基于网源协同多阶段投资规划的配电网过网费机制设计

针对分布式电源就地消纳会造成电网企业输配电成本流失,且现行输配电价制定机制尚不能真实反映“余电上网”模式下分布式电源对配电网的实际使用情况,提出一种基于网源协同多阶段投资规划的配电网过网费机制设计。首先,根据负荷增长情况,以投资年份、投资容量为决策变量,将分布式电源规划周期分为若干阶段,在此基础上利用所提过网费模型分别求出各阶段对应的过网费。其中,源网协同多阶段规划模型的建立以分布式电源投资主体效益最大及配电网网损和电压波动最小为目标,过网费计算模型则依据分布式发电市场化交易的输配电资产占用情况、电压等级和电气距离等关键影响要素,构建了含基础费用、阻塞附加费用和交叉补贴费用的分布式电源过网费。仿真结果表明,所提出的与分布式电源投资规划相结合的过网费机制能够保证投资主体的效益和配电网的资产回收,并能在一定程度上提高分布式电源的渗透率和消纳率。

适应辅助服务市场的网源协同调频控制技术

电力辅助服务市场下,燃煤火电机组参与调频辅助服务面临新的机遇和挑战。针对大容量超(超)临界燃煤火电机组锅炉蓄能有限和AGC调频响应性能较难适应辅助服务市场日益增长的调频需求,通过分析网源不同的能量状态对机组调频影响,设计了基于网源能量状态的自适应调频控制策略。该策略基于机组锅炉蓄能状态和电网调频需求,自适应地承担调频辅助服务市场中的AGC调频任务,充分发挥机组调频潜力的同时,有益于机组自身能量快速平衡和参数恢复平稳,实现机组安全稳定运行和提高机组综合调频性能指标的网源目标协同。

基于网源协同的新能源电力系统一次调频改造与验证

根据山东电网最新要求,结合现场实际情况对原有控制方案进行改造,设计了基于网源协同的新能源电力系统的快速调频改造方案,制定风电机组一次调频优化控制策略。改造方案除了保持原有要求准确、及时地响应稳态的调度指令,满足电网的调峰、二次调频、调压等功能不变外,还能够主动、快速地支撑所在电网的频率和电压的波动,实现新电源的惯量响应、一次调频及快速调压等功能。通过各种扰动情况下动态试验,验证改造方案对系统响应速度有了明显的提升,支撑电网的安全稳定运行,具有一定应用推广价值。

农村电网网源协同技术研究

本文研究了农村电网网源协同技术,分析了当前农村电网网源协同并网的现状,并提出了针对性的故障处理策略。在处理策略中,明确了故障处理的原则,介绍了故障处理技术,并详细阐述了处理装置的配置。此外,本文还探讨了农村电网网源协同技术的优势,包括提高电网稳定性、优化能源结构等方面。通过本文的研究,旨在为农村电网的升级改造提供理论支持和技术指导,推动农村电网的可持续发展。

基于网源协同的新能源电力系统一次调频改造与验证分析

在以风电和光伏为代表的新能源为主体的新型电力系统背景下,近几年随着新能源占比越来越高,使得传统电源调频、调峰压力逐渐增大,新能源随机性的特性给整个电力系统的安全稳定带来了巨大挑战。本文根据山东电网最新要求,结合现场实际情况对原有控制方案进行改造,设计了基于网源协同的新能源电力系统快速调频的主动支撑控制装置,制定风电机组一次调频优化控制策略。本改造方案除了保持原有要求准确、及时地响应稳态的调度指令,满足电网的调峰、二次调频、调压等功能不变外,还能够主动响应所在电网频率变化,实现新电源的惯量响应、一次调频及快速调压等功能。通过各种扰动情况下动态试验验证,该改造方案能够明显提升系统调频响应速度,有效支撑电网的安全稳定运行,具有一定应用推广价值。

