基于MapReduce模型的间歇性能源海量数据处理技术

针对传统间歇性能源海量数据处理技术的局限性,提出了基于MapReduce模型的间歇性能源海量数据处理技术,利用廉价的商用计算机组成集群,对海量数据进行并行处理,确保了海量数据处理的可靠性、低成本、高效能和扩展性,并对该技术的平台实现进行了论述。最后通过实验对比不同数据平台下海量数据处理的效率,验证了基于MapReduce模型的间歇性能源海量数据处理技术的高效性。

间歇性能源出力特性综合分析体系及其应用

对间歇性能源出力特性的研究是突破间歇性能源大规模并网瓶颈的前提。从间歇性能源的波动特性和集群效应两方面建立了间歇性能源出力特性综合分析体系。在间歇性能源的波动特性方面,基于不同时间尺度,根据分析指标对比分析了间歇性能源的波动特性,特别地,在日时间尺度上提出了六种风电典型波动类型及其划分方法;在集群效应方面,提出了四种分析集群效应的评价指标,采用加权双高斯混合法建立间歇性能源集群效应的概率分布模型。利用间歇性能源出力特性综合分析体系,基于海南地区的实际运行数据,分析并总结了海南地区的间歇性能源出力特性和变化规律,结果表明,本体系可为后续研究含高渗透率间歇性能源区域电网的规划,调度和运行提供参考。

含高渗透间歇性能源电网的薄弱节点识别

针对高渗透间歇性能源电网的薄弱节点识别问题,提出基于PV曲线有功负荷裕度和电压变化指标的综合分析方法。首先从有功负荷裕度角度机理分析间歇性能源电网静态电压稳定性的影响因素,在此基础上结合有功负荷裕度和电压变化指标识别电网的薄弱节点。以新疆某地区实际电网为例,验证了上述薄弱节点识别方法的有效性,同时通过PV曲线分析给出高渗透间歇性能源电网运行断面极限,对该电网运行提供一定借鉴。

含间歇性能源的电网供电能力评估

在传统供电能力评估模型基础上,提出了基于全概率理论的供电能力概率分析模型,并以风电为例分析间歇性能源渗透率和波动性对供电能力的影响。首先介绍概率潮流算法和系统各元件的概率模型,选取半不变量法和Gram-Charlier级数展开式求取各支路潮流的概率分布;综合考虑网架结构的不确定性,提出了以静态供电能力为基础的全概率评估方法。其次,以IEEE14节点进行算例分析,在考虑N-1故障约束条件下,通过确定性潮流和不同风电渗透率的概率潮流结果对比,表明间歇性能源的渗透率和波动性对电网供电能力有显著影响。最后,与蒙特卡罗模拟法进行比较,验证评估方法的快速性与准确性。

间歇性能源入网后电网运营风险的量化与管理

从间歇性能源出力特点、对电网运营的影响量化、平抑风险的手段和风险水平的决策等4个方面对现阶段电网运营风险进行了论述,提出了亟需解决的问题,旨在为该领域的研究提供一定的参考。

间歇性能源优先调度评价模型研究

针对目前出现的新能源消纳问题,本文以风电为代表,从预测-调度联合运行角度出发,由风电参与短期调度的流程,锁定消纳风电的瓶颈,通过建立风电并网调度顺序评价模型,辅以矩估计优化算法分配权重,实现对各电站并网性能排忧,并以此为基础合理分配各新能源电站的限电容量份额。在促进电网安全稳定运行的同时,保证了对新能源电站的公平调度,对于提升间歇性能源电站运行技术水平有着积极的引导作用。

含高渗透率间歇性能源的电力系统经济性影响研究

高渗透率间歇性能源的接入对电力系统安全、稳定、经济运行提出了更高的要求,而经济性分析是既定运行条件下对电力系统运行状态的一项重要评估。从成本、能耗、调峰能力及环境效益四个方面给出经济性分析指标,定性分析了间歇性能源并网对电力系统经济运行的影响。

