考虑不同水电比例的多机系统调速器优化策略

在水电直流孤岛或异步互联工程形成的含高比例水电的大系统中,易发生超低频振荡问题,影响了电力系统的安全稳定运行。首先研究了系统中水电比例的变化对阻尼水平的影响;其次分析了多机一次调频系统中,强负阻尼机组的选择和灵敏度计算方法;最后提出了多机系统调速器优化策略,结合暂态频率指标,实现了不同水电比例系统的一次调频在稳定性和动作速度之间的平衡,并对超低频振荡模式阻尼比的强弱进行了讨论,可为相关给工程应用提供参考。

高比例水电系统抽水蓄能电站发展空间及趋势研究

“3060”双碳发展目标下,新能源大规模并网对电力系统的灵活调节能力提出较高要求。抽水蓄能是目前技术最成熟、经济性较优的电力系统灵活调节资源。本文立足于四川高比例水电系统,概述了四川省能源资源概况和电网存在的问题,结合四川中长期电源电网规划,分析了四川高比例水电系统下抽水蓄能电站建设的必要性;其次,根据省内中长期供需形势,测算分析了四川中长期抽水蓄能电站的发展空间,并基于典型场景分析探讨高比例水电系统下抽水蓄能电站的作用发挥及功能定位;最后结合抽水蓄能电站的规划布点,对中长期抽水蓄能电站的发展趋势进行探讨。

高比例水电电力市场日前现货出清方法

如何处理梯级水电时空水力、电力紧耦合等复杂特性,解决竞争性弃水、发电能力不足等问题,是高比例水电日前现货市场出清中的关键问题。结合云南实际工程,提出高比例水电电力市场日前现货出清方法,以事后水力校核环节替代出清模型中的水力约束,根据弃水、欠发问题产生原因,构建了包括梯级电站日电量约束、弃水约束在内的条件约束集及相应触发条件;引入、更新相关边界控制约束,迭代解决出清过程中的弃能、上下游匹配失衡问题,实现模型的高效求解;设计了结算补偿策略以弥补弃水处理对其他电站的利益损失。以云南电网实际发电数据进行模拟计算,结果表明该方法能够有效解决发电量匹配失衡、竞争性弃水问题,且实现了较高的求解效率。

高比例水电新型电力系统理论模型探索

着眼于部分省份丰富的水电资源禀赋,探索高比例水电新型电力系统理论模型。首先,分析了其发展定位和价值内涵,创新将“源网荷储”四要素扩展为“源网荷储脑”五要素,并以水能富集地区典型省份四川为例,详细分析了各要素的基本内涵及关联关系;然后,构建了高比例水电新型电力系统的理论模型框架并分析了其演变趋势;最后,基于理论模型分析了四川新型电力系统发展目标和演化路径,介绍了四川新型电力系统初期探索实践的基本思路,为全国范围内水能富集地区新型电力系统构建提供参考。

高比例水电系统AGC稳定性分析及控制策略优化

云南电网是一个典型的高比例水电大规模直流送出系统,运行中多次发生自动发电控制(automaticgeneration control,AGC)过程不稳定导致的频率振荡现象。结合云南电网实际,建立包含AGC控制环节的频率稳定性分段线性化分析模型,通过特征值分析方法研究云南电网运行方式变化对系统小干扰稳定性的影响,揭示在水电机组一次调频死区以内AGC系统超调是引起云南电网分钟级频率振荡的原因。提出高比例水电系统AGC频率偏差系数的整定方法,通过设置次紧急区区域控制偏差(area control error,ACE)反向抑制策略和紧急区恒定频率控制(flatfrequencycontrol,FFC)切换策略,兼顾小干扰下的稳定性以及大扰动下的速动性。研究成果已在云南电网实际运行中验证,云南电网频率合格率显著提高。

基于梯级电量联动控制的高比例水电电力市场日前现货出清方法

高比例水电电力市场中水电是重要的市场主体,对出清结果有重要和决定性影响,梯级电站间紧密的水力时空耦合关系和水电清洁消纳政策,使得其现货出清方法较火电为主的市场复杂和困难得多。针对高比例水电市场特点,结合云南电网电力市场的真实需求,以购电费用最小为目标将梯级水电站日电量动态控制纳入系统约束,基于迭代的成交电量,建立上下游梯级的联动控制边界,将上述目标和约束自动加载到商业求解器优化框架,通过混合整数线性规划模型迭代优化求解。以云南电网122座水电站和11座火电站真实的日发电计划数据作为参考,实现了日前现货竞价出清仿真,结果表明水电现货出清计划都能满足梯级水力约束条件,且计算时间均控制在3min以内,满足了高比例水电系统日前市场出清时效性和实用性要求。