基于网源协同的光伏发电实时动态调频的技术改造

利用光伏技术发电作为新能源发电的重要组成部分,具有环保、可再生、分布式等优势,但其波动性和不可控性也是制约其大规模应用的重要因素之一,因此实时动态调频技术的研究与应用对于将光伏发电纳入电力系统中具有重要的意义。研究旨在基于网源协同,开展光伏发电实时动态调频的研究与技术改造,探索实时调节光伏发电输出功率,以实现电力系统频率稳定和电能质量改善的目标。

地区电网安全稳定网源协同技术研究

本文主要介绍如何基于地区电网小电并网现状,优化电网侧重合闸、备自投及电厂侧故障解列装置的使用原则,制定地区电网网源协同策略。介绍了根据目前地区电网小电并网方式及小电故障解列现状,提出地区电网小电故障解列点由系统侧调整至电厂侧的策略,以及对故障解列装置配置及功能实现安排,最终达到主供线路跳闸后实现重合闸及备自投可靠动作,快速恢复局部电网供电,减少负荷损失、消除电力安全生产事故事件,降低系统运行风险的目的。

考虑风电功率相关性的网源协同规划研究

文章提出一种基于Johnson分布体系的多区域相关风速模拟方法,建立了风电功率相关性的网源协同规划模型,该模型综合考虑了一次投资成本和运行成本,并引入弃风惩罚,可有效保证风电消纳。在IEEE RTS-24节点系统进行验证,结果表明:Johnson分布体系对多区域相关风速的模拟精度高;网源协同规划较网源单独规划的投资和运行费用减少,风电功率的相关性使规划总成本增加。

考虑网源协同的输电网适应性扩展规划

可再生能源大规模并网使电力系统基本形态和运行特性发生巨大改变,在规划初始阶段评估电力系统对可再生能源强波动性及不确定性的适应能力,对保障电力系统可靠运行、提升可再生能源消纳水平具有重要意义。针对适应性含义广泛且难以量化评估的问题,首先,从高比例可再生能源系统特征及实际运行状态出发,提出计及电网运行安全性、效率性、稳定性和供需平衡充裕性的电网结构及电源容量适应性指标,综合评价电网、电源发展对可再生能源的接纳能力。然后,基于适应性指标,建立考虑网-源协同优化的输电网多目标规划模型。针对各目标量纲不统一的问题,采用非线性化改进主成分分析法对每代种群个体进行综合决策以获取最优方案。最后,以Gaver-18节点测试系统进行算例仿真,其结果表明所提出的指标及规划模型能够在网-源协同的基础上,有效改善系统源荷平衡,提升系统高效、安全、稳定运行的能力。

基于场景削减的网源协同规划研究

随着间歇性能源渗透率的不断提高,风电和光伏出力的不确定性降低了网源匹配度,带来了严重的弃风弃光问题。为提高风光利用率,采用能处理不确定性因素,且综合考量负荷、风、光出力三者在临近地区相关性的场景分析法进行数据分析。同时,为满足求解精度与求解效率的平衡,通过调整的K-medoids算法选取具有代表性的聚类场景,结合极端场景共同构造典型场景集,求解网源协同双层规划模型。上层模型以各种成本最小为目标,同时考虑系统的充裕性;下层模型采用N-1准则和节点支线数量约束,提升规划后系统的安全性。以修改的Garver-6和巴西南部46节点系统为平台进行验证,结果表明所用方法的正确性与优越性,为风光大规模并网的电力系统规划提供了解决思路。

基于网源协同的600 MW机组负荷快调及综合调频技术研究

大力发展新能源和大规模外电入鲁是山东实现新旧动能转换、推动经济快速平稳发展的关键之举,截至2017年,新能源发电量和外电入鲁电量已占全省发电量的40.98%,到2018年风电和光电装机容量已达到千万千瓦级别。但是,新能源受天气因素制约,一直处于随机波动状态,实时干扰电网频率,直接影响人民生活和工业生产,甚至会产生弃风弃光事件。而特高压直流输电线路一旦出现故障,就会产生巨大供电缺口,导致电网频率突降,极有可能引发大面积停电事故,造成重大经济损失和不良社会影响。因此,火电机组必须具备良好的一次调频和AGC等涉网性能,才能弥补新能源发电量波动和外电入鲁故障造成的频率波动,才能破解新能源消纳难题、为准确应对外电故障提供数据支撑。

