基于电热协调理论提升电网消纳间歇式能源发电能力的分析

提出基于电热协调理论的电网消纳间歇式能源发电方法。建立电热协调的电网消纳模型,该模型结合间歇式能源发电功率及负荷预测技术,在超前调度中考虑输电元件电热耦合规律,以最大允许温度为输电元件载荷能力热限制,并协调伴随间歇式能源发电波动过程的输电元件载流与温度耦合的动态过程,使调度能够超前利用载流与温度变化的不同步性,缓解输电元件载荷能力依据电流判别的紧张局面,从而提升电网消纳间歇式能源发电的能力。算例分析结果验证了所提方法的有效性。

间歇式能源发电系统无功补偿技术的研究

针对间歇式能源发电系统的特点和无功需求,提出了将无功补偿与风力并网发电相结合的设计方案,通过计算得出了间歇式能源发电系统中电缆和变压器无功损耗。本文利用Matlab/Simulink搭建了具有无功补偿功能的并网变流器的仿真模型,并采用有功无功解耦控制和SPWM控制方法,补偿系统所需无功以及有效抑制动态电压波动。最后,仿真结果验证了风力并网变流器在向电网提供有功功率的同时也能够提供一定容量的无功功率,提高系统功率因数,有效抑制电网电压波动。

考虑大规模间歇式能源接入的电网调频仿真模型

针对大规模间歇式能源的接入对系统调频控制带来的困难,利用MATLAB/Simulink建立了适用于大规模间歇式能源接入的互联电网调频仿真模型,对传统的调频模式调整了一次调频参数,采用了人工智能算法AGC的PI控制器和动态AGC机组的发电分配系数,并将间歇式能源预测误差计入区域控制误差中。仿真算例结果表明,改进的调频模型在系统功率大范围随机波动下的调节效果优于传统模型,更有利于系统吸纳间歇式能源,为间歇式能源接入容量和系统备用容量的选取提供了频率动态响应上的依据。

考虑大规模间歇式能源接入的电网调频方式仿真研究

针对间歇式能源的波动性和随机性使电力系统传统的调频控制模式无法适应的问题,对传统的调频模式做了改进,即在传统调频模型的基础上,调整一次调频参数,采用人工智能算法的AGC的PI控制器和动态的AGC机组的发电分配系数,并将间歇式能源预测误差计入区域控制偏差中。算例结果表明,通过MATLAB/Simulink仿真,改进的调频方式在系统功率大范围随机波动下的调节效果较好,更有利于系统吸纳间歇式能源。

基于概率论及数理统计对间歇式能源功率平滑输出的研究

近年来,电力系统中间歇式电力设备越来越普遍,它们主要以可再生能源的形式存在于电网设备中,这些间歇式电力设备所能输出的功率会随着时间而变化.如果电源发生故障,通常会对原有电网造成一定的影响.为了更好地维护电力系统的安全和正常运行,需要用间歇式能源来进行平滑,以保持系统功率的平衡.本文利用能源功率的周期性、间歇性等特性,建立了对实际中能源功率平滑输出状态的数学模型并进行了研究,验证了模型的正确性和可靠性.并利用经典数学模型以及数理统计原理,分析了基于频率序列分布和数据点分布的平滑系数与电源电压、电池电压及系统功率的关系,得出了该方法在实际中具有很高的实用性.本文还利用随机变量和离散序列建立能源功率平滑模型,通过 Language算法进行数值仿真验证结论.

储能系统对间歇式新能源电站并网特性的影响分析

针对风电和光伏为代表的新能源电站有功出力波动给电网安全稳定带来的不利影响,给出了利用储能系统平滑间歇式电源有功出力的解决方案,并基于DIgSILENT PowerFactory,建立风光储混合新能源电站模型,对其并网运行特性进行研究。结果表明,储能系统可有效平抑风光联合出力的波动,提升有功功率的可控性,改善电能品质,且对于新能源电站低电压穿越能力的提升具有积极意义。

