柔性功率调节器用变换器故障状态运行特性分析

双PWM变换器是柔性功率调节器(FPC)的一个重要组成部分,由于FPC需要在电力系统发生扰动和故障的情况下运行,因此研究变换器在电网异常情况下的运行特性非常必要。该文分析PWM变换器可能出现的各种运行状态,确定变换器参数选择的参考依据,并讨论电网电压跌落对变换器运行的影响。同时以最严重的电网三相短路故障为例,分析中间直流电容电压失控问题和FPC转子过电流问题,并提出一种简单有效的解决方法。仿真结果表明该方法具有良好的效果,能保证电力系统故障时FPC的正常运行。

远距离大容量直流输送风电功率调节方式研究

北方风电大规模外送是未来中国风电发展的需要。提出了远距离大容量直流输送风电的功率调节新模式,分析了送端电网的电力盈余特性和调峰能力盈余特性,在此基础上研究了送端系统与直流系统互补运行的原理,并进行了具体算例分析。研究结果表明,在直流外送大量风电的情况下,通过发挥送端系统的调节能力,能够实现直流输电的多段式平稳运行及风电高效利用。最后,还提出保障该直流输电功率调节方式实施的相关措施。

甘肃酒泉风电特性研究

酒泉风电基地是我国规划建设的第1个千万千瓦级风电基地。介绍了酒泉地区风能资源及风电开发规划,根据一整年的风电模拟出力数据,对酒泉风电基地出力的季特性、日特性、出力分布、弃风电量、保证容量、有效出力、出力变化率、调峰特性等进行了分析,对进一步做好电源及电网的发展规划具有重要的参考价值。

中国风电跨区域输送模式选择研究

北方风电大规模跨区外送是未来中国风电发展的需要,但北方各地区的能源资源条件差异较大,不能采用单一的外送模式,需要结合各地区的具体情况选择适用的风电外送方式。根据送端直流外送配套电源规模的不同,研究了2种风电外送模式的工作原理、直流运行特征、技术经济性,并提出了不同外送模式在中国的适用范围,并为促进不同的风电外送模式在工程实践中的应用,提出了相应的保障措施。

西班牙风电大比例消纳的深度分析

介绍了西班牙电力系统概况,详细分析了西班牙电网风电出力占系统负荷54%的运行情况。从电源调节能力、跨国跨区互联电网与风电功率预测等方面阐明了西班牙实现较大风电消纳比例的支撑条件,为我国风电发展提供有益的借鉴。

水电与风电联合运行分析

在中国风电发展十分迅速、弃风问题严重的情况下,近期需要进一步挖掘现有系统的调节能力。其中,促进水电与风电联合运行是有效措施之一。介绍了风电在日内和日间的有功出力变化特点,从电量分布特征、调节速度等方面分析了水电与风电联合运行的基础,进而研究了水电与风电在日内和日间联合运行的原理,及其对促进风电消纳、提高火电效率的作用。通过具体算例,分析了在是否考虑水电风电联合运行2种情况下,系统在风电消纳、火电煤耗、火电启停费用、系统燃料总消耗等方面的差异,验证了水电与风电联合运行的效益。

单位功率因数PWM整流器最大传递功率研究

为了实现单位功率因数脉宽调制(PWM)整流器直流侧电压的稳定控制,通过分析PWM整流器的数学模型,在器件参数和交流侧电压已确定的情况下,研究了PWM整流器的交流侧和直流侧之间可传递的最大功率,分析了最大可传递功率与开关管参数之间的关系,并以交流侧电压为变量,研究了PWM整流器最大可传递功率与交流侧电压的关系。实际应用表明,以此为依据可选择合适的交流侧电压以达到充分利用开关管容量的目的,同时该方法对选择合适的开关管和确定直流侧负载上限具有一定的参考价值。

