东北电网电力调峰辅助服务市场设计与实践

中国"三北"地区风电装机及热电装机容量迅猛增长,导致电网调峰矛盾日益突出。2014年,东北电网建设了电力调峰辅助服务市场,意图采用经济杠杆和市场手段来调动火电企业调峰的积极性,提高清洁能源的消纳能力,缓解电网调峰的紧迫压力,确保电网安全稳定运行。为了给进一步完善东北电力调峰辅助服务市场规则奠定基础,文中重点介绍了东北电力调峰辅助服务市场的时代背景、设计目标、基本理念,以及详细的市场规则设计、运行实践、存在的问题等。实践结果表明,东北电力调峰辅助服务市场在提高系统调峰能力、促进清洁能源消纳等方面取得了良好的效果。

东北电网风电惯量及一次调频实测与分析

针对东北电网直流送端高比例风电系统频率稳定问题,国家电网东北分部组织开展了风电场惯量及一次调频全网扰动试验,首次实现了风电虚拟惯量的工程应用。基于系统频率扰动试验数据,分析了东北电网频率动态特性,计算得出了东北电网等效惯量水平和频率极值特性系数,量化了系统抵御频率扰动的能力;在介绍网源协调示范风电场惯量响应及一次调频实现方案基础上,对比分析了不同实现方案风电机组惯量响应特性,得出了不同示范风电场一次调频参数指标,试验证明了风电虚拟惯量及一次调频的可行性与有效性,对大规模风电参与系统惯量支撑及一次调频的工程应用具有指导与借鉴意义。

基于参数规划的电网侧储能容量价值评估方法

在新能源大规模接入电力系统的背景下,电网侧储能作为一种灵活资源可以支撑电力系统运行。评估储能应用价值是进行储能容量配置的必要准备工作。文中首先定义3个评估指标,体现出储能对新能源消纳、电力系统灵活性和系统调度经济性的价值;然后基于多参数混合整数线性规划理论,提出一种储能容量价值评估方法,并应用到所提评估指标中,每个评估指标都能得到以储能功率容量和能量容量为参数的分段线性函数;最后使用东北电网数据仿真验证所提模型和方法。结果显示所提方法可以解析刻画储能容量对其应用价值的影响,并将结果进行可视化展示;解析表达式中包含的灵敏度信息揭示了储能容量价值的关键瓶颈参数,并可为不同应用场景储能容量配置提供参考。

东北电网首座核电站并网发电

在东北网调和辽宁省调的精心安排和共同努力下，2013年2月17日15时11分，辽宁红沿河核电站1号机组首次并网成功，实现了东北电网核电零的突破，这使东北电网电源结构得到进一步优化。

东北电网清洁能源发展现状、趋势及关键技术探讨

随着“碳达峰、碳中和”(简称:双碳)的国家低碳能源战略推进,清洁能源发展的重要性日益凸显。本文针对东北电网清洁能源发展存在能源结构不合理、本地消纳能力不足、冬季光伏出力低下等问题,阐述其发展趋势和重要意义,并从大规模储能、多能互补协同、新型电力系统规划以及新型清洁供热等技术方面,对东北电网清洁低碳能源发展的关键技术进行剖析,以促进“双碳”政策下的东北电网碳减排工作。

超高压电网反时限零序过流保护简化整定方法

随着国内超高压电网中传统四段式定时限零序电流保护的整定配合越来越困难,反时限零序过流保护作为后备保护逐渐得到应用。但目前其定值整定多依赖工程经验,缺乏理论支撑,给实际应用带来诸多限制。为此,首先结合超高压电网变电站装设接地变压器的结构特点,分析了零序网络电流的自然差异分布特性,给出了简化整定的理论基础。然后提出采用全网统一定值整定原则的反时限零序过流保护简化整定方法。最后通过理论分析说明了简化整定后仍可保证选择性与灵敏性。利用国内某区域电网500 kV局部输电网算例进行计算,其结果证明了所提简化整定方法有效且合理。

LCC-HVDC背靠背系统降低电网短路电流应用研究

随着电网规模扩大,短路电流超过开关遮断能力问题日益突出,目前常用的措施包括电网解环及分区运行、母线分裂运行、选用高阻抗设备等。但电网解环、分区、母线分裂运行削弱了电网供电可靠性,使输变电设备容量不能充分利用且可应用空间越来越小;高阻抗设备无法彻底解决短路电流问题还会降低系统稳定水平,增加网损。文中提出在短路电流超过开关遮断能力且无法通过更换开关或改变运行方式满足短路电流要求的变电站采用LCC-HVDC背靠背系统替代部分或全部交流变压器,既保证供电可靠性和供电能力又能有效抑制短路电流过大,以辽宁营口电网为例对该方案进行可行性研究和经济性分析,指出该方案在未来将有较大的应用潜力。

