考虑UFLS响应的大规模风电并网系统频率特性分析

大规模风电并网系统在受到大功率缺额扰动后,电网会出现频率骤降,而低频减载(Under Frequency Load Shedding,UFLS)控制是防止频率失稳的有效手段。首先,基于含UFLS的改进系统频率响应模型(System Frequency Model,SFR),研究了新型电力系统受到大功率扰动下的频率特征,基于经典频率响应模型建立改进的系统频率响应模型,考虑火电、风电联合调频控制策略,并引入UFLS频率控制;然后,根据所建立的系统频率响应模型对大规模风电并网系统参数进行整定,并建立多资源参与调频下的大规模风电并网系统频率特征表达式;最后,通过Matlab/Simulink仿真平台,验证UFLS控制策略参与调频的可行性及UFLS控制参数对频率调制效果的影响。

大规模风电并网条件下AGC机组跨区分布式最优协调控制

我国风电资源主要集中在西部和北部,外送是解决风电消纳问题的有效手段。但随着风电渗透率的增加,其不确定性带来的风电功率波动造成部分区域或省份的自动发电控制(AGC)出现了较为严重的调节资源不足及控制问题。为解决这一问题,利用分布在全网的AGC机组实现跨区分布式最优协调控制。引入协调因子建立AGC最优协调控制模型,采用原始对偶梯度算法对该模型进行变换,并利用线性变换得到基于协调因子的分布式最优协调控制器。仿真算例表明,随着风电渗透率增加,各区AGC机组能协调地进行频率控制,有效平衡风电不确定性引起的功率不平衡量。

大规模风电并网动态特性模拟与分析

研究大规模风电并网动态特性,对提高电力系统稳定性具有重要意义。分析了风力发电机组、水力发电机组和汽轮发电机组的工作原理并建立了对应的数学模型,构建了含风力发电机组、水力发电机组和汽轮发电机组的多源混合电力系统模型,在风速波动条件下,对该系统模型进行了仿真分析。仿真结果表明:当风电机组输出功率发生变化时,该多源混合电力系统模型能够准确描述电力系统主要参数的动态变化特性。

大规模风电并网条件下的电力系统调度探析

风力发电会受到外界的影响,无论是风速、天气、温度,都会影响风电的发电效率,但是,风电作为一种取之不尽的能源,并且有着绿色环保的优势,是一种重要的发电方式。本文就研究风电大规模并网对电力系统调度的影响,首先,分析了风能发电的特点;然后,研究在风力并网后对电力系统调度的影响;最后,研究如何做好相关工作,降低风电的影响。

储能技术在解决大规模风电并网问题中的应用前景探讨

近年来我国大规模风电并网的规模开始增加,但是,在大规模风电并网的过程中,经常会出现风电机组应用效率问题、短时电力调节问题等,不能确保大规模风电并网的效果,对其长远发展造成不利影响。而储能技术属于先进的技术,可以通过电池、抽水蓄压、超级电容、机械设备、导电等储能方式,有效解决大规模风电并网中存在的问题,为其后续的建设和发展夯实基础。

大规模风电并网下的抽水蓄能机组调频控制的研究

结合弃风形成机理提出具体的优化路径,经由建立调频控制优化模型、依托鲁棒原理生成鲁棒控制器、推行风电波动调节模式、实现功率调节动态仿真设计等方法,削弱风电波动频率不利影响。

规模风电接入下考虑多区域频率动态安全的机组组合与风险调度

规模风电并网加剧了不同区域间惯量分布不均的问题,给多区域系统的频率安全防御带来挑战。该文提出一种兼顾风电出力不确定性与多区域频率动态安全的两阶段风险调度模型。第一阶段基于条件风险价值理论协同优化多区域系统的运行成本与运行风险,并求得风电可接纳安全边界;第二阶段在恶劣风电场景下进行多区域频率动态安全校核。将备用容量解耦为非事故备用与事故备用,分别嵌套于两阶段模型中,实现求解思路的清晰化。最后通过列与约束生成算法求解此两阶段优化问题。算例仿真验证表明,所提模型和方法能有效提升多区域系统的频率响应能力,保证安全经济运行。

大规模双馈风电机组并网频率稳定控制策略

风电在电网中的渗透率逐年升高,尽管其在优化电源结构、节能减排方面有颇多贡献,但是由于自然风的波动性和不确定性,大规模风电并网势必会对电网频率稳定等方面产生影响。针对此问题,对装机量较高的双馈型风力发电机组(doubly-fed induction generator,DFIG)控制系统进行研究,制定大规模双馈型风电机组并网下的频率稳定控制策略。在现有附加下垂控制及虚拟惯性控制的基础上,根据输入风速以及电网侧频率波动,对下垂控制环节进行变系数处理,改善下垂控制特性。将DFIG运行工况进行分类,并采用变减载系数,使DFIG在限功率运行的同时减少弃风。采用具有大规模风电并网接入的实际电网模型,仿真验证了所提频率稳定控制策略的有效性。

