基于风电极限穿透功率的经济调度优化模型研究

风电出力的时变特性,决定了风电极限穿透功率对大规模风电并网系统的调度策略有重要的影响。在充分体现环境保护和风电特性的火电和风电的运行价格模型基础上,基于风电场极限穿透功率和风电场出力预报可信度,建立了风电并网电力系统经济优化调度模型。基于新疆乌鲁木齐电网对该调度模型进行算例仿真,并采用遗传算法(GA)实现模型求解,结果表明提出的清洁经济调度模型合理、有效。

基于修正能量函数和可信性理论的风机极限穿透功率模型研究

建立了考虑暂态稳定约束和风速不确定性的风机极限穿透功率计算模型。采用修正能量函数法计算暂态稳定指标,建立暂态稳定约束条件。针对风电出力的不确定性,采用风速预测误差的模糊性表征风电出力的模糊性,并基于可信性理论建立了支路容量的模糊机会约束条件。结合暂态稳定约束,最终建立风电穿透功率的模糊机会约束模型。为了避免低效的模糊模拟求解,将模糊机会约束条件转化为其清晰等价类,简化模糊机会约束模型为易求解的混合整数线性规划模型。IEEE 30节点算例表明该方法可有效计算风机极限穿透功率。

风电场高极限穿透功率下电网静态电压稳定特性的研究

在PSS/E软件中建立高极限穿透功率下的含风电场电网的模型,研究了在高极限穿透功率下电网受小扰动时电压的影响。通过仿真分析区域电网加无功补偿装置系统稳定下的潮流计算PU、QU曲线,得出在高极限穿透功率下含风电场电网运行的电压可行性和可靠性的评估。

基于等值频率响应模型的海上油田群电网风电穿透功率极限分析方法

提出了一种基于等值频率响应模型的海上油田群电网风电穿透功率极限分析方法.首先,构建了海上油田群电网的平均系统频率响应(ASFR)等值模型,基于单、分轴燃机确定电网原动机-调速器参数,根据t location-scale分布和差分变换方法刻画风电出力波动概率分布;然后,基于电网可承受的最大风电波动对应累积概率指标和最严重故障后电网最大频率变化指标,提出了考虑稳态频率偏差约束和暂态频率稳定约束的风电穿透功率极限分析方法;最后,以某实际海上油田群电网为例验证了所提方法的准确性与有效性,结果表明,原动机-调速器响应速度和暂态频率稳定约束对于海上油田群电网的风电穿透功率极限具有关键影响.

考虑需求侧响应的风电穿透功率极限计算方法

风电出力具有随机性、波动性和反调峰性,其大规模接入电网后,对系统调峰平衡带来较大负面影响并制约系统对风电的消纳能力。研究了一种考虑需求响应的风电穿透功率极限计算方法。将需求响应控制作为提升系统消纳风电能力的手段,以系统消纳风电能力最大为优化目标,同时考虑系统常规发电机组的运行约束,构建了基于电价灵敏度理论的风电穿透功率极限计算模型。以实际电网数据进行计算。结果表明所提方法能够提升系统对风电的消纳能力,验证了本文所提方法的有效性和正确性。

基于动态风电穿透功率极限的黑启动方案制定

电网大规模互联提高供电的可靠性和运行的经济性,但也带来电网大停电的风险。一方面,自然灾害、设备故障、人为误操作等诱发大停电的因素无法根除;另一方面,新能源的大规模接入又增加系统的不稳定因素,这都使得事先制定黑启动方案成为必要。而具有启动功率小、启动速度快等优点的风电,如果能安全、平稳地参与黑启动,将大大加快系统恢复进程。为此,该文研究考虑风电参与的黑启动方案制定方法。首先提出动态风电穿透功率极限（dynamic wind power penetration limit,DWPPL）的概念表征系统在黑启动某时段接纳风电的能力。然后,建立求解动态风电穿透功率极限的机会约束规划（chance constrained programming,CCP）模型,并给出相应的黑启动方案制定方法。最后,以含风电的IEEE39节点系统为例,利用所提方法制定黑启动方案,并基于PSCAD仿真平台验证该文方法和模型的可行性和价值。