考虑等级事故概率约束的输电网利用效率评估方法

随着用电量增速降低,如何在不违反安全性约束的前提下提高输电网的利用效率成为电网规划和运行的重要关注点。为此基于国务院599号令提出了考虑等级事故概率约束的输电网利用效率评估方法。该方法利用连锁故障模型计算等级事故概率,较好地考虑了实际电网的特点,可用于指导电网运行与规划,同时避免了来自不同特性电网的实际统计数据难以直接用于横向对比的不足。通过选取湖北省某地区电网作为算例,验证了所述输电网利用效率评估方法的有效性,并讨论了影响输电网利用效率提升的因素。

东北区域近期用电需求与经济发展相关性分析

根据2000~2014年东北区域用电需求和经济发展统计数据,分析东北区域经济结构、用电结构、用电特点及2015年一季度东北区域用电量和经济增长的相互关系。在此基础上,总结近期东北区域电量增长缓慢甚至出现负增长的主要原因。

基于决策树的电网安全稳定规则提取方法研究

现有电网安全稳定规则通过大量人工进行离线仿真计算得到,存在一定局限性。利用数据挖掘方法建立基于规则的分类器,提出一种基于决策树的电网安全稳定规则提取方法,利用电网在线运行数据自动生成电网安全稳定决策树,并转化为更加精细化的电网安全稳定规则,为电网的安全稳定控制提供决策性建议。

大电网运行控制面临的形势、问题与挑战

多项特高压交直流输变电工程的相继建成投产,标志着我国电网建设已处于国际领先水平。同时,我国当前大电网运行与控制也面临着前所未有的问题与挑战。该文介绍了当前大电网运行面临的形势,即具备新能源占比不断增加,电力跨大区大容量远距离输送等特点,分析了电网运行与控制面临的问题与挑战。以东北电网为例,介绍了应对大电网运行的措施。东北电网通过调峰辅助服务市场、高频紧急控制系统等技术手段促进网源协调,提高了新能源消纳水平。

东北地区能源消费与经济增长关系分析

通过对1990—2015年东北地区能源消费情况、GDP发展情况及能源消费与GDP相互关系的深入研究,表明东北地区能源消费主要以煤炭为主,非化石能源消费占比偏低,能源消费结构较不合理。通过Granger因果关系检验方法,验证了东北地区能源消费增长与地区经济增长存在单向Granger因果关系。在此基础上,提出关于东北地区能源发展的两点建议,即推动产业结构调整和升级以及提高科技创新水平。

2013年东北及蒙东地区电力市场分析

为准确把握东北地区及内蒙古东部(以下简称蒙东)地区用电需求变化趋势,为企业经营发展和政府部门科学决策提供依据,通过对2012年及2013年一季度经济发展及电力供需情况的深入分析,对东北及蒙东地区2013年电力供需及用电需求变化趋势进行初步预测,并提出有关对策和建议。

基于大数据及人工智能的大电网智能调控系统框架

为应对大电网日趋复杂的运行环境,全面提升新形势下电网安全稳定智能监控能力,文章深度融合新一代信息、计算与控制技术,设计了基于大数据及人工智能的大电网智能调控系统框架,对实现大电网"即测-即辨-即控"的在线智能调度具有重要的工程价值。首先,结合电网调控系统的发展现状,分析了新一代智能调控系统的功能需求;然后以大电网全局监控的视角,设计其大数据与人工智能顶层功能框架,并对该系统涉及的基本理论及关键技术进行系统概述;最后,以东北电网为背景,搭建了基于大数据技术的智能调控系统环境,实现东北电网稳定态势评估与智能决策。该系统可全面提升大电网在线智能监控能力,为大电网安全稳定运行提供技术支撑。