计及间歇性新能源的弹性城市电网输配电协同供电恢复方法

极端灾害频发,给大规模接入新能源的城市电网运行带来巨大挑战。为此,提出一种计及间歇性新能源的城市电网输配电协同供电恢复方法,以提升规模化接入新能源的城市电网系统弹性。针对新能源不确定性建模,提出了一种基于高斯Copula的新能源离线概率建模和实时更新方法,通过实时更新场景预测刻画其出力时变不确定性。基于预测场景,建立了一个计及负荷转供的城市电网双层供电恢复模型。该模型考虑主动的输电系统−配电系统协同优化,通过调整负荷分布、网络重构以及应急资源实时调度进行供电恢复,最小化系统失电量。所提双层供电恢复模型在上层优化各区域高压配网与输电系统运行边界,在下层求解各区域高压配网的重构及应急资源实时调度方案,通过检验输电网交流潮流判断计算过程是否结束。由仿真结果可知所提城市电网输配协同供电恢复方法可有效提升系统弹性,在极端灾害下可保证输电网线路潮流不越限并有效降低系统切负荷量。

数据中心间歇性绿色能源功率变化模型设计

在以数据中心为代表的机房系统中引入风和太阳能,理论上说是实现绿色计算的有效途径之一。然而由于这种绿色能源具有间歇性的特点,给计算机系统运行的稳定性带来了新挑战。提出一种数学建模方法 ,该方法可以较好地模拟不同云层和风力天气下,太阳能和风能相结合的可再生能源功率变化以及间歇性特点,并简单易行。从而在以间歇性能源为供给的数据中心环境下,提供输入能源数据模拟,为进一步的能源调度策略问题研究提供依据。

基于Lyapunov函数法的含间歇性新能源电网频率稳定性研究

清洁能源发电如太阳能、风能等具有间歇性和"不可控性",当其大规模并网运行时,将影响电网的电能质量,甚至导致电压、频率崩溃。本文基于Lyapunov逆定理,同时考虑网络拓扑、节点初始特性以及节点类型,建立了含有间歇性能源的电网统一模型,给出使得电网能够保持同步稳定的间歇性能源的允许功率变化范围。最后利用IEEE-14节点标准测试系统和陕北电网进行仿真,验证了理论分析的正确性。

数据中心间歇性绿色能源供给管理策略研究

间歇性能源功率变化与数据中心的功率需求异步变化,容易产生供需不一致现象,给利用间歇性能源这种绿色计算思路带来了挑战。在对间歇性能源功率和数据中心功耗需求变化进行建模的基础上,提出了一种高效利用间歇性能源的数据中心能源供给管理策略框架。模拟实验显示,该策略理论上不仅可以确保数据中心能量供应,同时可以达到高效利用间歇性能源的目的,为今后间歇性能源在数据中心的实际应用提供理论依据。

考虑间歇性新能源的电源-负荷协同调度模型与策略

随着负荷峰谷差的增大和大规模间歇性新能源的接入,仅靠电源侧的调度可能无法满足系统的调峰要求,采用电源-负荷协同调度是可行的解决方法。从含风、水、火、气多类型能源的传统调度模型出发,建立了电源-负荷协同调度模型。模型考虑了可调度负荷的上下限约束和日停电电量约束,并采用内点法求解该模型。算例计算表明,电源-负荷协同调度方式可以有效地提高电网接纳新能源的能力。

间歇性新能源接入对地区电网迎峰度夏的影响

间歇性新能源大规模接入电网后,将对电网产生重大影响,尤其在夏季持续高温大负荷期间给地区电网调度运行和调峰带来了挑战。以芜湖夏季电网负荷特性和间歇性新能源出力特性为研究对象,研究了芜湖地区间歇性新能源与夏季负荷的相关性,并统计分析了间歇性新能源对芜湖夏季电网综合负荷和调峰的影响。所得结论为将来更大规模间歇性新能源接入后给地区电网迎峰度夏以及新能源调度管理提供参考。

大规模间歇性新能源接入对西藏电网的影响研究

探讨西藏电网中光伏新能源发展的现状,分析了大规模光伏接入对西藏电网的具体影响,并讨论了相对应的主要措施。

高可再生能源渗透率下考虑预测误差的微电网经济调度模型

提出了一种高可再生能源渗透率下考虑预测误差的微电网经济调度模型,由日前计划和实时调度两层组成。日前计划层考虑间歇性能源预测误差的情况下制定微电网的运行计划;实时调度层根据间歇性能源功率预测误差实时修正运行计划并进行电压和潮流优化。在可再生能源高渗透率的情况下,所提出的模型有效地修正了预测误差引起的可再生能源功率波动。仿真结果表明,所提出的模型能够充分利用可再生能源,协调分布式电源和储能系统,实现微电网经济、安全、稳定运行。