基于机会约束规划的风电穿透功率极限计算

该文提出一种采用机会约束规划计算风电穿透功率极限的新方法。该方法把风电穿透功率极限看作是在满足网络和设备约束前提下系统允许的风电场最大装机容量。约束条件包括线路的输送能力限制、系统对旋转备用的要求以及常规机组的出力限制等。为了便于考虑风电场出力和负荷的随机性,约束条件以概率的形式表示。针对问题特点,求解时应用了遗传算法和随机模拟技术,在IEEE30节点系统上的计算结果验证了所提方法的优点。

基于电力系统暂态稳定分析的风电场穿透功率极限计算

提出了基于电力系统暂态稳定性分析的风电场穿透功率极限计算方法。计算中采用的风电场数学模型考虑了风电机组的叶片、轮毂、齿轮箱和连轴器以及异步发电机的特性。应用该方法分析计算了一含有风电场的实际电力系统的穿透功率极限,并揭示了影响风电场并网运行的主要因素是频率波动。

考虑频率约束及风电机组调频的风电穿透功率极限计算

随着风电渗透率持续增加以及虚拟惯性/一次调频控制技术逐步推广应用,准确计算风电穿透功率极限对于确保电网安全稳定运行和指导风电并网规划建设具有重要意义。为此,文中定量表征了风电场虚拟惯性响应特性,并采用传递函数模型表示风电场一次调频响应特性,进而建立了包含风电场、同步发电机组调频控制的电网等值转子摇摆方程,用于描述电力系统频率响应特性。在此基础上,以电网稳态频率偏差约束和频率变化率约束为边界条件,提出了风电穿透功率极限的解析求解方法。最后,通过IEEE 14节点系统算例验证了所提方法的精确性和有效性。

基于调峰平衡约束的光伏发电穿透功率极限研究

光伏发电对其并入电网的调峰平衡带来的负面影响会反过来限制光伏发电的并网规模,研究计算光伏发电的穿透功率极限对其建设与规划具有重要意义。从电网的调峰平衡角度出发,提出了一种计算光伏发电穿透功率极限的方法。该方法利用bender’s解耦的思想将时间和发电机组合作为决策变量,以光伏发电的穿透功率极限为优化目标,提高了计算精度和效率。利用10机系统算例仿真,仿真结果表明,常规机组的出力特性、光伏发电的功率输出特性以及发电负荷特性是决定光伏发电穿透功率极限的重要因素。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。

电力系统的柔性评价与风电穿透功率极限计算

提出了电力系统柔性概念,通过不确定参数的柔性化表示,建立了面向不确定信息的电力系统柔性评价模型。将柔性概念引入到风电出力随机性的建模研究中,通过风电功率的柔性化表示,提出了基于电力系统柔性评价的风电穿透功率极限计算方法。针对IEEE 30节点系统的研究结果表明,风电功率的柔性化表示充分反映了风电出力随机性强的特点,该方法实现了对风电出力随机性的客观建模,提高了风电并网容量规划方案的灵活性和适应性。

含多个风电场的穿透功率极限概率值计算及置信区间估计

考虑了不同地域的风速变化和负荷波动,并计及发电机组和输电线路随机故障的不同场景,采用蒙特卡罗方法进行状态抽样;构建含多个风电场的风电机组容量优化模型进行优化分析;为贴近系统未来实际运行情况,引入基于一定置信概率下风电场最大机组容量的区间值估计;IEEE30节点算例分析表明:在不同地点同时接入风电机组的效益将优于在同一地点集中接入的情况,风电场穿透功率极限区间估计更加易于适应系统未来运行状态的不确定性,从而验证了该文提出的模型和方法的可行性和正确性。

大停电背景下考虑系统暂态安全的动态风电穿透功率极限计算

动态风电穿透功率极限(DWPPL)代表黑启动过程中系统在不同恢复时段对风电的接纳能力,其成功求解可以指导风电在系统恢复过程中的有序接入,进而使系统依靠风电启动功率小、启动速度快的优势,加快系统恢复进程。为了更加准确地求解DWPPL,建立计及系统暂态安全约束的DWPPL非线性整数规划模型,该模型采用二元表的方式统一描述了各暂态安全约束;提出基于纵横交叉优化算法和PSD-BPA仿真的DWPPL求解方法。针对含风电的IEEE 39节点系统中某具体黑启动方案,求解了各时段的DWPPL并验证了算法的优越性;在PSD-BPA上仿真验证了所求DWPPL的正确性和考虑系统暂态安全的必要性。

