基于文献计量的“双碳”目标下新能源消纳机制研究

近年有关新能源消纳问题引起了学者的广泛关注。文章以2011—2021年Web of Science和CNKI核心期刊文献作为样本,采用文献计量法以及知识图谱方法,从时间分布、国家、机构以及关键词等角度对新能源消纳的研究文献进行分析。通过关键词频次统计和聚类分析,得出当前中外文研究热点主要包括能源消费、碳排放与经济增长之间关系、能源结构转型、能源技术、新能源消纳影响因素及解决措施、新能源消纳机制建设以及“源-网-荷”优化研究6方面。建议未来在研究方法上进一步利用现代信息技术,在研究主体上加强校企机构合作,在研究主题上侧重机制设计研究。

风电直流送出系统换相失败特性分析及其抑制措施

该文从风电场经直流送出系统模型出发,分析了换相失败下电网和风电场暂态电压特性及连续换相失败机理,并提出从无功补偿的角度来抑制换相失败后的暂态电压现象。最后,以某省风电场直流送出系统为例进行了仿真分析,特别针对连续换相失败场景下风电场的影响特性、送端系统暂态电压及抑制措施进行了仿真分析,并进行了理论验证。

基于统计学特征的西北电网新能源资源特性分析

为了充分释放新能源发电潜力,挖掘西北新能源资源在电力保供方面的潜力,基于西北电网新能源多年历史运行数据,采用统计学特征的方法,分别从保证出力、波动幅度以及时空转移概率等角度,全面、系统性分析了西北新能源资源特性。研究成果为西北电网新能源规划布局、高效消纳以及安全稳定运行提供了依据,也可为全国其他区域新能源资源特性分析提供方法借鉴。

黄河上游梯级水电站储能作用在新型电力系统中的应用

新能源大规模并网后对电力系统调峰资源需求迫切,亟须全面提高电力系统中灵活性电源的利用水平,以维持电网安全稳定运行与清洁能源高效消纳。作为我国新能源并网比例最高的区域性电网,西北电网受近年来煤电新增装机少、抽水蓄能电站尚未投产、电化学储能调节规模小等因素影响,调节资源不足,制约了新能源的高效利用。通过充分发挥黄河上游已投产梯级水库的调蓄作用,进一步释放梯级水电站的调峰潜力,可实现类似储能的作用,有效节省抽蓄、电化学储能等调峰资源的建设成本。通过设立对照模型,分析了梯级水电站不参与调峰、直调水电站参与调峰和梯级水电站均参与调峰3种情景下的调峰能力差别,论证了梯级水电站参与调峰对电网调峰资源的积极贡献。

基于XGBoost算法的电力系统运行方式自动调整

随着可再生能源机组和灵活性负荷的大量接入,新型电力系统的复杂性和不确定性显著加剧,为电力系统运行方式的调整和计算带来巨大挑战。为此,本文提出一种基于极端梯度提升算法(XGBoost)的电力系统运行方式自动调整模型。该方法首先通过多变量核密度估计对电力系统源-荷不确定性进行建模,得到考虑随机变量相关性的多机组/负荷的联合概率分布。其次,采用场景生成和缩减技术得到电力系统典型运行场景,通过模型驱动生成电力系统典型运行方式样本集。最后,设计XGBoost有监督机器学习模型,训练回归分类树学习电力系统运行方式映射关系,实现电力系统运行方式的在线自动调整。算例结果证明了本文所提方法的有效性和精确性。

变压器励磁涌流负序二次谐波特征及机理

空载合闸产生的励磁涌流是导致变压器差动保护不正确动作的主要因素,同时也会造成电网中谐波、电压暂降等电能质量问题。交直流混联电网中,换流器的谐波耦合特性使得交流电网中的谐波会引起直流保护的误动作,导致直流闭锁,威胁电网安全运行。文中基于变压器铁芯近似磁化特性曲线,推导了励磁涌流及其中二次谐波分量的解析表达式,分析了合闸参数对负序二次谐波分量的影响,指出由于断路器开断引起的三相平衡性剩磁不会造成励磁涌流中二次谐波以负序为主的现象,只有三相非平衡性剩磁才可能引起励磁涌流中的二次谐波呈现明显的负序特征。PSCAD仿真验证了分析及结论的正确性,为解决工程实际问题提供了理论依据。

