新型电力系统规划设计与安全稳定性运行分析

要达到“碳达峰、碳中和”的目的,就需要以新能源为基础,构建一种新型电力系统。本文以EMS为基础,对新型电力系统的规划设计以及安全稳定性运行进行了初步的构想与开发。本系统以IEC61970为核心,构建了一个以多视角为基础的图形模式整合支撑平台,为用户提供了方便、实用的分析工具。同时,还可以对电网的容量比率进行计算,稳定、可靠的保证电网的安全级别,确保电网的供电能力。通过将最小值作为衡量电网的安全运行能力,采用负载控制技术保持电网的频率,以达到新型电力系统稳定运行。

房建电力系统规划设计思路

随着我国电力事业的快速发展,对房建电力系统的规划设计要求也在逐渐提升。人们居住环境的不断变化,更加重视生活质量,房建系统的规划设计不仅要充分考虑居住的安全性,还要符合当前智能化的发展趋势。文章概述了房建电力系统规划设计的重要性,介绍了电力系统规划设的基本原则,包括成本原则、周期性原则和安全性原则,讨论了房建电力系统规划设计的关键环节,如需求分析阶段、系统设计阶段、电源选择与能源优化、安全考虑与应急预案和节能设计与环保考虑等,从不同工作阶段进行研究,探讨了各个阶段需要关注的重点工作,旨在为房建电力系统规划设计提供思路,促进电力系统的进一步优化。

电力工程设计中电力系统规划设计的运用分析

进入新时代以来,电力工程建设规模不断扩大,发电量不断提高,输电效率也随着科技的发展而稳步提高,为了适应不同区域居民的用电需求,要想推动各用电行业良性发展,就需要提高对于电力工程设计的关注度,并做好相应的规划和设计,从整体性出发来评价电力系统所应具有的基本功能,采用合理的管理措施更新设计思路以达到高效率电力供应和降低工程建造成本的目的,做到多梯度,全方位地制定建设计划和调整装置分布密度以利用匮乏的电网建设资源等重要方面。设计人员要对电力工程所处地区的居民用电需求进行评估,收集可利用的数据和资料,掌握用电量在各个季节和各个时段内的变化规律,有选择地进行基础设施建设,并以年度作为建设规划的基本单元。文章主要对电力系统规划的构成进行分析,并指出电力系统规划设计在电力工程中的中心应用原理,并对电力系统规划设计在电力工程设计中的应用进行深入探究,仅供有关人员参考。

电力系统中的LTE无线网络规划设计的研究

本文重点介绍电力LTE无线网络的规划设计、网络参数配置与覆盖性能分析,并通过仿真实验来验证无线网络规划设计的可行性。仿真结果表明:利用LTE 230MHz技术对电力系统中的无线通信网络进行优化,大幅提高了电力系统中无线网络的性能、覆盖范围与容量,为电力系统的长期稳定可靠运行提供了有力的技术支持,同时也为LTE无线网络规划设计提供一定借鉴与参考。

面向新型电力系统的储能规划方法研究进展及展望

储能是新型电力系统非常重要的灵活性调节资源,在源网荷各端均可发挥重要的作用,在中国,储能的发展已经进入规模化发展期,如何合理、经济地利用好储能的关键是规划配置方法。在对储能规划方法研究现状的基础上,分析了储能投资运营主体多元化、应用场景和运行模式复杂化、储能技术多样化等新变化对储能规划方法的影响;提出了新能源聚集区考虑时空互补和共享机制的储能规划方法、电网侧充分市场竞争下的储能与输配电系统协同规划方法,以及用户侧电、热、氢多元储能合作/竞争共存下的规划方法。面向新型电力系统的储能规划,未来应注重电力系统不同发展阶段的整体协调性、储能投资运营主体多元化内生博弈机制的影响,以及规划方案在多目标多场景下的迁移学习方法。