国外分布式光伏发展经验及对我国的启示

我国太阳能资源丰富,光伏发电发展潜力巨大。在国家价格、财税等政策的大力支持下,我国分布式光伏发电将迎来快速发展时期。德国、美国、西班牙等国是世界上分布式光伏发展的典范,在分布式光伏发展的并网管理、技术标准、政策机制、电网建设等方面积累了丰富的经验。建议充分借鉴国际经验,促进我国分布式光伏的可持续发展。

中国实现高比例可再生能源发展路径研究

大力发展可再生能源是全球及我国应对能源资源紧张、环境恶化、气候变暖的重要手段。该文考虑可再生能源发电的随机性、间歇性等特征,建立了适应高比例可再生能源发展的新型电力规划及生产模拟模型;对我国2050年可再生能源发展情景展开研究,提出了我国2050年的电源结构及跨区电力流规模,并进行了综合效益评估;同时给出了我国高比例可再生能源发展路径及相关政策建议。

基于特高压输电技术的电力规划理论创新及实践

依托特高压输电技术,构建大范围资源优化配置平台、提升电网功能与价值,是加速电力、能源和经济转型的重要途径。文章运用大能源观,提出考虑多区域、多资源、多维度的新型电力规划理论。通过优化选择包含电力送受端的多区域电源扩展方案和跨区电力流规模、流向,实现发电能源、水、环境、土地等资源的优化配置。通过构建能源综合运输体系,促进可再生能源大规模接入和高效利用,改善生态环境。结合国家电网规划实践,提出未来我国电源开发布局、可再生能源消纳、电力流向与规模等规划方案。

中国可再生能源发展路径研究

长期以来,中国能源结构以煤为主,可再生能源比重偏低,能源发展面临能源安全、环境污染、气候变化等诸多问题。未来较长时期,中国仍将处于工业化中期和城镇化加快发展的阶段,能源电力需求将持续增长。大力发展可再生能源是应对能源需求增长、优化能源结构和布局、实现清洁发展的关键举措。在分析中国可再生能源资源状况和中长期能源需求基础上,指出了未来中国可再生能源开发的目标、重点、时序和消纳市场,提出了加快可再生能源发展的措施与建议。

我国太阳能发电开发及消纳相关问题研究

介绍了我国太阳能发电开发规划、布局特点及存在的问题;基于建立的光伏发电出力特性指标,分析了大规模光伏发电并网对电力系统规划提出的新要求;提出了太阳能发电消纳研究方法,根据"十二·五"期间西北地区太阳能发电规划目标,分析了西北电网太阳能消纳能力,2015年,西北地区太阳能发电装机规模为1 320万kW,电网调峰能力不能满足光伏、风电等新能源消纳需求,需要跨区平衡消纳。

中国风电开发消纳及输送相关重大问题研究

分析了中国风电发展现状(风电装机容量快速增长;风电分布较为集中)及存在的问题(系统调峰能力不足;跨大区域互联规模小,不利于风电消纳),提出了中国风电健康可持续发展的思路(优化电源结构以建设适度规模的调峰电源;建设坚强跨区域互联电网;合理的煤电布局和风火打捆输送;政策支持)和中国未来风电的合理开发规模及相关效益。

风电利用水平评价关键指标研究

为合理评价风电发展状况,以及对风电利用水平进行全面的比较,构建了多元化的风电利用水平指标比较体系。在简要介绍我国风电发展现状的基础上,对国内外风电发展基础条件及风电利用水平进行比较与分析。利用电力系统整体优化规划模型,对未来风电利用水平进行了展望与分析。研究结果表明,科学衡量风电发展水平需从多个方面综合衡量,应重点考虑风电与电力系统协调发展水平;提高电力系统整体规划和运行水平,是最终实现风电科学、高效发展的关键。