基于改进人工鱼群算法的含大规模风电电网无功优化

针对大规模风电的波动性和随机性对电网无功电压优化初值影响较大,使无功优化求解不能充分考虑电压越限节点,而过早收敛,最终不能得到全局最优解的问题,提出基于改进人工鱼群算法对含大规模风电的复杂电网进行无功电压优化。在算法流程初期将类似遗传算法的变异机制引入其中,用以优化调整人工鱼群,在算法流程后期应用自适应可见域及步长的方法解决人工鱼群算法计算后期容易出现的陷入局部最优解以及收敛速度慢的问题。最后以接入大规模风电的甘肃电网为例,应用常规输电网动态无功优化模型,对文中的改进人工鱼群算法进行实例验证,从而证明算法的可行性和有效性。

大规模风电并网条件下的电力系统调度探析

随着风电的大规模建设,电网需要面临大规模风电并网的问题,由于风电接入电力系统后会产生比较大的波动,导致电网也会出现产生巨大的不稳定,因此,要采用有效措施,降低风电的影响。

一种评估大规模风电功率脱落对电力系统频率影响的分析方法

大规模并网风电功率的波动会引起系统频率波动甚至导致系统频率动态越限,危及电网的安全运行,而风电单机容量小、随机波动性强等特点,使得基于阶跃扰动的传统频率动态分析方法不再适用。本文提出一种基于风电功率波动特性以及系统频率响应特性的评估方法,可用于分析风电功率波动极端方式——大规模风电功率脱落对电力系统频率动态的影响程度。基于实际电网风电运行实例,分析了并网点受扰后风电机群脱网造成的风电功率脱落引起的系统频率动态过程,并评估了典型运行方式下满足系统容许频差约束的最大风电功率脱落值。

计及风电不确定性的含UPFC电力系统的两阶段最优潮流

风速具有随机性和不确定性,大规模风电场的并网会影响电力系统的稳定性,而统一潮流控制器(UPFC)具有实时潮流控制能力,有利于系统稳定。建立计及风电不确定性的含UPFC的最优潮流模型,由日内滚动调度和实时调度两阶段组成。日内滚动调度阶段不考虑风电出力预测误差,制定机组出力计划,优化运行成本;实时调度阶段根据风电出力预测误差调节UPFC参数,实时修正运行计划,并进行潮流优化,以保证系统安全可靠。以IEEE 14节点系统和某实际系统为例进行算例分析,结果表明,所提模型可以通过UPFC的参数控制有效减少风电预测误差带来的影响,从而提高系统的经济性和安全性。

风电辅助服务成本测算模型和实证研究

大规模风力发电并网引起的辅助服务成本已占到了一定比例。结合我国实际情况,分析大规模风电并网对电力系统辅助服务的主要影响要素,建立风电辅助服务成本的定量测算模型。以我国某省级电网为实际案例测算风电引起的调峰、调频和旋转备用辅助服务成本。案例分析表明,大规模风电并网将引起该省级电网辅助服务成本大幅上升,调峰成本占主要部分。

考虑风电功率预测不确定性的火电机组调度策略研究

针对大规模风电并网导致电力系统调度不确定性增大的问题,提出了一种考虑风电功率不确定性的火电机组优化调度方法。首先,采用k均值聚类对历史风功率预测值和预测误差进行区间划分,分区间采用高斯混合模型对预测误差的概率密度函数进行拟合。其次,建立考虑风电预测不确定性的火电机组经济调度模型。最后,在麻雀算法的基础上,结合天牛须寻优算法进行火电机组经济调度的求解。

非并网风电应用中金属材料清洗与防护技术

为了保证大规模非并网风电装备,特别是金属构件的正常使用,需要对其进行必要的清洗及预防腐处理等前处理,为后续涂层等最终防护工序打下良好材料基础。本文针对金属部件的清洗与预防腐处理技术进行了研究,研发出金属清洗与防护产品,并进行了应用研究。

广东风电发展及接入系统存在问题分析

在介绍广东省风力资源及风力发电发展前景的基础上,分析了规模风电并网对电网的影响、不同规模风电场接入系统时需考虑的一些因素,并结合具体案例,重点比较3种不同方案的电压等级接入系统的投资和费用,对规模风电接入系统电压等级的选择提出合理化建议。