基于分形理论的新型电力系统规划场景生成方法

新型电力系统中的新能源占比不断提高,源荷不确定性使得新型电力系统的规划边界难以确定,因此有必要提出适应新型电力系统的规划场景生成方法。分析净负荷数据的分形特征,并提出规划场景生成方法的总体框架;在提出净负荷时间序列盒维数计算方法的基础上,利用盒维数的时移不变性提出规划场景初始点的预测方法;对分形插值算法进行细化,并提出基于初始点的规划场景生成方法。以某地区实际净负荷数据为例进行分析,验证了所提方法的有效性和可行性。

新型电力系统构建的配电网规划设计

随着国民经济的飞速发展以及人民生活水平的提高,对电力的需求也越来越大,而伴随着全球环境问题的日益严峻,当前传统的电力系统已无法适应社会发展要求,因此,构建以新能源为主体的新型电力系统成为了必然要求,同时也是助力实现碳达峰、碳中和目标的关键举措。而配电网规划是电力系统低碳化转型的基本前提,在认识到了我国配电网发展中所面临的问题之后,我们必须花更多的时间去研究与新型电力系统相适应的配电网科学规划原理和方法,这对我国社会经济的可持续发展和广大人民群众的生活水平的迅速提升都有着非常重大的实际意义。

新型区域电力系统电源规划和时序生产模拟

以新能源为主体的新型区域电力系统电源规划和时序生产模拟面临较大困难,针对于此,设计了区域电力系统机组检修计划与机组组合的双层耦合框架,提出了中等规模机组集群方法,可使机组检修与机组组合优化直接耦合。还提出了新型区域电力系统检修优化模型,以系统空闲容量最小为目标函数,考虑系统电力平衡、调峰容量平衡等约束条件,检修计划有利于促进新能源消纳。在机组组合优化模型中,以系统运行成本最小为目标函数,对中等规模火电机组集群进一步采用机组集群求解方法,较准确计算火电运行及机组启停煤耗。在区域电力系统时序生产模拟中,上述方法计算结果明显优于启发式方法,可对各类电源间出力协调平衡进行全局寻优。

新型电力系统下省间-省内2级市场交易模式设计及出清优化

为实现“碳达峰,碳中和”目标,习近平总书记提出构建以新能源为主体的电力系统。建立面向低碳能源转型的新型电力系统市场交易模式是实现“双碳”目标的重要途径之一。为此,提出省间-省内2级市场交易模式及出清优化模型。首先,分析新型电力系统下高比例清洁能源接入、高比例跨区电力输送以及高比例灵活资源调节的特征并描述其市场交易框架。其次,设计以新能源为主体的省内市场交易,包括年度双边协商/集中竞价交易、月度双边协商/集中竞价交易、月内(多日)交易以及辅助服务交易;设计省间交易模式,包括年度/月度跨省跨区交易、省间购电交易、清洁能源外送交易以及省间调峰辅助服务交易。在满足电力供需平衡的基础上,构建以省内清洁能源消纳量最大为目标的日前市场出清模型和以总成本最小为目标的日内市场出清模型。最后,以某省新型电力系统为例,模拟典型场景下的日前市场交易和日内市场交易,结果表明所提市场交易模式有效地促进了清洁能源消纳,减缓了弃风弃光、拉闸限电等现象的发生,推动了“双碳”目标的实现。

双碳目标下新型电力系统规划与省域减排路径——以中国南方某省为例

省域作为地方行政主体和上下联动纽带,亟需依托地方资源禀赋构建省级以新能源为主体的新型电力系统模型,规划省域减排路径。耦合电力系统扩容规划与小时级高分辨率运行模拟,给出地方电力系统低碳转型路径,并以中国南方某省为例进行分析,以期为中国能源系统转型、新型电力系统建设与地方电力系统减排路径规划提供科学支撑,助力双碳目标实现。研究结果表明:省域电力系统转型需要把握新能源与传统能源配合发展的节奏和强度:(1)该省电力系统在2030年碳达峰,2060碳中和,峰值为约3亿吨。(2)2060年该省电力系中非化石能源装机占比86.40%,将达到17102.72万千瓦。其中,核能装机占比26.18%,其次为光伏和气电,煤电仍然保留1.26%。(3)2060年该省新型电力系统总成本为2.8万亿元,是2022年投资的33倍。其中,运维成本和投资成本占比分别为29.53%、21.54%。建议从优化可再生能源、外调电力和储能的部署、探索建立容量市场机制、完善电力跨省跨区交易等方面开展部署,以实现在2060年前碳中和的目标。