考虑风速相关性的风电穿透功率极限的改进计算

为全面分析多风电场风速相关性对风电穿透功率极限的影响,提出了一种考虑风速相关性和电网多种约束条件的风电穿透功率极限的改进计算方法。该方法采用基于拉丁超立方采样的随机模拟技术对具有相关性的多个风电场风速进行模拟,并应用基于机会约束规划理论的最优概率潮流方法,在满足包含常规机组爬坡能力约束等系统多种约束的前提下,以系统接纳风电总装机容量最大化为目标,计算风电穿透功率极限。以IEEE-30节点系统为仿真算例,采用遗传算法对该模型进行求解,验证了上述方法的有效性。仿真结果表明,通过增加爬坡能力约束能更好地反映风速相关程度对风电接入能力的影响,从而得到更符合实际的风电穿透功率极限。

考虑系统运行风险的风电穿透功率极限动态求解方法

风电对其并入电网的运行带来的负面影响,会反过来限制风电的并网规模。为此,考虑风电出力的随机性和波动性,基于风险约束理论,构建了一种计算风电穿透功率极限的动态模型,并提出相应的求解算法。提出了度量风电出力随机性影响的风险指标,将时间和机组组合作为决策变量,以风电的穿透功率极限为优化目标,构建了考虑系统运行风险的风电穿透功率极限的动态计算模型,同时,提出了基于Benders解耦和帝国竞争算法的模型求解方法。利用10机系统算例验证了论文所提模型和算法的正确性,仿真结果表明,系统的风电穿透功率极限与系统风险阀值λ负相关,与风速预测误差标准差σv正相关。

基于近似线性规划法的弱电网光伏穿透功率极限计算

传统动态仿真人工修正法确定光伏电站极限容量时,收敛速度慢,仿真工作量大,计算结果精确度低。采用近似线性规划法对传统方法进行改进和优化,将非线性目标函数和约束条件采用一阶泰勒公式进行线性变换,用近似线性解代替非线性解,逐渐逼近光伏电站穿透功率极限。在Digsilent软件中建立IEEE 13节点典型弱电网模型,仿真结果验证了近似线性规划法的快速性、高准确性和高效性。

考虑暂态稳定的风电穿透功率极限计算模型

为保证风电并网系统的稳定性,建立考虑暂态稳定的模糊随机机会约束规划模型计算风电穿透功率极限。针对风电出力和负荷的不确定性,模型中将两者作为模糊随机变量处理;模型中考虑暂态稳定约束时,根据发电机有功出力和转角的关系,通过时域仿真分析将系统的暂态稳定约束转化为发电机的出力限制约束。采用数学优化方法和时域仿真法相结合来求解所提模型。最后通过在IEEE14节点上仿真分析,证明了暂态稳定约束是风电穿透功率极限的关键约束条件之一。

电动汽车接入对风电穿透功率极限的影响研究

电动汽车和分布式风电接入电网是当前的研究热点。首先分析了分布式风电以及电动汽车入网的随机特性,介绍了基于非参数核密度估计法的含电动汽车配电网负荷建模方法。该方法能够较好地克服由传统的正态分布进行负荷建模带来的误差。建立了基于机会约束的分布式风电穿透功率极限的计算模型,并使用嵌入随机模拟技术的粒子群优化算法对不同电动汽车渗透率时风电的穿透功率极限进行求解。最后,算例说明了电动汽车入网对负荷分布的影响,并从多个角度分析了电动汽车渗透率对风电极限穿透功率的影响机理。

基于静态安全约束的风电场穿透功率极限计算

风电场穿透功率极限的计算是风电场规划阶段的重要内容。以电压稳定为约束条件,分别从静态稳态分析和动态分析两方面进行考虑,确定了既能满足静态稳态运行要求,又动态不失稳的风电场穿透功率极限。静态安全约束指标是线路潮流不过载、节点电压不越限(波动范围5%)。暂态稳定的判据是系统中发电机最大功角差第一摆和第二摆衰减震荡,中枢节点电压恢复稳定,各节点电压偏差在额定值的5%之内。

基于静态和动态约束的弱电网光伏穿透功率极限研究

针对弱电网特征,给出基本定义,并分别通过静态稳定分析和动态扰动分析进行光伏穿透功率极限的计算。静态稳定分析选用线路潮流不过载和各节点母线电压不越限作为约束条件;动态扰动分析采用系统频率和关键节点电压恢复情况作为稳定判据。最后采用电力系统Digsilent仿真软件建立典型弱电网模型,确定了既满足静态稳定安全约束,又满足动态扰动不失稳的光伏电站穿透功率极限。