基于运行状态与功率特性引导的覆冰天气下风电机组功率预测

针对覆冰天气下风电机组功率预测精度不足的问题,提出一种基于运行状态与功率特性引导的覆冰天气下风电机组功率预测方法。针对覆冰天气下风电机组样本不平衡的问题,采用贝叶斯优化的改进轻量级梯度提升机模型对覆冰天气下的风电机组数据样本进行状态判别并建立运行状态特征标签;针对覆冰天气下非停机运行小样本的问题,构建基于功率特性引导的风电机组功率预测模型,降低功率预测模型对数据的依赖,提升在覆冰天气运行场景下的预测准确性。采用广西某风电场风电机组数据进行算例验证,结果表明,相较于典型预测方法,所提方法在覆冰天气下的预测性能显著提升。

风电场有功出力的EEMD特性分析

准确、全面的了解风电场有功出力特性是高效利用风能资源的前提,然而风电场出力数据由于其受自然来风影响而存在剧烈的波动性与随机性,针对于此,文章首先在对风电场出力特性进行描述的基础上,引入了自适应的数据分解方法—集合经验模态分解(EEMD),利用EEMD将采样得到的风电场非线性、非稳定有功出力的时间序列数据分解为对应的若干个本征模函数IMF,并通过观察分解所得的本征模函数IMF以及其各分量的波动情况来深入了解采样区域的风电出力特性,以期通过此方法为未来更好、更高效的利用大规模风电提供新的思路。

基于波动特性的风电出力时间序列建模方法研究

掌握风力发电的随机、波动与间歇特性,并在此基础上构建风电出力时间序列模型对于电力系统规划与运行具有重要意义。提出了一种构造未来风电出力场景的新方法。研究了风电波动过程特性,在极值点处将历史风电出力时间序列划分为波动,采用自组织映射(self-organization map,SOM)神经网络将波动聚类为大波动、中波动、小波动和低出力波动。波动变化规律可用高斯函数来定量表达。基于风电波动过程特性阐述了建模方法,将月份按波动出力特性进行分类,分别统计波动类间转移概率和类内统计参数的概率分布,按月序贯抽样风电波动类别与各统计参数,计算并模拟得到风电出力时间序列。对中国某省部分风电场进行了仿真模拟,统计特征参数的对比分析结果验证了上述方法的有效性。

广东电网风电出力特性分析及其经济性评价

风电出力特性的研究对于低碳经济发展大背景下含规模风电接入的电力系统规划运行至关重要。基于风电场群的分区分片划分和多风电场运行模拟技术,定量分析了广东规模风电的出力特性和容量效益。研究表明,规模风电接入将增大系统调峰需求,需要在电网规划建设和风电配套政策制订方面引起足够重视。从系统运行成本、煤耗、污染物排放等多个角度进行的经济性评价显示,尽管规模风电接入对常规机组替代作用相对有限,但对于广东节能减排与低碳发展具有重要意义。

基于风电场群汇聚演变趋势的场群持续功率特性预测方法

大规模开发、集中外送是我国风电开发的特有模式。由于风力发电具有随机性、波动性及低功率密度等特性,在进行大规模风电联网规划时,易造成输电通道配置过度或不足的问题。持续功率曲线能够有效表征风电场群输出功率的长期波动规律性,准确把握规划目标年风电场集群持续功率特性是科学配置外送输电容量的关键。为此,该文通过深入分析不同规模风电场群功率变化趋势,揭示了风电场群汇聚过程中'装机容量–功率'的关联关系,进而构建风电场群的汇聚演变模型,实现了已知未来风电场群总装机容量的条件下,规划目标年风电场群持续功率特性的准确预测。最后,分别应用东北、西北两大风电基地历史实测数据对预测方法进行校验,结果表明所提方法是易行、有效的。

基于改进KDE法和GA-SVM的多风电场聚合后输出功率长期波动特性预测方法

针对规划期内有新增风电装机容量但没有与其对应的实测风电输出功率数据,导致难以准确把握和刻画规划目标年多风电场聚合后输出功率长期波动特性的问题,提出一种利用改进核密度估计(KDE)法和经遗传算法寻优的支持向量机(GA-SVM)预测多风电场聚合后输出功率长期波动特性的方法。对风电功率的长期波动特性进行刻画,分析在多风电场聚合过程中装机容量与风电功率之间的关系;运用改进KDE法生成多风电场聚合过程中不同装机容量下的输出功率概率密度曲线;采用GA-SVM建立多风电场聚合后输出功率概率密度演变模型;根据概率分布与持续功率曲线的对应关系,对预测出的规划目标年的多风电场聚合后的输出功率概率密度曲线进行反演,得到可描述规划目标年输出功率长期波动特性的持续功率曲线。工程实例证明了所提方法的实用性和有效性。