“双碳”目标下的新型电力系统规划与运行

随着能源绿色低碳转型加速推进,新型电力系统建设不断取得突破。2023年,全国全社会用电量达到9.22万亿k Wh,同比增长6.7%,非化石能源发电装机首次超过火电装机规模,占总装机容量的比重首次超过50%。据中电联预测,到2024年底,中国新能源发电累计装机规模将达到13亿k W左右,占总装机容量比例上升至约40%。随着电力系统的结构和形态不断演化,电力系统运行机理和平衡机制面临新的挑战,许多专家学者在新型电力系统规划与运行领域开展了卓有成效的研究工作,涌现出众多优秀学术成果,为应对新型电力系统带来的挑战提供了有益的思路和方法。

数字化背景下新型电力系统谐波溯源关键技术

构建以新能源为主体的新型电力系统是能源电力行业推动“双碳”战略目标的关键举措。伴随多类型电力电子设备大规模接入系统,源网荷储谐波源交互影响,谐波污染加剧且复杂多变,呈现全局化特征,影响了电力系统优质可靠供电。文中聚焦多类型谐波源交互作用下的谐波来源追溯,深度融合先进数字技术在数据资源和智能协作的优势进行主导源头辨识和谐波贡献评估。首先,围绕谐波溯源概念,分析其在数字化背景下新型电力系统面临的新挑战和新机遇。然后,阐述了谐波溯源研究现状,指出关键技术的发展新需求。基于此,利用数字电网技术架构设计了云-边-端协同溯源策略。针对数字化背景下的新型电力系统,阐述了谐波源确定在数据采集、机理分析、协同应用等方面的主要技术。最后,展望了未来数字电力系统安全、可靠、灵活发展的技术方向。

新型电力系统数据跨域流通泛安全边界防护技术

新型电力系统建设涉及多业务系统、多部门、多方主体间进行海量、异构数据的交互和共享,电力数据的内外部网络环境与安全形势日趋复杂化,数据流通的脆弱性风险加剧。首先,分析新型电力系统下数据流的类型与特性,概括电力数据流通安全防护面临的新形势;其次,基于专用数据处理器(DPU)的高性能流量编排和多功能安全网关能力,构建面向电力数据跨域流通安全增强的泛安全边界,凭借数据面可编程技术沟通网络安全与数据安全双维度安全能力,提出基于DPU的数据跨域流通协同防护技术应用方案;最后,阐释DPU在不同电力通信网络层次的部署方式、价值与关键技术,分析现阶段DPU在电力领域应用存在的挑战。

适用于新型电力系统调度和规划的数学模型框架及碳排放指标分析

目前我国全社会总碳排放量中约35%~40%来自电力系统,因此,构建新能源高渗透率的新型电力系统,降低电力生产中的碳排放,是实现“2030碳达峰、2060碳中和”目标的必然选择。在双碳战略目标下的新型电力系统建设过程中,有两个问题尤为重要:第一,新型电力系统恰当的数学模型框架是什么样的?这是解决新型电力系统规划、运行调度、分析计算等问题的基础;第二,怎样准确评估新型电力系统碳减排潜力和在此基础上怎样准确识别系统中制约碳减排的瓶颈因素?文中从新型电力系统规划及运行调度角度对以上两个问题进行分析。首先,我们从新型电力系统源、网、荷、储4个方面对比总结了现有的各组成要素模型,对应当采用的系统框架提出了建议;接着,在新型电力系统数学模型框架基础上,提出了理想碳排放量、各因素对碳排放的灵敏度指标定义及其应用方法,这些指标将有助于为新型电力系统建设提供参考。

