一种基于DBSCAN+LAR的风电场数据清洗方法

针对因风电场机组异常数据而导致风电功率预测精度下降的问题,文章提出一种基于密度噪声应用空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)算法加上最小绝对残差(least absolute residual,LAR)法的风电场数据清洗方法。首先利用DBSCAN算法识别分散型异常数据,然后基于LAR方法构建堆积型异常数据识别模型,分别实现对风电场分散型异常数据和堆积型异常数据的清洗,最后通过Pearson相关系数和反向传播神经网络预测模型验证所提方法的效果。结果表明,基于DBSCAN+LAR的风电场数据清洗方法能有效减小风电功率预测误差。

面向新能源功率多时空尺度精确预测的机制创新与平台建设探索

构建以“新能源”为主体的新型电力系统迫切需要从全网统筹的角度对新能源功率进行更加精确化的预测和预测结果实用化的应用,以此提高大电网接纳高比例新能源能力、改善电力系统运行安全性与经济性。立足以调度实际需求为导向,以解决问题成效为衡量标准,以“开放、高效、实用”的理念、机制革新实现科技创新,提出一种调度机构视角下新能源多时空尺度精确预测的机制创新探索及创新平台的实施方案。从顶层设计、机制创新思考及创新平台的架构和主要功能等多方面展开探讨,力求依托技术、管理双创新,探索调度机构实施新能源功率预测水平提升的新路径。

新能源功率预测特性分析及精度提升措施

为了实现“碳达峰,碳中和”的战略目标,大力发展新能源成为构建新一代低碳化、清洁化电力系统的趋势。目前,在新型电力系统的全面建设中,新能源的功率预测误差分析与预测精度提升至关重要。以我国南方数省2021年新能源日前功率预测及实际运行数据为例,系统性梳理分析了新能源功率预测特性并提出了相应的预测误差应对思路。首先,对现有预测技术以及国内外预测技术应用现状进行了总结;然后,梳理了现行新能源功率预测误差的共性特性;最后,提出了新能源功率预测误差应对思路,包括新能源功率预测指标体系构建、组合算法研究思路、新能源功率预测价值生态培育探索等。

考虑不同时间尺度下的新能源跨区域消纳策略

随着我国新能源并网比例的持续提高,提升新能源消纳水平成为突破新能源发展瓶颈的关键。开展不同时间尺度下的跨区域消纳研究是提升新能源消纳能力的有效方法。以两个跨区域连接电网作为实证案例,结合各地新能源消纳的运行特性及影响因素,提出了包括中长期、日前、日内不同时间尺度下的新能源跨区域消纳策略。其中,中长期消纳策略以实现中长期新能源消纳效能最优化为目标,重点考虑了规范设备运维、发电量计划管理、交易电量配置的有关影响因素;日前消纳策略重点考虑了电网在不同运行周期的调峰能力与直流电供电线路输送质量的影响因素;日内消纳策略重点考虑了电网架构与各节点电压安全性的影响因素。最后,结合模型仿真验证了相关策略的可行性与有效性,研究结果表明:所提出的不同时间尺度下新能源跨区域消纳策略可以有效地解决区域新能源消纳问题,减少弃风弃光现象,具有一定的实用性与可靠性。

新型电力系统环境下电网储能运营机制和成本传导工程应用

为解决典型储能项目在发展过程中商业模式和成本回收机制的问题,提出了新型电力系统环境下电网新型储能运营机制。分析了国外储能典型项目和商业模式,指出了我国储能商业模式及发展过程中存在的问题。以集中式储能和新能源配储为主要场景分析了储能的3种成本传导机制,结合储能商业价值分析了在用户侧、配网侧、分布式电源侧的主要运营模式,针对储能的传导机制进行了仿真分析,说明随着容量比例的增加,容量租赁费用呈下降趋势。在同样的容量比例下,收益率越高,容量租赁费用越高。结合我国储能配置,给出了灵活性资源补偿的市场机制建议。

Equivalent Method of Integrated Power Generation System of Wind, Photovoltaic and Energy Storage in Power Flow Calculation and Transient Simulation

针对工程实际开展风光储联合发电系统在潮流计算和机电暂态仿真中的等值方法研究，旨在为大容量风光储联合发电系统的并网仿真分析奠定基础。将潮流计算的等值分为单元机组和集电系统2部分来研究。单元机组等值采用根据不同控制模式选取不同节点类型的方法，针对集电系统等值提出基于损耗不变原则的方法。等值模型和详细模型的算例结果表明，潮流计算等值方法具有较好的精度。在机电暂态仿真动态等值中，基于实际工程计算的最严重工况分析原则，提出运行在满出力点的单机“倍乘”等值模型，为工程计算中的风光储联合发电系统动态等值提供了一种解决方案。