东北骨干通信网创新管理模式研究

随着国家电网智能水平的提升及系统保护等新业务的不断应用,东北骨干通信网与电网生产关系越来越紧密,发挥着愈加重要的作用,这也对通信安全生产保障能力提出了更高要求。不过,目前东北地区智能电网的发展尚处于"进行时",仍面临多种挑战。除了技术挑战,安全性和经济性的平衡也是智能电网需要解决的难题。因此东北骨干通信网的管理水平需进一步提升。文章研究适用于东北骨干通信网运行和属地化运维的通信网管理模式,探索新技术在骨干通信网中的应用;同时通过加强对通信网的规划与建设,实现对通信资源科学合理的调配,增强骨干通信网支撑保障能力。

计及大规模风电并网的交直流电网连锁故障熵特征研究

随着风电并网容量的不断提升和网内直流输电工程的日益增多,大量的电力电子化设备接入使得系统发生连锁故障模式以及演化过程出现了一些新的特征。从影响因素和发展过程等方面对比分析了电网传统连锁故障相继开断过程和计及大规模风电并网后的连锁故障过程的差异。在传统连锁故障潮流熵分析方法的基础上,引入了在相继开断中可能导致风机故障脱网的电压熵和频率熵,构建了其计算公式,并提出了评估连锁故障发展影响因素的综合熵向量,给出了连锁故障影响因素的判别方法与相应的流程,为对大规模风电并网后连锁故障的影响因素定量分析和评估提供了技术手段。通过对就地消纳型和外送型两种典型系统进行仿真,结果表明,所提的方法能够有效地反映电网发生连锁故障的原因以及发展过程。提出了相应的连锁故障防控措施。

电网工控系统流量异常检测的应用与算法改进

"两化融合"的工业控制网络的安全问题不断突显.电力作为国家重要基础设施,其电网工控系统的安全防护工作极其重要.本文根据电网工控系统中控制网的内防水平低且其安全监测和防护缺乏内部网络流量异常检测的现状,分析了电网工控系统的组成结构、网络安全需求及面临的威胁.提出了将流量异常检测技术应用于针对电网工控系统控制网的安全防护中,形成针对电网工控系统控制网的两级安全防护.然后研究了流量异常检测方法的分类和特点以及电网工控系统的网络流量数据特点,提出了基于熵的动态半监督K-means算法并辅以单类支持向量机对半监督K-means算法进行改进,为提升电力系统内防水平奠定基础.

基于二阶锥规划法的高受电比例电网运行稳定性研究

为控制高受电比例电网电力传输的高频波动,提升电网运行稳定性,进行基于二阶锥规划法的高受电比例电网运行稳定性研究。通过分布式电源搭建、直流母线电路连接、二阶锥微电网组织设计3个物理步骤,进行基于二阶锥规划法的电网结构规划。根据电网结构规划结果,按照电网运行的暂态稳定模式,通过同时限定受电高阶比例上、下边界条件的方式,根据电网负荷水平控制电力传输高频波动,完成基于二阶锥规划法的高受电比例电网运行稳定性研究。实验结果表明,与PSASP控制技术相比,研究方法的高压传输波长下降、相邻峰谷值间隔周期延长,高受电比例电网电力传输的高频波动得到有效抑制,电网运行稳定性更高。

复合储能微电网有效载荷调度方法研究

针对传统有效载荷调度方法不能利用哈尔顿序列,导致存在调度精度差、稳定性差的问题,提出基于改进人工鱼群算法的微电网电能调度方法。建立微电网复合储能调度模型,使锂电池与超级电容的储能状态达到均衡,并将电网调整到等效电压状态。在传统人工鱼群算法基础上,引入哈尔顿序列,改善初始种群选择时随机性过大的弊端。通过持续更新人工鱼群个体的位置和速度,并将全局寻优的过程从单一个体扩展到全部种群,识别出最优电能传输路径,实现复合储能微电网有效载荷调度。实验结果表明,研究方法的预测电能传输量与实际量最为接近,损耗最低,同时能够保证微电网系统负荷总量平稳变化,调度有效性更好。

基于尺度不变特征变换的电网静态电压稳定边界特征提取方法

电网静态电压稳定边界特征提取是静态稳定态势在线评估及控制的核心。文章提出一种基于尺度不变特征变换的电力系统静态电压稳定边界特征提取方法,直接挖掘电网静态电压稳定临界状态下全息信息的关联程度,映射不同运行状态工况下的边界特征的关联程度,可以全面体现静稳极限时的运行状态,对于改进现有电网静态稳定态势评估指标、改善当前静态稳定评估方法具有重要意义。经过IEEE39节点系统的测试验证,表明了该方法的有效性。