计及主站容量裕度的柔性直流互联系统主从控制策略

柔性直流互联技术可有效改善电网电能质量、增强供电可靠性、提升新能源消纳水平。采用主从控制的柔性直流互联系统中,负荷突增和新能源出力短时波动等突发工况易导致主站实际功率超过其容量。传统功率限幅或调度方法难以及时平抑功率波动,进而导致直流侧电压异常,威胁系统正常运行。为此,文中提出一种计及主站容量裕度的主从控制策略。该策略优化了主站的运行机制,将容量裕度因素纳入主站运行模式中,调整了主站电压环的环路结构与变量定义,并增加了基于过容功率的闭合抑制环路,保障了主站对直流母线电压的持续调节能力。由于主站在平衡系统功率时需要从站间的协调运行,因此文中在从站传统运行模式及原有调度基础上引入了从站间的功率支援机制,在系统功率平衡等约束条件下建立了系统经济损失最小、源储设备损耗最小的多目标优化模型,并利用非支配排序遗传算法-Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)对优化模型进行快速求解。最后通过仿真验证了所提策略能有效防止主站过容,保障柔性直流互联系统稳定、高效运行。

大规模风电并网系统容量效益裕度计算模型研究

可用输电能力(ATC)是衡量系统安全稳定运行的技术指标,对于电网运行的可靠性和经济性具有重要的意义。容量效益裕度(CBM)作为直接影响ATC计算可信度的一个重要因素,需要构建更加合理、准确的计算模型。针对大规模风电并网后系统的CBM计算模型开展研究:首先,为应对风电间歇性扰动,提出基于可靠性指标(缺电时间期望指标)的区域电网CBM概率性计算模型;然后,对于多区域电网,计算出某时段各区域的缺电量后,以经济性最佳为目标,构建送电区域各机组发电裕度优化分配模型,进而确定区域间各输电断面CBM的大小;最后,以IEEE 30和IEEE 118节点系统为例分析验证了所构建模型的合理性和有效性。

基于区域发电可靠性的指数解析模型及其应用 (二)容量效益裕度评估

目前在求解可用输电容量(ATC)时,容量效益裕度(CBM)的评估是根据预先设定的某一发电可靠性水平多次计算可靠性,进行迭代优化。在介绍发电可靠性指数解析模型的基础上,建立了考虑备用容量、联络线传输容量以及备用容量价格因素的3种数学模型,利用基于序列二次规划的算法,求解电力系统中对应于不同可靠性水平下的联络线CBM。该模型采用了区域备用容量和联络线传输容量的指数解析式,并考虑了区域之间的耦合关系,因此,在进行CBM优化时无需迭代,可快速准确地求解不同可靠性要求下的最优CBM。对TH-RTS测试系统的优化结果表明模型的准确性和有效性。

基于短路容量裕度的电网运行状态评估方法研究

随着智能电网的发展和大规模清洁能源发电系统接入负荷中心,连锁脱网事故和电网电压水平波动等问题突出,电网安全运行面临着巨大的挑战。电网的运行状态评估,作为电网安全问题的深入扩展,具有重大的研究价值。文中利用系统运行参数,基于短路容量理论提出了负荷节点运行状态的评价方法及指标,即比较负荷节点需求的短路容量与系统和接入电源对该负荷节点提供的总短路容量来快速评估负荷节点的运行状态;该方法考虑了有清洁能源接入的情况,通过对比求得的节点运行状态指标探讨不同类型的电源对电网运行状态的影响,完善了运行状态评估体系,可为运行人员提供决策支持;最后基于IEEE-30节点系统中的仿真结果验证该方法的有效性和优越性。

考虑环境容量裕度的差别化燃煤机组组合模型

目前基于系统排污总量控制方式制定的燃煤机组发电计划,缺乏针对性地缓解人口密集区域空气污染强度的调控机制。为此,在传统机组组合问题基础上,追加考虑污染物时空扩散特性的差别化环境容量裕度约束,通过限制对人口密集区域有较大影响的燃煤机组出力,来降低其排污量,进而改善相关区域空气质量,减小对人口健康的负面影响。其中,燃煤机组对人口密集区域污染物浓度贡献值的建模参照高斯烟团扩散模型、气象预报和重点地区污染等级预测信息进行。以混合整数规划形式建立了考虑环境容量裕度的机组组合模型,并对其进行了仿真分析。算例表明,差别化的环境容量裕度约束,能够在不引起系统经济和空气质量指数明显劣化的条件下,对人口密集区域空气污染强度实施更有针对性的调控,降低燃煤机组对人口健康的影响。

考虑大气环境容量裕度的风电叶片生产技术研究

在化石能源过度消耗而带来严重后果的背景下,风能凭借可再生优势得到人们重视,研究风力电机成为当前改善环境的有效途径。采用传统技术生产风电叶片缺少对周围大气环境的考虑,导致生产效率较低,针对该问题,提出了考虑大气环境容量裕度的风电叶片生产技术研究。依据风力发电机实际运行功率确定风轮直径,无序齿轮增速机通过驱动电机直接增速。根据风轮叶片数和叶尖速度配比结果,确定风轮叶片。翼型选择应在保证原始制造原则前提下,使用NACA4412翼型,叶片具有理想气动性能。