提高互联电网暂态稳定性的大规模电池储能系统并网控制策略及应用

在大规模电池储能系统现有平抑/平滑控制策略的基础上,提出了基于附加频率响应的并网控制策略,不仅能够兼容现有控制策略抑制新能源出力波动,还能较好地提高电力系统暂态稳定性。该控制策略包括3部分:现有平抑/平滑控制部分、附加频率控制部分和总体限幅部分。平抑/平滑控制部分兼容现有控制策略从而有效降低间歇式新能源的功率波动;附加频率控制部分以系统频率为输入信号实现对频率的一次调整,从而提高系统的暂态稳定性;总体限幅部分根据电池的实际运行状态动态地调整各控制部分上下限,达到均衡和最大化地利用储能系统。在西北电网的酒泉风电基地进行了基于附加频率控制策略的初步应用研究,仿真结果显示该控制策略可以有效地提高电网的稳定性。基于使新能源+储能电站和常规机组具有相同或相似的暂态稳定支撑能力的原则,酒泉风电基地的储能/风电配比可设置在5%附近。

基于IEC60909的南方电网短路电流计算方法分析及优化

随着电网负荷的持续增长和网架结构的不断增强,短路电流超标问题已成为影响南方电网安全运行的关键因素。实测对比表明,在现有的短路电流计算方法下南方电网短路电流计算结果偏乐观,这给电网的运行方式安排带来困难。基于最新版的IEC 60909和GB/T 15544短路电流计算标准,对比南方电网短路电流计算方法与国内外短路电流计算方法之间的差异,并以南方电网2013年丰大方式为基础分析了短路电流计算方法中几个重要因素对短路电流计算结果的影响,结合精度要求、保守原则、设备能力等工程实用要求提出了南方电网短路电流计算方法的改进建议。

基于WNN的光伏功率超短期预测研究

为解决光伏功率预测不准确问题,提出一种基于小波神经网络(WNN)的光伏功率超短期预测方法。分析小波变换的基本方法,说明小波网络的基本结构和初始权重确定方法;提出利用误差反向传播训练WNN的方法,分为GD算法和LM算法进行讨论;提出基于小波神经网络的光照辐射强度的预测方法,并提出评价指标;最后利用某地实际数据进行网络训练,说明了所提方法的有效性,并可知利用LM算法的WNN预测模型比GD算法训练的预测模型在超短期时段的表现更优。

基于多源数据融合的新能源运行数据监测系统设计

为解决新能源调度分析和运行统计,提出了基于多源数据融合的新能源运行数据监测系统。分析了新能源发电特性,结合新能源发电与传统电网之间的关系说明了多源数据融合平台的意义和作用。构建了基于多源数据融合的新成员调度运行监测系统,设计了总体架构,分析了系统功能模块,给出了系统硬件部署方案和系统接口。针对新能源台帐动态管理、区域新能源运行建设、优先调度评价、消纳统计分析等功能进行说明。最后结合某地区典型的微型新能源网络的系统应用情况进行了说明和分析,论证了本文提出系统的有效性。

电网电压不平衡下PMSG风电场可控运行区域研究

针对电网电压不平衡下永磁直驱风电场实现其并网有功功率无波动、并网无功功率无波动以及平衡并网电流3个传统控制目标,推导了永磁直驱风电场中网侧变换器输出负序电流能力以及为实现各控制目标所需的负序电流幅值,通过将二者结合,进而得到了基于不同电网电压不平衡度和系统有功出力的永磁直驱风电场实现各传统控制目标的可控运行区域,并利用仿真和实验对其进行验证,为实际永磁直驱风电系统在电网电压不平衡下控制策略的合理选取提供理论依据。

光伏发电系统模型综述

为了对含光伏电源的电力系统进行各种仿真研究,必须建立准确的光伏发电系统数学模型。全面综述了包括光伏组件、逆变器及其控制系统的光伏系统数学模型,对整个光伏发电系统模型的研究现状进行了论述,总结了利用各元件模型建立系统模型的方法以及孤岛保护的研究现状及其建模方法,并对光伏发电系统模型的研究前景进行了展望。

基于随机模型的光伏发电置信容量评估方法

随着光伏发电在电网中穿透功率水平的不断提高,光伏发电的置信容量评估问题逐渐成为电网规划中关注的新热点。针对光伏发电与电网负荷的不确定性,文中在序贯小时确定性模型的基础上建立了光伏出力与电网负荷的随机模型,利用序贯小时确定性模型反映光伏出力与电网负荷以及光伏电站之间在长时间尺度上的相关性,采用秩相关系数来描述短时间尺度上的相关性,提出了一种可处理随机变量相关性的基于拉丁超立方采样的光伏发电置信容量评估方法。通过对IEEE-RTS 79系统进行评估,验证了所提出方法的有效性和准确性。