新疆风电出力特性统计分析及应用

为了研究新疆电网合理消纳风电问题,根据新疆风电场运行实际数据,计算了反映风电自然特性的日出力变化率、相关性、同时率、波动性及间隙性等出力特性量化指标,采用概率统计法分析了新疆风电场/群的出力特性,分析表明:新疆风电出力水平较高,出力变化速率不大,风电出力的波动频率小,新疆各风电场的同时率较高,间歇率小,破坏性风速较少,风电的可利用率高,最后讨论了风电出力特性指标的应用。文中的分析结果为新疆电网更好地消纳利用风电,制定风电出力的控制原则提供了思路及方法,同时也为进一步做好风电这种不稳定电源的发展规划提供了参考。

基于分段分区聚合近似和模糊聚类的风电出力特性分析

风电出力特性与负荷需求的形状(负荷需求具有双峰性的典型形状)不一样,难以直观得到风电出力特性曲线的大概轮廓。因此,提出改进的自适应模糊聚类算法,采用表征多时空尺度的风电波动性、同时率评价指标对风电出力数据归一化处理,分段聚合降低维度,计算自适应函数α(c),确定各时段最佳聚类数c,对风电出力类型分类;引入变异离散度系数βi,剔除风电出力畸变数据;提出分区加权中位值法,辨识并提取风电出力特性概率区间带。针对新疆区域电网2015年1月份的风电出力数据,仿真计算分析风电出力特性曲线及概率区间带,验证了所提方法的有效性和稳定性。

贵州韭菜坪风电场出力特性分析

在低碳经济发展大背景下,风电出力特性的研究对于含规模风电接入的电力系统规划运行至关重要。本文论述了贵州省首个投运风电场(韭菜坪风电场)出力情况,采用时序分析与概率分析的方法,分析了该风电场出力变化规律及出力特性。结果表明,风电出现反调峰效应的概率大于出现正调峰效应的概率;风电场每年1、5、6、12月份是风电全年出力最低的时段,2、3、8、9月份是风电全年出力最高的时段。

考虑风电消纳的区域综合能源系统优化运行分析

随着科技的进步,大规模风力发电并网解决了中国电力短缺的燃眉之急,但由于风电的随机性较强,会给电网系统的正常运行带来影响,因此探索风电特性下电网系统优化运行方法迫在眉睫。《风电并网电力系统优化调度》一书聚焦于风电随机特性下电网系统的运行优化研究,采用不同的模型对风电并网情况进行模拟,探讨了调峰优化策略,并给出了提高电网系统消纳风电能力的方法。

考虑风电季节特性的中长期机组检修计划研究

随着风电大规模的并网,电力系统调峰问题日益显著。风电的随机波动性造成电力系统调峰困难和风电难以消纳,低谷时段大量弃风的现象频繁出现。风电具有明显的季节特性,如果在制定中长期发电机组检修决策时考虑风电出力季节特性,能够显著减少弃风。利用主成分分析法和K-means聚类技术提取风电各季节典型出力模式,利用均摊法建立相应的通用生成函数,进而针对大规模风电并网系统,建立考虑风电出力季节特性的中长期机组检修计划优化决策模型,以各时段弃风电量最少和检修成本最小为优化目标。采用粒子群算法对建立的模型进行求解,通过算例验证了该模型与方法的可行性与有效性,显著提高了风电消纳能力。

云南风电出力特性分析及其经济性评价

风电出力特性的研究对于含高渗透率风电的电力系统规划运行至关重要。基于风电场片区的合理划分及多风电场运行模拟技术,对云南2020年风电的出力特性和经济性评价进行了定量分析。结果表明,尽管风电接入对常规机组替代作用有限,但对于云南节能减排和低碳发展意义明显。

澜沧江流域云南段风电出力特性分析

风电出力特性分析是水风光一体化可再生能源综合开发基地研究的基础。以澜沧江流域云南段完整年小时风电出力系数为研究基础,分析该区域风电出力特性。结果显示,汇集后风电出力全年月际变化显著,出力系数在0.7~1的频率很低,限制风电出力系数在0.61以下的电量即可达到全年理论上网电量的95%,小时出力天然波动性大,但变幅大于20%的概率不大。