国外风电并网特点及对我国的启示

国外风电发达国家已有风电场大多装机规模较小,主要是分散接入配电网就地消纳。风电大规模并网依赖于坚强电网的支撑,同时也需要其他电源的支持和协调发展。如丹麦东部电网通过交流输电线路与挪威、瑞典、芬兰等国组成北欧电网,西部电网则通过德国电网与欧洲大陆互联电网相联,北欧电网中的大量水电为丹麦风电提供了足够的调峰支持;而美国大量具有灵活调节能力的燃气电站为风电快速发展提供了保障。国外针对未来风电大规模开发,规划通过高电压等级线路接入电网,远距离输送至负荷中心地区,并且扩展输电网以扩大风电消纳范围和规模。风电发达国家都制定了严格的并网导则且强制执行,风电收购政策根据风电发展的不同阶段不断调整,同时广泛开展了风电功率预测工作,并对风电进行有效调控。我国风电在持续快速发展中暴露出一些问题,如风电开发缺乏统一规划,配套电网建设难度较大;系统调峰能力不足;电网建设滞后于电源建设,尤其是跨大区电网的互联规模不足;风电技术和运行水平较低,相关政策有待完善等。建议我国应努力优化电源结构,增加电源装机中调峰电源和灵活调节电源的比重;建设坚强智能电网,解决风电大规模接入和输送问题;完善相关法律和政策支持体系。

西北地区促进风电消纳的辅助服务市场机制研究

西北地区风能、水能、煤炭等资源丰富,是中国重要的风电、水电与煤电基地。为促进西北大型风电基地的高效消纳,需要深入研究技术、经济等方面面临的问题。统筹考虑了风电与水电、煤电协调发展,结合西北地区实际情况,重点研究西北风电并网后,由此引起的调峰辅助服务成本与费用分摊机制。基于风电与水电、煤电协调运行利益相关方的分析,提出了促进风电高效消纳的辅助服务框架。基于"谁受益、谁付费"的权利与义务对等原则,提出了考虑风电并网的有偿调峰服务成本分析模型,进一步建立了火电有偿调峰费用在各省单独分摊、水电有偿调峰费用在网内统一分摊的机制,算例分析结果验证了所提方法的有效性。

能源消费基数增加后实现2020年非化石能源占比15%目标分析

近期中国对2014年能源消费总量统计数据进行了修正和调整。分析了能源消费基数增加后实现2020年非化石能源占比15%目标的有关问题。研究表明,基数调整情况下2020年能源消费量预计超过48亿t,完成目标存在较大难度。可行的解决途径一是加大节能减排力度进一步压减能源消费总量,二是扩大风电、太阳能发电开发规模,通过跨区主送新能源的方式提高利用水平。配合新能源消纳的调峰电源布局在受端效益更优。

实现2020年15%非化石能源目标路径研究

大力发展非化石能源是保障我国能源供应安全、应对气候变化、调整能源结构的重要举措。我国提出2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右的发展目标。研究基于电力系统整体优化规划模型,通过系统化定量研究测算,构建了完整的清洁能源与电力协调发展情景,分析了实现15%非化石能源目标的关键问题,提出了可行的发展路径和政策建议。

我国燃煤电厂布局与大气环境资源优化利用关系研究

长期以来,我国电力发展以区域就地平衡为主,在中东部负荷中心地区大规模布局煤电导致当地环境问题日益严重。介绍我国电力行业大气环境污染物排放现状,从硫沉降环境承载力、现有机组SO2减排空间、新增机组脱硫成本、环境损失等角度,分析西部、北部煤炭产区和中东部负荷中心地区煤电布局的环境空间,指出我国未来的煤电布局应与环境承载力地区分布格局相一致,新建燃煤电厂应更多地向环境空间较大的西部、北部主要煤炭产区布局,从整体上减少全国的环境损失。以电力与经济、能源和环境协调发展为目标,提出优化我国煤电布局的方案,并从满足国家SO2排放控制目标、降低环境损失等角度,分析电力优化布局方案的合理性。

我国风电开发及消纳相关重大问题研究

风电大规模发展对温室气体减排、应对全球气候变化具有重要意义。介绍我国风电的初步开发规划和布局特点,提出促进我国风电可持续发展的思路,建立一套完整的电力系统风电消纳能力研究方法,研究适应风电大规模发展的电源结构及布局、风电的开发规模及消纳市场等重大问题,最后分析风电等清洁能源大规模开发对我国优化能源结构和减少温室气体排放的贡献度。