“双碳”背景下新型电力系统的储能规划与运行控制技术研究

随着新一代电网规模的不断增大,光伏发电、风力发电等将成为新一代新能源的主导力量。基于此,在“双碳”目标基础上,对新能源发电系统中的储能方案进行研究,深入探讨储能规划与运行控制技术,以期能对新型电力系统的稳定运行起到一定的指导作用。

新型电力系统的负荷调控电价补偿机制设计

新能源高比例接入和火电装机增速放缓,不断压缩发电侧可靠调度的安全、经济空间,引导电力系统“源-荷”协同发展是促进能源转型的重要途径。首先,将负荷资源分为可实时调度负荷、可引导弹性负荷、紧急调控负荷3类并分别定义建模。其次,结合调控实际安全网络要求,提出面向不同负荷资源的调控信息交互方式和架构。接着,结合调控业务场景需求,针对电网平衡备用、实时负荷调控以及极端供需不平衡的有序用电3种场景,对应3类负荷资源构建市场化补偿方式及评估模型。最后,通过算例对补偿方式量化分析,为后续负荷资源参与市场提供参考。

基于MFOA算法的新型电力系统智能微电网规划研究

新型电力系统作为一种具有清洁低碳、灵活高效、智能友好等特征的一种未来电力系统建设方向,微电网及新能源的合理规划与使用对于新型电力系统的发展有着十分关键的作用。在进行微电网规划时,需要从长期角度满足客户的电力需求,同时也要遵守电力方面的限制供应可靠性和系统操作。提出了一种基于MFOA算法的智能微电网规划方法,对于能源微电网系统中的常见光伏板、风电机组及蓄电池组等设备建立数学模型,在优化选型过程的基础上结合了直接负载控制需求响应程序,将元启发式算法用于解决最佳设备容量规划选取问题,并利用基于数据压缩的模型缩减技术来拉平负载曲线并减少计算工作量。最后通过针对性的案例分析,搭建仿真实验平台验证所提出基于MFOA算法的新型电力系统智能微电网规划方法的有效性与可行性。

面向新型电力系统的多元协调规划模型构建方法

为获取相对可控的电力输出额,并确保电力系统的安全稳定高效运行,基于多元接入的发展趋势与电碳耦合的发展路径,结合系统需求预测、电力电量平衡和可再生能源配额等,提出一种多元协调规划模型的构建方法。模拟实验证明,建立的模型可以测算电碳成本,规划结果可以用于缓解电力资源和负载需求之间的不一致性问题,为后续增加清洁能源的安装比例、减少碳排、优化电力结构提供理论参考。

考虑源荷碳责任分摊的新型电力系统多级灵活性资源规划

为满足新型电力系统的灵活性需求与低碳化目标,提出一种计及源荷双侧碳排放责任的多级灵活性资源规划方法。上层模型投资决策风电、光伏、灵活性资源的配置容量和煤电超低排放改造比例;下层优化运行模型基于典型日灵活性需求多级分解结果,调用资源灵活性供给能力,实现系统多级灵活性供需平衡,并基于碳排放流理论提出源荷碳责任因子,将碳排放责任分摊至包含新能源在内的源荷双侧。最后,对改进的IEEE RTS-24节点系统进行算例分析,结果表明所提规划模型可以引导传统燃煤型电网主动向新能源主导型电网转变,并实现系统多级灵活性供需平衡与源荷双侧碳责任的合理分摊。

基于二次分解双向门控单元新型电力系统超短期负荷预测

在新型电力系统中,电力负荷随机性和波动性较强,现有预测方法难以对其实现高精度预测。为此,提出一种基于二次分解和双向门控循环单元的超短期负荷预测模型。首先,针对电力负荷的强随机性和强波动性,利用自适应噪声完备经验模态分解对电力负荷历史序列进行初步分解,使负荷序列更加平稳。随后,对初步分解得到的强非平稳分量运用连续变分模态分解进行二次分解,降低其预测难度。最后,为充分学习电力负荷的时序特征,在预测过程构建基于双向门控循环单元的超短期电力负荷预测模型。实验结果表明,该模型相较于现有优秀预测模型有更高的预测精度。