甘肃酒泉风电功率调节方式的研究

酒泉风电基地(Jiuquan wind power base,JQWPB)是中国第一个千万千瓦级示范风电基地,它的建设给甘肃电网乃至西北电网带来调频调峰、电力电量消纳等技术难题,利用河西地区测风资料和近期调度能量管理系统(energy management system,EMS)实际运行数据,分析甘肃酒泉地区风资源特性和风电出力特性,研究风电并入电网的功率调节方式,根据国内技术发展水平和河西资源状况,比较了抽水蓄能、常规火电以及抽水蓄能和火电联合3种功率调节方式,得出了抽水蓄能电站不能用于风电功率调节、抽水蓄能和火电联合调节存在不确定性和一定规模的常规火电可以满足风电功率调节要求的结论。建设一定规模的火电基地,并在酒泉地区将其电能以特高压直流外送是解决酒泉风电调频调峰与电量消纳的有效途径。

风电有功波动功率调节控制研究

风具有间歇性和波动性,随着风电在电力系统中所占比例逐渐增加,风电大规模并网会加剧电网有功功率的不平衡,影响电能质量。该文利用风的自然特性,分解风电波动功率,与电网风力发电计划相结合,基于储能技术,提出一种有功波动功率调节控制方法。依据《风电场接入电力系统技术规定》,灵活利用储能技术和变流器技术,实现对风电场有功波动功率双向快速、准确地调节,消除非允许范围内的风电有功波动功率的影响。实验验证了其控制策略的可行性和有效性。这种方案既能提高风电场输出有功功率质量,又节约了配置储能系统的容量,为风电场调节有功波动功率提供一种有效控制方法。

从系统调峰角度评估电网接纳风电能力

在影响电网接纳风电能力的因素中,调峰限制是最主要的制约因素之一。从调峰角度看,考虑风电特性系数修正后的系统最大调峰裕度就是电网接纳风电能力的限值。为了对电网接纳风电能力有一个直观全面的认识,分析了影响调峰的各因素,特别是考虑了接入风电的特性对调峰的影响,推导出了电网接纳风电能力的计算算式,并将算式应用于计算一个典型系统的风电接纳能力,对影响风电接纳能力的重要边界条件进行敏感性分析,得到了电网接纳风电能力受多方面因素制约,能力大小实际上是经济问题,考虑风电接纳能力不能忽视风电特性的结论。

辽宁省海上风电消纳能力分析研究

随着辽东庄河地区190万k W海上风电项目的建设,辽宁电网调峰形势将进一步恶化。文中介绍了国内外海上风电发展的现状,着重分析了辽宁省的海上风电资源情况,并对辽宁电网调峰能力进行定量分析,探讨辽宁省海上风电项目消纳问题,据此提出几点应对策略,可供海上风电企业参考。

大规模风电接入对贵州电网调峰运行的影响研究

通过分析贵州装机和负荷特性,得出风电的反调峰特性后,又通过分析风电并网后对系统调峰能力的影响,计算出贵州现状及未来风电接入后的调峰盈亏,据此对风电大规模接入后的电网运行提出了几点建议。

确定风电场群功率汇聚外送输电容量的静态综合优化方法

风电大规模集中并网是实现风能大规模开发利用的重要途径。由于风电电源具有输出易变、能量密度低等特点,在进行风电外送配套输电系统的容量规划时,必须考虑风电功率整体波动特性的影响。对多个风电场汇聚成风电场群后的功率波动特性进行量化分析,以风电场群的持续出力曲线描述其变化规律;在此基础上,提出一种风电场群功率汇聚外送输电容量的静态优化方法,该方法综合考虑了诸如电网输电收益、输电工程建设成本以及可能的阻塞造成弃风损失等因素对风电外送输电工程综合收益的影响。算例表明该方法与以风电场群总装机容量来规划外送输电容量的方法相比,能够显著提高输电工程的综合效益。

计及弃风的风电场最优装机容量

提出了一种在现有电源结构水平下利用弃风优化风电场装机容量的方法。在满足系统静态安全约束的条件下,基于机会规划约束,建立了以风电场净收益最大为目标、计及弃风的风电场最优装机容量模型。在此基础上,以小时为时间尺度,将风电不同季节、不同时刻调峰特性对弃风电量的影响引入最优模型,通过精细化模型得到统计意义上更为合理的最优装机容量。最后,以IEEE 30节点系统为例,基于某风电场的年风速分布特性及典型日每时刻的风速分布特性,采用基于随机模拟的粒子群算法进行模型求解,分析计算弃风、时间尺度、上网电价及其他因素对风电场装机容量的影响。