中国大规模非并网风电基地与高耗能有色冶金产业基地链合布局研究

有色冶金产业作为第一耗能产业,也是国民经济发展的基础产业,在产业规模不断扩张的同时,其结构性矛盾也日益突出,特别是产业发展面临的资源、环境压力越来越大,已经对可持续发展形成威胁。因此,结合大规模非并网风电的开发建设,形成风力发电与有色冶金产业基地的链合布局,促进风电-有色冶金产业基地建设具有重要的时代意义。本文通过分析风电场以及有色冶金产业布局的影响因素,建立风电产业布局研究的基本框架;以省域尺度为例,探讨风电场与有色冶金产业基地的链合布局,认为中国电解铝工业布局将随着风电场的建设脱离原料富集的内地地区,逐步向风能资源富集的沿海地区转移,从打造风电与有色冶金产业链的角度,将山东、内蒙古、江苏、广东、上海、浙江等6个省区列为中国一级风电与有色冶金产业基地;将河北、新疆、辽宁、山西、宁夏、福建和甘肃等7个省区列为二级风电与有色冶金产业基地。13个大规模非并网风电与有色冶金产业基地2020年非并网风电总装机容量将达到3 043.24×104kW,电解铝产量预计将达到656.09×104t,约占全国总产量的32.80%,并将实现可观的节能减排与经济效益目标。

环渤海地区风能资源开发与大规模非并网风电产业基地建设

在研究环渤海地区风能资源本底资料的基础上,分析了该地区风能资源的空间分布特征,并对其开发利用价值进行评估;汇总了该地区1997年-2006年间的风电场装机情况以及对应时间序列的社会经济相关指标,总结了环渤海地区风能资源开发利用以及大规模非并网风电产业发展现状;根据风能禀赋、土地覆被类型以及已有和规划修建风电场等影响指标,以10km×10km为基本空间单元,将研究区划分为5852个基本网格,通过格网分析的方法,对环渤海地区风电场选址和大规模非并网风电产业基地建设布局适宜程度进行分级评价,将风电产业基地布局的适应性分为高度适宜区、较高适宜区、中等适宜区、较低适宜区和低度适宜区。以上述研究为基础,探讨了环渤海地区建设1 850×104kW风电产业发展目标和风电场选址方案,以及相应实现的节能减排目标,提出建设环渤海地区大规模非并网风电产业基地与高耗能无碳型产业基地的设想,该基地包括辽中南及辽东半岛非并网风电产业基地、山东半岛非并网风电产业基地和冀西北非并网风电产业基地。最后提出非并网风电产业基地布局以及相关非并网风电发展政策。

中国大规模非并网风电与无碳型高耗能氯碱化工产业基地布局研究

随着能源危机、环境问题的日益严重和政府对可再生能源的不断重视,中国风能资源开发和风电产业发展进入快速发展阶段,风电逐步由补充能源向替代能源转化。氯碱化工产业是高耗能行业,目前面临着能源短缺的发展瓶颈,将大规模非并网风电产业和高耗能氯碱化工产业进行链合布局,构建"风电-烧碱-化纤、造纸"、"风电-氯产品-PVC"产业链,建设无碳型高耗能氯碱化工产业基地,对于风能资源的综合开发利用和氯碱化工产业的可持续发展具有重要的意义。本文利用2006年我国社会经济、风电产业发展数据,确定我国大规模非并网风电产业基地空间布局概率图谱,并与2020年我国氯碱产业空间布局进行叠加,对2020年我国基于大型非并网风电场建设的无碳型高耗能氯碱产业空间布局框架进行了研究。研究认为:未来我国非并网风电产业和高耗能氯碱化工产业的联动发展具有较大的潜力,基于大型非并网风电场建设布局,到2020年我国将形成江苏、山东、浙江、辽宁、新疆、内蒙古、山西、宁夏和青海九大无碳型高耗能氯碱化工产业基地。这些无碳型高耗能氯碱化工产业基地的建设,每年将发电1 713.94×108kWh,节约2 149.84×104t原煤,减少因燃煤而排放的粉尘202.82×104t,CO2约4 056.31×104t,氮氧化物约20.28×104t,SO2约32.45×104t,实现很好的经济效益和节能减排带来的环境效益。

考虑风电并网和电量分解的月度机组组合模型

合理的月度机组组合(unit commitment,UC)可以在更长时间尺度上进一步拓展风电消纳空间,但大规模风电入网造成的较强不确定性会给机组组合带来很大挑战。另外,由于基于比例分配法编制的月度合同电量调度实施难度较大,文章提出一种结合改进月度合同电量分解方法与考虑源荷不确定性的月度火电机组组合模型。将风电历史数据应用于月度机组组合决策,采用基于数据驱动的分布鲁棒方法结合随机优化技术求解机组组合与电量分解方案。计算结果表明,该模型能有效减少弃风量,提高火电机组负荷率.