大规模新能源接入电网连锁故障预防控制策略研究

本文着眼于大规模新能源接入的电网连锁故障预防控制策略研究,在深入分析大规模新能源接入对电网连锁故障影响机理的基础上,提出了适应含大规模新能源的电网连锁故障预防控制策略。该控制策略采用直流灵敏度法甄选出高危线路,并计算出发电功率转移分布系数矩阵,继而采用反向等量配对法,根据发电功率转移分布系数调整发电机组的出力,使得高危线路的负载率得到有效下降,同时保证其他线路负载率维持在重载阈值以下,改善潮流分布,起到预防连锁故障发生的作用。最后通过甘肃酒泉地区电网的仿真分析,进一步揭示了大规模新能源接入对电网连锁故障的影响机理;验证了本文提出的连锁故障控制策略的有效性。

考虑大规模新能源接入的柔性直流电网容量规划方法

柔性直流电网的构建可以在直流侧直接实现风电、光伏以及储能等多种类型能源的协调互补及灵活交互,实现可再生能源的友好接入。与传统两端直流工程相比,柔性直流电网中换流站容量的确定更加复杂。本文首先提出了影响柔性直流电网换流站容量规划的相关因素,并在此基础上提出了一种适应大规模新能源接入的柔性直流电网容量规划方法;其次,分析提出了直流电网关键断面输电能力的确定方法;最后,针对送端换流站容量规划,提出了综合考虑储能电源出力特性、直流电网输电能力以及新能源发电约束等因素的送端换流站及其接入新能源装机容量的联合优化模型。通过张北柔性直流电网工程实例验证了本文所提出方法的有效性。

基于大规模新能源接入的电网规划风险预警系统研究

在传统能源日渐枯竭的情况下,电网规划风险预警出现较大误差,不再适用于新形势下的电网规划,设计一种考虑大规模新能源接入的电网规划风险预警系统。设计两种服务器,实现通信模块的系统通信功能。设计一个由电源电路、处理器芯片等构成的处理器模块,完成系统硬件设计。在软件设计中,通过分解分析法实现风险识别,完成风险识别模块的设计。构建电网规划风险评估体系,实现风险评估模块功能;设计优质的数据库表,完成数据库模块设计。通过风险预警模型的构建实现预警模块功能;通过风险控制策略的制定完成风险规避模块的设计。测试设计系统的预警性能表明,设计系统能够实现良好的电网规划风险预警效果,实现了系统设计目标。

双碳背景下新能源大规模接入的电量预测分析

为了优化电能接入,结合影响电能资源的环境、季节等因素,以山东庆云100 MW风电项目为例,研究项目电能接入规划,分析新能源接入、外部环境因素对用电量的影响,探讨双碳背景下新能源大规模接入的电量预测情况。此次电能预测具有良好的综合运用效果,预测精准度较高,有利于促进光伏发电以及新能源资源的高效利用,确保电能行业持续高质发展。

集群新能源经柔直孤岛送出换流站的功率越限控制研究

张北地区大规模新能源发电经柔直换流站孤岛送出系统中,送端换流站容量小于纯新能源电源总容量。为确保换流站功率波动不会短时越限,文中设计了功率越限快速控制系统,包括功率越限回降控制系统和紧急虚拟频率控制系统,对换流站功率越限进行有效预控,确保换流站安全。首先,对张北地区新能源发电的运行数据进行分析,得出张北地区新能源有功短时波动特性,通过概率统计确定在某一时间尺度内发生的最大波动速率,为系统参数设计提供支撑。然后,详细介绍功率越限回降控制系统结构、对新能源功率预控控制过程、关键参数整定原则及回降功率的新能源执行站调用原则等。紧急虚拟频率控制系统作为功率越限回降控制系统在通信中断时的备用。最后,在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台搭建了换流站主站以及执行站控制器的仿真模型进行验证。

张北柔直电网的构建与特性分析

柔性直流输电技术是继交流输电、常规直流输电之后的新一代输电技术,基于柔性直流输电技术的直流电网是未来电网的重要组成部分。研究了直流电网的定义,基于张北柔性直流电网示范工程,分析了网络拓扑结构、主接线方式和设备配置方案,研究了直流电网低惯性弱阻尼特性,多电力电子设备协调配合难题和器件支撑能力不足的问题,提出了解决方案,为我国直流电网的研究、张北工程建设提供技术支撑。

提升电网电压支撑强度的调相机优化配置方法

大规模新能源接入电网后,新能源发电设备的弱支撑性导致接入电网电压支撑强度难以满足电网的安全稳定需求。通过配置调相机可以有效提升电网电压支撑强度,但是当前实际电网生产运行中,缺乏可行的调相机配置方法。为此,基于新能源多场站短路比(multiple renewable energy stations short circuit ratio,MRSCR)对电网电压支撑强度的量化评估作用,分析了调相机接入对MRSCR的影响,结果表明MRSCR最低的节点配置调相机对电网电压支撑强度提升效果最好。基于上述结论,提出了一种基于MRSCR的分布/集中式混合优化配置方案,可以通过接入总容量较少的调相机,显著提升新能源接入后的电网电压支撑强度。结合全电磁仿真计算和机电暂态仿真对典型算例的计算结果可知,基于提出的调相机配置方法,可以有效提升电网安全稳定性,且与传统配置方法相比,所需调相机总容量可显著降低。

特高压交直流电网输电技术及运行特性综述

特高压电网的建设解决了我国一次能源与需求呈逆向分布的矛盾,能够满足各类大型能源基地的发展与大规模新能源接入。介绍了交直流输电技术的发展现状及其特点,阐明了我国特高压电网"强直弱交"特性突出,探讨了交直流电网之间的相互作用及影响,最后根据现存问题提出了应对措施,主要目的在于使特高压交直流混联电网适应当下大电网运行模式,从而保障电网运行安全稳定。