基于网源协同的300 MW机组负荷快调及综合调频技术研究

大力发展新能源和大规模外电入鲁是山东实现新旧动能转换、推动经济快速平稳发展的关键之举,截至2017年,新能源发电量和外电入鲁电量已占全省发电量的40.98%,到2018年风电和光电装机容量已达到千万千瓦级别。但是,新能源受天气因素制约,一直处于随机波动状态,实时干扰电网频率,直接影响人民生活和工业生产,甚至会产生弃风弃光事件;而特高压直流输电线路一旦出现故障,就会产生巨大供电缺口,导致电网频率突降,极有可能引发大面积停电事故,造成重大经济损失和不良社会影响。因此,火电机组必须具备良好的一次调频和AGC等涉网性能,才能弥补新能源发电量波动和外电入鲁故障造成的频率波动,才能破解新能源消纳难题,为准确应对外电故障提供数据支撑。

考虑火电有序退役的源-网-储协同多阶段规划方法

“双碳”目标下,我国电力系统亟需深度脱碳转型,传统以煤电为主的电力能源结构将发生根本性转变。研究火电机组的有序退出,实现安全、经济的低碳化转型是新型电力系统建设的重要课题。为此,该文提出一种考虑火电有序退役的源-网-储协同多阶段规划方法,在保证绿色、安全新型电力系统建设的基础上,提升电力系统低碳化转型经济效益。首先,建立可考虑火电机组退役的源-网-储协同多阶段规划模型。然后,设计模型线性化及求解加速方法提高模型运行效率。最后,以HRP-38测试系统为典型算例,提出在碳排放限额约束及新能源占比逐渐提高共同影响下的火电发展及退役路径,并从惯量需求等角度评估含火电机组有序退役的多阶段规划模型的有效性。

面向多主体隐私保护的源网荷储分布式协同优化调度

如何在满足各主体隐私需求的前提下,促进电力灵活配置与可靠供应,是构建隐私安全型多主体互动新型电力系统的核心。为此,本文提出了一种基于改进共识交替方向乘子法(C–ADMM)的分布式协调优化调度方案,仅通过交换相邻主体的耦合支路信息来统筹全局优化,实现协同优化的同时保护了互动主体的隐私数据。首先,针对源网荷储参与日前调度时的主体隐私需求,建立多主体协同调度模型,各相邻主体仅通过共享边界耦合支路阻抗信息实现解耦,各主体的优化调度问题在本区域独立求解,并在迭代过程中不断更新耦合乘子从而实现全局优化。然后,考虑主体中离散型可调负荷对C–ADMM收敛性能的影响,使用割平面法进行变量松弛与整数解逼近,通过移除整数限制和增加新约束的方法实现问题的转化,以获得可调负荷与源网储的协调策略。最后,使用IEEE30节点系统进行仿真计算,具体地,将IEEE30节点系统划分为了不同的主体,分别进行算例测试,验证了所提分布式协同优化调度策略的有效性。实验结果表明:在不同划分方式下,与集中式方法相比,改进C–ADMM算法均能产生相对稳定的收敛解;在不同计算参数下,基于改进C–ADMM与集中式方法的总成本基本相同,最大误差不超过0.42%。同时,与传统C–ADMM方法相比,改进C–ADMM的收敛性指标数量级缩小至百分之一。

源网荷储协同的分布式智能电网能量管理与集群控制研究及应用

“双碳”背景下,打造安全高效的高渗透率新能源“能源互联网”解决方案,是构建以新能源为主体的新型电力系统的第一要务。内蒙古电投能源股份有限公司矿山供电公司结合企业矿山卡车油改电实际,创新开展了基于源网荷储协同的分布式智能电网能量管理与集群控制技术研究及应用,通过将矿山能源互联网建设与露天煤矿产业发展相结合,构建源网荷储协同优化的分布式智能电网能量管理系统和安全高效的分散式模块化储能支撑系统,在实现矿山电卡用电全面绿色化的同时,为其他企业降低用能成本、减碳降碳提供了行之有效的解决方案。