基于可靠性约束的电力系统蓄电池蓄能容量的优化

本文根据ＭＡＲＫＯＶ过程理论，提出了一种新的确定ＢＥＳ系统蓄能容量的方法。它直接在裕度停运容量模型的基础上，以缺电频率和电力不足概念（ＬＯＬＰ）为约束条件，给出了系统的最优蓄能容量及逆变器的额定功率。最后，以ＩＥＥＥ－ＲＴＳ为例作了计算、分析。

一种可再生能源并网的最大容量边界计算方法

可再生能源大规模接入电网是一种解决当前世界面临的能源和环境问题的有效方法,但是也给电网的安全运行带来了新的问题。该文首先通过引入支路电流作为电力网络方程的状态变量,进而建立了可再生能源接入电网的最大容量边界条件方程,组成了用于计算可再生能源接入最大边界容量的方程组;然后求解该方程组得到在给定负荷情况下可接入的可再生能源最大容量,并通过容量裕度指标评估电网运行的安全性;最后通过多节点可再生能源并网仿真计算结果表明该模型是有效的,能够为电力部门安排可再生能源的运行方式提供辅助决策。

基于状态转移矩阵的小水电机组发电系统可靠性评估

作为我国重要的电力资源,小水电机组大规模并网运行给发电系统乃至整个电网可靠性与安全运行带来新的挑战。由于小水电数量众多,容量不等,采用现有递推公式建立停运容量模型来进行小水电机组发电系统可靠性评估时步骤繁琐,中间数据多,工作量大,对此提出了一种基于状态转移矩阵的小水电发电系统可靠性算法,用状态空间图表示小水电机组停运容量模型,基于状态空间算法直接计算小水电机组各个停运容量状态的确切概率,由转移率矩阵适当变换求取增量频率,用分块矩阵组合表示小水电机组停运容量模型和负荷容量模型的组合,合并相同容量状态,增加等步长而未出现的容量状态,即得小水电发电系统的裕度容量模型,进而计算累积概率、累积频率等可靠性指标。算例分析验证了此算法的可行性,可在实际操作中推广应用。

考虑大气污染物时空分布控制的多时间尺度协调多目标优化调度策略

该文提出了一种考虑大气污染物时空分布控制的多时间尺度协调多目标优化调度策略。首先,构建一种考虑大气边界层影响的污染物时空分布计算模型,可基于气象预报信息估算出火电厂污染物的时空分布情况;然后,采用"日前–日内滚动"的调度框架,提出一种考虑大气污染物时空分布控制的多时间尺度协调多目标优化调度模型,同时减少发电成本、碳排放及火电厂造成的大气污染;此外,充分利用大气环境的自净能力,提出一种考虑大气环境容量裕度的多目标决策方法。改进的IEEE 39节点系统和广东电网的仿真结果表明:该策略不仅可有效减少火电厂造成的大气污染,还可根据气象条件及背景浓度的变化实现多个目标之间的动态权衡,实现了真正意义上的经济、环保电力调度。

电力市场中分布式发电孤岛模式对配电公司费用的影响

在分布式发电参与的电力市场中,提出了一种考虑可中断负荷及其费用的配电公司最小总费用模型。在对传统运行模式、孤岛运行模式,以及非故障馈线支援模式进行比较的基础上,重点分析了不同负荷水平下分布式发电孤岛运行模式对配电系统的有功网损、配电网络的节点边际电价和配电公司购电费用的影响。数值计算和算例仿真表明,当配电网出现故障时,利用分布式发电形成的安全孤岛可以减少整个系统的失电负荷量、降低配电公司的购电总费用。同时,可以根据非故障馈线的容量裕度,实施最佳的支援方式。

电网区域间可用输电能力的计算方法分析

分析了在计算可用输电能力(available transfer capability,ATC)时考虑的2种容量裕度的含义及使用容量,对基于确定性模型和概率性模型的各种ATC计算方法及其优缺点进行了比较和分析,指出ATC在实际计算时仍存在的一些问题,提出应从总体上进行优化算法的设计、采用混合优化结构、探索新策略等方面入手解决存在的问题。

基于多代理技术的有源配电网供电恢复策略

针对有源配电网发生故障后的快速供电恢复需求,提出基于多代理技术的自愈恢复系统。该系统采用分层协调的恢复模式,由下层区域代理为本区域发起供电恢复进程,上层馈线代理协调处理下层代理间的冲突。提出功率平衡度和转供容量裕度指标,基于该指标,当配电网故障隔离后,非故障失电馈线被分解为多个独立的区域,自愈系统能通过微网聚合恢复失电区域的供电,还可利用联络开关对孤岛区域进行负荷转供,达成综合恢复供电的目标。在供电恢复过程中,同时考虑馈线电压和电流的约束限制,保证系统在故障恢复后的安全稳定运行。在DIgSILENT软件上搭建含分布式电源的4馈线配电系统,仿真结果验证了所提策略的可行性和有效性。

抽水蓄能电站接入系统的综合评价方法

全面准确地评价电源接入系统方案对电网的影响,能为电源规划方案的选择和建设提供指导。针对抽水蓄能电站的特点及其对电网的影响,从技术性和经济性2方面,选取评价抽水蓄能电站对电网作用的4个单一评价指标,并给出了基于搜索算法结合BPA仿真的指标计算方法,进而提出了一种综合指标的构造方法。以某省电网为例,对备选的7个抽水蓄能电站接入方案进行评价,给出规划方案的排序,为抽水蓄能电站的建设提供参考。