计及电量分解的高比例水电电网短期调度方法

中长期交易电量与短期发电计划衔接不当是引发结构性弃水或缺电的关键问题之一,如何分解交易电量96点曲线对于高比例水电电网发电计划编制至关重要。本文依托云南电网实际工程,提出计及电量曲线分解的短期发电调度方法,引入电站分类策略以贯序确定标准负荷曲线,兼顾公平性提出耦合标准负荷曲线的日电量分解方法,并以交易电量完成度相对偏差最大值最小为目标,集成水电站限制区和电网输电断面校核处理策略,迭代优化初始分解曲线以快速获得可行的电站群发电出力过程。通过电网短期调度实例验证,结果表明该方法能够减少交易电量执行偏差,且满足高比例水电电网发电计划编制的实用性和时效性要求。

高比例水电多直流弱送端电网自动发电控制的优化方法

渝鄂背靠背柔性直流工程投运后,具备高比例水电多直流弱送端特征的西南电网规模将显著减小。结合西南电网异步试验运行情况,指出了现有自动发电控制(AGC)控制算法及建模方法存在的不足。提出了基于比例-微分控制律的AGC总调节需求计算方法,通过提前抑制误差提高系统稳定性。在分析低通滤波环节如何影响AGC调整效果的基础之上,提出了考虑不同工况下的滤波因子自适应调整方法,在减少日常频繁调整的同时提升了故障下的动态响应性能。为提高所述方法的实际电网运行效率和安全水平,探讨了控制区域建模方法和电厂控制策略优化方案。最后,基于电力系统全过程动态仿真程序(PSD-FDS)验证了该优化方法的有效性。

考虑水电消纳的送受端市场日前现货协同出清方法

大规模水电跨省跨区输送涉及送受端多个差异电力市场,如何协调不同市场交易促进水电消纳是我国电力现货建设面临的关键问题之一。本文提出考虑水电消纳的送受端市场日前现货协同出清方法,以直流联络线为协调因子,实现送、受端市场迭代出清框架的有效衔接;考虑直流外送计划确定巨型水电站发电能力、开停机、爬坡、上下游影响电量的边界条件,并耦合水电非线性特点和弃水控制要求,构建购电费用最小出清模型,优化送端全网日前现货出力;提出直流计划更新策略,依据电站弃水和电网断面控制,动态调整外送边界,实现受端市场迭代出清收敛。通过改进的IEEE300节点系统和云南电网实际工程验证,本文方法能够高效完成高比例水电市场现货出清,且能有效衔接市场出清结果与直流输送计划,实现流域梯级电量、水量精准匹配。

适应市场经济需要加快东北水电建设

实行市场经济的国家都是优先发展水电， 目前我国水电的比例不仅低于经济发达的国家， 也低于一些发展中国家； 东北水电的比例又低于全国的水电比例。现在东北电网电量供需矛盾有所缓和， 但调峰矛盾日益加剧， 应大力发展水电或抽水蓄能电站来满足市场的需求。

水电参与电力市场实践研究综述及启示

水电在我国能源结构优化转型中发挥着重要作用,在电改政策持续推进背景下,探索现货市场中水电参与市场机制具有重要实际意义。针对国内外水电参与市场实践进行了系统性梳理总结和对比分析,结合水电参与市场机制的最新相关理论研究,得出了对高比例水电地区电力市场建设和运行方面的启示。

电力结构的SD模型及决策分析

在国民经济持续高速发展的同时，电力工业的战略地位已引起人们的高度共识，并要求在宏观决策上予以保证。但是，在资源有限条件下，电力结构合理配置是更为重要不可忽视的因素。本文根据系统动态学原理，通过对电力供求作系统动态分析，建立了电力结构的ＳＤ模型，并且以华东电网（辖三省一市，即江苏、安徽、浙江省和上海市）为例，模拟了华东电网电力供求及增长过程，并对电力结构作了多方案的政策分析．结果表明，用ＳＤ方法可以为一个地区乃至一个国家确定合理的电力结构，从而为电力投资决策提供依据。此外，通过多方案的模拟，对水、火电不同发展阶段投资效益进行比较，为电力发展总结了一条规律性的经验──在水电发展初期，水电的投资效益高于火电。