间歇式新能源消纳评估常用方法分析

随着我国能源需求和环保意识的提升,以风电、光伏等间歇式新能源为代表的绿色能源装机容量持续上升。大规模间歇式新能源消纳受电源、网架及负荷等多方面因素影响,为提升新能源的开发利用率,须采用合适的消纳评估方法对消纳情况进行分析。解析法反映了间歇式新能源消纳问题的本质,文中首先阐述解析法的数学模型,并结合解析法的运用对该方法进行评价。然后,梳理时序生产模拟法及随机生产模拟法的原理及运用情况,这2种方法是以解析法原理为基础,分别针对建模时对间歇式新能源消纳的时序特性、随机特性考虑不足而提出的改进方法,虽然这2种方法的运用仍存在各自的局限性,但相较于解析法,两者的求解精度均有了较大提升。最后,结合现有技术对未来间歇式新能源消纳评估方法研究进行展望,为评估方法建模、运用及改进等提供参考。

基于间歇式新能源消纳能力的电网灵活性模型研究

面对当下日渐凸显的能源和环境问题,风、光发电等具间歇特性的新能源得到了快速发展。然而,新能源出力的不确定性、间歇特点使得并网出力存在不同时间尺度的功率变化,给系统的可靠运行带来隐患。本文首先开展了电网灵活性分析,然后建立电力系统灵活调节电源和储能的响应特性模型,为电网新建灵活调节电源和储能的容量配比和多点布局优化方案提供依据。最后结合研究结论进行了总结和展望。

主动配电网分布式电源规划及经济性分析

主动配电网是实现大规模间歇式新能源并网运行控制、电网与充放电设施互动、智能配用电等电网分析与运行关键技术的有效解决方案。研究分析了主动配电网的网架规划模型,包括主动配电网对分布式能源的消纳模式、主动配电网潮流流向、主动配电网储能配置及主动配电网经济优化函数。最后对主动配电网中间歇式新能源的经济性进行了分析,给出了能源结构优化规划目标函数,为主动配电网经济计算与优化评估提供了方法和依据。

高比例可再生能源系统惯量约束对灵活性分析的影响研究

在风电、光伏等间歇式可再生能源大量接入系统的背景下,系统惯量降低造成的系统频率稳定问题越来越突出,在灵活性资源配置中有必要考虑系统惯量的影响。从系统灵活性分析的角度出发,首先介绍了高比例可再生能源接入后净负荷的特点以及基于系统发电机惯量和容量的系统惯量计算方法。然后,在此基础之上,基于系统最大频率变化率限制和最大功率变化量,提出了系统最低惯量的计算方法。最后结合灵活性的分析过程,提出了考虑最低惯量约束在灵活性分析中的考虑方法。该方法应用于灵活性资源优化过程中,可以改变系统低惯量状态下的灵活性资源配置,提高系统惯量,进而提高系统的频率稳定性,实现系统灵活性、频率特性的有机结合。

主动配电网的局部自治区域供蓄能力指标及其应用

对并网分布式电源与储能系统的主动管理能降低主动配电网负荷及间歇式能源的波动。文中将含有分布式电源、储能系统及负荷的主动配电网局部自治区域作为整体,考虑分布式电源与储能系统功率约束及电网约束,提出了局部自治区域供蓄能力指标,量化描述局部自治区域消耗储存与提供电能的能力。将配电线路作为整体,提出了主动配电网线路的供蓄能力指标,量化描述互联线路间可传递的最大功率;进而提出了供蓄能力指标算法及基于供蓄能力指标的主动配电网运行优化模型,并在优化模型中考虑了配电网供电安全性约束。通过算例分析验证了局部自治区域及线路的供蓄能力指标的有效性及其对运行优化效率的改善作用。

基于微分博弈理论的两区域自动发电控制协调方法

随着风电等间歇式能源并网,自动发电控制(AGC)过程中将出现越来越多的区域间功率支援,而各区域都不愿付出过多的调节代价,如机组磨损、额外燃料消耗、偏离经济调度下的运行点造成的损失。解决其间的博弈困局,制定有说服力、稳定的协调运行方案,是调动全网调频资源共同消纳间歇式能源的前提。文中利用微分博弈理论对该问题进行建模并求解,使博弈达到非合作反馈纳什均衡点。在两区域AGC模型上的仿真结果显示,与比例—积分控制和最优控制不同,所提的协调控制策略能保证被各区域自愿、忠实地执行,因为单独改变策略将导致收益下降。