风光储联合发电系统储能容量对有功功率的影响及评价指标

风力发电、太阳能光伏发电以及储能的技术特性、容量配置及控制策略对联合发电系统总有功功率特性有重要影响。分析了风光储联合发电系统的结构特点、数学模型和技术特点,提出了一种储能单元充放电优化模型,该模型以有功功率波动最小为目标函数,其约束条件考虑了每个步长的储能初始容量和储能充放电控制策略。根据该模型,提出了衡量风光储联合发电系统有功功率波动的3个指标,并结合评价风光储联合系统供电可靠性指标,综合评价总输出功率特性,通过Matlab编程进行了实例验算,分析了有功功率特性随储能容量配置方案的变化趋势及各指标的意义。

光伏发电置信容量的研究现状与发展趋势

光伏发电具有明显的波动性和间歇性,目前尚不参与电力平衡,被认为是一种只提供电量价值、不提供容量价值的电源。但实践证明光伏发电与电网负荷具有较强的相关性,多数情况下可发挥削峰作用,忽略其容量价值将导致严重的资源浪费。因此,随着光伏发电在部分电网中穿透功率水平的不断提高,光伏发电的置信容量评估问题逐渐成为电网规划中关注的新热点。文中首先总结了光伏发电置信容量的评估指标和评估方法;按性质对评估指标进行分类,并比较了各类指标的优缺点,根据比较结果给出了推荐的指标;详细地论述了置信容量的评估方法,指出了目前的研究热点和未来的发展方向。然后从光伏电站、电网侧、用户侧多角度提出了光伏发电置信容量的提高措施,并对其可行性、应用前景及相关技术进行了讨论。最后,基于系统的调节能力论述了光伏发电置信容量的保障措施。

特高压半波长交流输电线路稳态电压特性

半波长交流输电技术具有远距离、大容量输电特征,在我国应用前景广阔,完善其电压特性研究,对我国电力系统规划和运行意义重大。根据电路理论推导了用于半波长输电线路仿真的线路参数模型,随后从入射波、反射波理论以及无功功率理论2个方面分析了半波长输电线路稳态电压特性,最后应用PSD软件仿真研究半波长线路沿线电压,验证了理论分析结论。

基于序贯蒙特卡洛方法的风电并网系统调峰裕度评估

在分析风电并网后系统调峰需求变化的基础上,运用可靠性理论,基于序贯蒙特卡洛方法,提出了风电并网系统调峰裕度评估方法。该方法计及常规机组的强迫停运概率和风电随机波动特性,充分利用序贯蒙特卡洛方法便于加入规则的特性,提出了调峰不足概率指标及其计算方法。利用所述方法对IEEE-RTS系统进行了调峰裕度评估,验证了该方法的可行性和有效性。

考虑风速变化特性的风电容量可信度评估方法

随着风力发电在电网中穿透水平的提高,风力发电的容量可信度评估问题逐渐成为电网规划中关注的新热点。为描述风电出力与电网负荷的相关性,以规划阶段风电场可获得的数据为基础,基于半不变量法建立了考虑风速变化特性的风电出力模型;提出了基于拉丁超立方采样(Latinhypercube sampling,LHS)的风力发电容量可信度评估方法,通过对IEEE-RTS79系统进行评估验证了该方法的正确性和有效性,并分析了风电出力与电网负荷的相关性对容量可信度的影响。评估结果可作为风力发电参与电力平衡的重要依据。

基于概率测度变换的风速时间序列建模方法

结合中国东北某实际风电场多年测风数据,分析风电场风速的统计特性,得出多年月内同一时刻风速同样服从Weibull分布。通过概率测度变换衔接实际风速序列与回归分析模型时间序列,基于自回归滑动平均(ARMA)模型,建立单一风电场风速时间序列模型;基于向量自回归(VAR)模型,给出了不同风电场间风速相关性考虑方法,分别给出了模拟风速时间序列的模型及参数。通过对比得知,实际风电场风速数据与模拟得到的风速时间序列具有较好的一致性,基于概率测度变换构建模拟风速时间序列是可行、有效的。

电力市场改革下南方电网调度运行面临的技术挑战与发展方向

近年来,我国电力行业正经历一场深刻的变革。不断深化的市场化改革给电网调度运行带来了新的严峻挑战。南方电网所辖五省区,是我国电力市场改革的最前沿。市场化改革的不断深入,正改变着南方电网调度运行业务。为此,本文介绍了国外主要电力市场在调度运行管理方面的成功经验,深入分析了当前新环境下电网调度运行所面临的变化和多重挑战,在此基础上系统提出了支撑市场化发展的调度运行关键技术体系,最后结合南方电网发展实际,探讨了南方电网市场环境下亟需开展的技术储备。