交直流混联电网自适应交流过电压保护方案的研究

针对目前交直流混联电网交流过电压保护与直流系统控制保护策略之间缺乏有效配合的问题,以直流系统发生单极闭锁导致功率骤降为例,考虑交流滤波器的动作策略,分析了单极闭锁后交流侧无功功率、有功功率的变化特征,提出一种交直流混联系统自适应交流过电压保护新方案。该方案在直流系统单极闭锁等功率骤降情况下,综合考虑一次设备的耐压水平,在不改变原有交流保护动作特性的基础上,能够自适应调整过电压保护的时间定值,躲过交流滤波器组的切除时间,避免由于过电压保护误动带来的负荷损失;而当交流系统扰动引起过电压时,过电压保护能够按照原有的动作逻辑正确动作,保证设备安全。仿真结果表明,该方案加强了交流系统和直流系统继电保护之间的配合,对保证交直流系统稳定运行具有重要的意义。

基于改进连续潮流法的电压稳定极限计算方法

针对电压稳定性分析连续潮流法的计算效率、精度及收敛性问题,提出了一种改进型的连续潮流法。该方法在参数化中,有机结合了物理参数化和局部参数化在不同区域的优点,在校正过程引入了一种新的预测-校正法,在步长控制中,提出了变步长控制函数,极大地提高了算法的计算精度、效率和收敛性。最后通过实例证明该方法可以提高连续潮流法分析电压稳定性的效率,并验证了该方法的有效性。

安全稳定控制装置标准化测试系统研究与开发

安全稳定控制系统作为保证电力系统安全稳定运行的第二道防线,稳控装置现场标准化测试是保证电网安全稳定运行的重要手段。为解决目前稳控系统调试手段单一、检测设备功能不足、现有开环测试方法无法模拟复杂故障时序和自动化程度低等问题。提出了稳控系统现场标准化检测方案,研究了稳控系统现场测试体系中信息交互、标准化接口及平台实现技术等关键技术,开发了稳控系统标准化测试系统,研制了多协议智能检测终端。以实际工程为基础,基于RTDS实时仿真系统搭建了验证平台,通过试验验证了文中方法的有效性,方便快捷地实现了安全稳定控制的全面标准化检测。

考虑地理属性的大电网典型输电断面搜索方法研究

针对大电网节点数目多、网架结构复杂、难以在线监控的问题,研究了一种考虑地理属性的典型输电断面搜索方法。以系统中厂站节点的地理属性为基础,划分初始分区,并对各分区的边界节点进一步优化调整;采用基于图论矩阵运算的割集算法搜索电网输电断面,将安全裕度小的输电断面视作典型输电断面并作为电力系统重点监控对象。以某省电网及其局部网架为算例,经过电力系统分析综合程序PSASP大量测试,证明了所提典型输电断面搜索方法的有效性。

稳控切机回路存在的问题及优化措施研究

西北电网区域内稳控装置切机回路设计标准不统一,回路接线形式多样,给稳控系统安全运行带来了较大的风险。以西北地区部分主力火电厂为样本,归纳电厂稳控装置切机回路接线形式,并结合稳控系统技术规程和一起典型事故案例,分析了每种形式切机回路存在的问题,提出了切实可行的切机回路改进措施,现场应用后取得了良好的效果,为稳控系统的安全运行提供了坚实基础。

一种改进型的交直流混合系统潮流计算方法

交直流混合系统潮流计算方法是电力系统的研究热点之一,针对交直流混合系统潮流计算中存在的计算效率低、收敛性较差等问题,提出了一种改进型的交直流混合系统潮流计算方法。该方法根据电路原理和系统结构,建立交直流系统的潮流计算模型,结合潮流方程的非线性及复杂性等特点,使用相对简单的交替迭代方程求解方法,引入具有重启动功能的广义最小残差法,解决了交替迭代计算中修正方程的计算量大、存储量大及收敛性较差的问题;针对矩阵的条件数和特征值影响计算的收敛性,引入矩阵预处理技术,提高了计算的收敛性;通过实例计算结果验证了方法的正确性,为交直流混合系统的潮流计算提出了一种有效的方法。

西北:促消纳 稳外送

我国西北地区聚集了优质的风能和太阳能资源。2012年以来,西北电网新能源发电装机增长超10倍,装机规模达1.7亿干瓦,相当于建成7座三峡电站,成为首个以新能源为第一大装机电源的区域电网。随着风能、太阳能等新能源快速发展,今年迎峰度夏,西北电网运行呈现用电负荷增长快、常规电源增幅小、风光出力波动大、一次能源供应不确定等特点,电力保供工作要求高、责任大、任务重。