主动配电网及其关键技术研究

主动配电网作为配电网发展的高级阶段和智能配电网建设的重要环节,采用主动策略能够高效消纳大规模间歇式能源,与大电网形成互补,是实现我国电源结构调整和电力企业可持续发展的关键。探讨主动配电网技术的内涵,在与被动配电网对比分析的基础上,构建了主动配电网整体架构,从运行控制、市场运营和规划设计3个方面分析主动配电网的关键技术,提出了建设主动配电网的发展策略,为我国主动配电网技术的发展和推广提供了参考。

含光伏和风电的电力系统随机生产模拟

为了解决电网中不断增加的间歇式能源给电力系统的规划和运行带来的困难,研究了光伏和风电同时并入电力系统后的随机生产模拟计算模型。基于随机生产模拟方法以及其中多状态机组的处理方法,建立了光伏的多状态计算模型。同时,结合该模型和风电等效多状态模型分析处理了光伏和风电两种间歇式能源同时并入电力系统后的随机生产模拟情况。光伏多状态计算模型可以考虑到太阳能的间歇性和不确定性。比较计算结果与实际情况表明,在随机生产模拟中,采用这两个处理间歇式能源的计算模型,得到的光伏发电量和风电场出力接近于实际情况,为恰当安排电能生产提供依据。

计及可控负荷动态调节的主动配电网优化调度

为了促进间歇式能源的消纳,针对主动配电网调度,提出计及可控负荷动态调节的优化调度策略。通过动态调节可控负荷的接入点,以主动配电网的运行成本最小为目标函数,建立计及可控负荷动态调节的优化调度模型。采用动态群搜索优化算法对模型进行求解,并引入间歇式能源消纳率作为评估消纳性的依据。基于改进的IEEE_(33)节点系统进行仿真分析,仿真结果表明,计及可控负荷动态调节的优化调度策略是可行的,该策略能够有效提高主动配电网对间歇式能源的消纳能力。

主动配电网技术及其进展

主动配电网是实现大规模间歇式新能源并网运行控制、电网与充放电设施互动、智能配用电等电网分析与运行关键技术的有效解决方案。文中重点研究了主动配电网的定义及其特征,分析了主动配电网的研究现状及其关键技术,包括:含间歇式可再生能源及储能装置的主动配电网综合规划技术、基于配电网主动机制的分布自治与全局优化相结合的协调控制技术、功率及能量灵活可调的主动配电网全局优化能量管理技术以及主动配电网多目标经济性评估等。

储能提升风电容量置信度的策略研究

为避免间歇式能源的波动性和随机性带来的资料浪费,利用储能来配合间歇式能源,提升间歇式能源的置信度,充分利用其容量价值。首先选择有效载负荷容量作为置信度的评价标准,运用可靠性理论,基于序贯蒙特卡洛方法建模,利用弦截法计算出间歇式能源置信度。然后以提高间歇式能源置信度为优化目标,研究储能的捆绑策略,采用优化粒子群算法计算出储能的配置容量。最后,从可靠性以及经济性角度出发,计算出储能的最优容量配置值。结果显示储能可以有效提高风电的容量置信度。

主动配电网的运营电价研究

基于信息与通信技术及高级量测设备的主动配电网为高渗透率DER的接入提供了一种解决方案。而电价作为配电网重要的运营手段,具有研究意义。讨论了主动配电网的运营模式,论证了主动配电网选取实时电价作为上网电价和运营电价的合理性,并通过仿真进行了验证。

压缩空气储能技术在崇明的应用前景

面对崇明电网中间歇式能源日益增加的挑战,本文提出了一种成熟的绿色的物理储能技术方法——压缩空气储能技术。压缩空气蓄能电站在国外已成功运行多年,本文引用了大量相关数据作为佐证,验证该技术在崇明推广的可行性。

多时间尺度下主动配电网能量调度优化

间歇性能源发电的不确定给配电网运行调度带来了巨大的挑战,主动配电网是未来的配电网中实现间歇性新能源集成的有效技术。结合全局和区域协调控制的思路,提出了长时间尺度下的全局优化和短时间尺度下的区域自治协调相结合的优化方法。将混沌优化算法和差分算法结合用于求解全局优化问题,区域协调控制以整个网络的优化为模板,根据实时区域内资源和负荷的变化以及可再生能源的处理,使整个网络和区域运行在最优状态,并通过仿真验证优化方案的有效性。所做研究工作为国内分布式电源接入电网的后续管理提供参考和借鉴。