基于网源协同量化提升“两个细则”调频性能研究与应用

并网机组的调频性能是保证电力系统稳定运行和电力供应质量的重要指标之一。山东电网由于外电入鲁和新能源装机比重不断增加,整个能源结构发生了重大改变,调频性能的提升变得尤为重要。目前,发电机组存在调频性能波动较大、调频响应速度较慢、调节精度差等问题,对电网的稳定性和可靠性产生了一定的影响。为此,通过基于网源协同方式的量化分析方法和综合研究影响“两个细则”调频性能的各种因素,建立数学模型并进行实验,评估和优化调频性能,制定相应的调频控制策略和改进措施。这对于并网机组的稳定运行和电力供应质量的提高具有重要意义。

双碳目标下考虑源网荷储协同优化运行的新型电力系统发电规划

该文建立了双碳目标下考虑源网荷储协同优化运行的新型电力系统发电规划数学模型,综合考虑各种发电技术、储能以及需求侧响应的情况下实现投资和运行的总成本最低,并将双碳目标、可再生能源渗透率、弃风弃光率这些政策要求转化为约束条件融合到发电规划模型中。通过算例分析分别求解以火电、核电、风电光伏和风光储为主4种发电规划情形,验证了模型的有效性。最后,在双碳目标下建立以风光储为主体的新型电力系统,通过考虑源网荷储协同优化运行实现了规划时期该新型电力系统的发电规划,并求解出对应规划时期储能的最优配置方案。此外,通过该模型对不同渗透率下储能配置与弃风弃光率的量化分析发现,对于省级电力系统,弃风率和弃光率分别为5%和3%时,为了保证系统安全稳定优化运行,风电和光伏的渗透率最好都控制在20%~25%以内,同时储能装机容量配置为0.24~0.3倍风电装机容量加光伏装机容量。

基于数据驱动的源网荷储协同控制系统网络攻击关联性分析

源网荷储协同场景下,能源系统发展呈现多方数据交互频繁、多源数据融合的特点。随着安全防护大区外的终端接入不断增加,系统外部接口的多样化发展给传统以边界为核心的网络防护构架带来挑战。为保障源网荷储协同控制系统的安全,并对网络攻击进行有效识别,提出基于数据驱动的网络攻击异常事件关联规则分析方法。首先分析系统日志文件,建立异常事件序列;其次利用FP-Growth算法,生成源网荷储协同控制系统异常事件与网络攻击场景的关联规则;最后利用灰色关联分析算法,实现异常事件与攻击场景的在线匹配,建立源网荷储协同控制系统网络攻击关联分析框架,并验证了所提方法的可行性与有效性。

基于改进Nash-Q均衡迁移算法的源网荷储协同优化策略

为了充分发挥多类型储能资源的调度潜力,实现源网荷储协同优化调度,提出了计及电池储能、抽水蓄能、电动汽车的多类型储能调度策略。以低碳经济为目标,构建了考虑多主体博弈的源网荷储协同优化调度模型。为了在保证源网荷三侧整体利益的同时兼顾自身利益,基于Nash均衡理论,利用强化迁移学习技术,提出了一种基于改进Nash-Q的均衡迁移算法。利用K-means聚类使数据离散化,增设双结构经验池以提高样本利用率,从而有效提高了模型的泛化能力。基于实际区域电网的数据进行仿真验证,结果表明所提策略能有效降低系统的经济成本和碳处理费用,提高新能源消纳能力。

考虑源网荷协同的配电网分布式光伏储能多目标优化配置方法

常规配电网优化配置方法的经济性较差,基于此,本文提出考虑源网荷协同的配电网分布式光伏储能多目标优化配置方法。建模配电网各分布式储能设备的出力,并结合源网荷协同规划建立储能优化配置模型,设计约束条件,引入混合粒子群算法求解模型,得到最佳优化配置方案。测试结果表明,设计的储能优化配置方法运行总成本更低,可提高配网运行经济性。