计及风电时空互补特性的互联电网有功调度与控制方案

为了解决以风电为代表的大规模间歇性电源的接入给互联电网有功调度与控制带来的问题,提出利用广域范围内风电资源的时空互补性来降低风电功率的波动性。基于某区域电网各省风功率数据,分析风电时空互补性对系统动态备用、调峰、频率控制、联络线功率控制的影响,提出在更大范围内利用间歇式能源互补性的多级协调调度模式。从调度计划的多级协调编制、多时间尺度协调、区域电网统一频率控制、需求响应资源充分利用等方面分析了这种调度模式的特点,指出了这种调度模式与现有调度模式的区别。

供需数量不确定下可再生能源发电容量投资决策

间歇性可再生能源供给不仅会影响发电成本,还会影响实际用电需求,因此容量规划的合理与否直接关系到发电商的收益和弃电量。本文针对放松管制下的双边交易模式,通过扩展报童模型将其供给端引入随机性,并同时考虑可再生能源供给不确定和用户需求波动的供需双重不确定情境下,研究发电商对可再生能源电的容量投资最优决策问题。研究发现,在一般形式分布的供需随机性条件下,可再生能源电力容量的最优投资规模会随着装机成本的降低而增大,随着契约电价和缺电损失的增大而增大;而在可再生能源电输出密度服从伯努利分布且用电需求服从均匀分布的情形下,可再生能源电力容量投资规模与可再生能源供给水平以及用电需求水平成正比关系。并且,由于技术进步,当发电商的装机成本达到足够低时,需求的波动越大,可再生能源的装机容量就越大。

可再生能源发电的电量-电价动态仿真

针对售电商从发电商那里以不确定的批发价格购电,然后以相对稳定的电价出售给电力消费者,通过构建模型来描述发电商-售电商之间的Stackelberg关系,研究竞价上网和管制零售电的混合型电力市场中间歇性可再生能源发电的投资决策。进而,借助随机仿真法拟合可再生能源电波动在时间上的自相关性和实时电价的均值回归性,重点研究间歇性可再生能源的可得性与最优产能组合,仿真模拟发电投资的最优容量决策;探讨实时价格波动性和供给不确定性对实时电价的影响,为可再生能源发电实践提高决策的效率。

基于极限场景集的多类型能源鲁棒调度模型

风电、光伏发电等间歇性新能源的并网给电网发电调度提出了新要求。新能源消纳主要依赖于可控机组的旋转备用容量,但足以保证系统安全的备用量不易精确获取。对此,采用场景法描述新能源出力的不确定性,建立了基于极限场景集的日前鲁棒调度模型。该模型考虑新能源在波动范围内的所有出力情况,使得调度计划在取得经济最优的同时也能保证电网的安全性。为使模型具有普遍适用性,该模型考虑了水、火、风、气、光、核、抽水蓄能的多种类型能源。最后,结合某省级电网实例,证明了本文方法在经济性和安全性上的优势。研究成果可为新能源并网发电调度提供参考。

多种能源联合运行控制系统的设计与应用

[目的]由于风电、光伏、小水电、煤层气发电等多种间歇性能源具备波动性、随机性等特点,大规模接入电网后将给电网的安全稳定运行及控制带来很大的影响,而传统的电网运行控制系统不能完全适应对大规模间歇性能源的运行控制,因此需要开展含间歇性能源控制系统的研究,以实现对间歇性能源的运行控制。[方法]针对间歇性能源的特点,设计了多种能源联合运行控制系统的系统架构、关键应用技术,为间歇性能源的运行控制提供技术系统的支撑。[结果]所设计的多种能源联合运行控制系统实现了间歇性能源参与电网的运行控制,提高了系统应对间歇性能源波动的能力。[结论]系统已在贵州电网获得落地应用,验证了其对间歇性能源运行控制的可行性。