高比例新能源发电系统电力调度与优化研究

高比例新能源发电系统包括风力发电和光伏发电,其产能呈现出一种难以捉摸的波动特性。在负荷低谷或高峰期间,容易出现供需失衡的情况,增加电力调度的难度。文章通过分析预测误差概率密度函数,聚焦于预测与实际之间的差异,能够更精确地理解风电与光伏电站的实际出力,理解新能源发电系统的波动特性;以发电系统的总运行成本最小、弃风及弃光量最小为电力调度目标,构建目标函数,设置电力平衡约束和发电系统潮流约束,制定能源调度策略,考虑参与因子的风险,引入多时间尺度方法,实现对发电系统电力调度的优化。仿真结果表明,文章所提方法可以根据可再生能源出力的波动性和不确定性实现对发电系统的电力调度,新能源消纳率高达97.26%。

高比例新能源发电系统储能需求优化方案

在对高比例新能源发电系统进行优化时,主要需提升其储能容量与新能源的消纳能力,同时降低系统储能体系建设成本,这对当前电站高比例新能源发电系统的储能需求优化、生产效益提高均具有重要意义。文章首先阐述了高比例新能源发电系统的储能需求优化内容,然后建立数学模型对其储能效益进行综合评估,最后研究了具体算例以及系统运行优化策略。

高比例新能源送端系统暂态电压运行风险分析

针对交、直流故障下的高比例新能源送端系统暂态电压演化传播机理及运行风险尚不明晰的问题,首先,基于交直流系统间的无功电压交互作用机理分析,明确了交、直流系统故障下的暂态电压特性及主导影响因素,阐明了高比例新能源送端系统电力电子设备主导的暂态电压演化传播路径。其次,从“交直流故障强耦合作用持续加强,暂态无功功率成分复杂”、“新能源比例不断提升,暂态电压问题凸显”及“故障承载与调节能力下降,连锁脱网风险增大”三方面系统地阐述了暂态电压运行风险。然后,基于DIgSILENT/PowerFactory建立了实际高比例新能源多直流外送系统仿真模型,不同新能源占比、不同故障工况下的仿真结果验证了暂态电压运行风险分析的正确性。最后,从增强耦合运行特性机理认识、提升新能源涉网性能、增加多尺度协同控制策略、加强交流网架结构等方面提出了应对暂态电压运行风险的技术展望。

含高比例新能源的异步互联送端系统直流FLC的阶跃死区控制策略及优化

针对含高比例新能源的异步送端系统直流频率限制控制器(FLC)死区控制及参数优化问题,提出了一种直流FLC阶跃死区控制策略。基于考虑含高比例新能源的多机系统频率响应模型,分析了直流FLC死区参数以及高比例新能源装机容量对送端系统频率响应的影响。加入阶跃决策系统,构建改进型直流FLC阶跃死区控制策略。搭建兼顾直流FLC动作特性以及对送端系统频率偏差抑制效果的改进型直流FLC阶跃死区控制策略参数优化模型。使用群智能算法求解出改进型直流FLC阶跃死区控制器最优参数。仿真结果表明优化后的直流FLC死区控制方法可以显著改善送端系统的频率稳定支撑能力。

基于切片采样-马尔科夫链蒙特卡洛模拟的高比例新能源电力系统等效惯量概率评估

风电、光伏新能源发电功率的不确定性给高比例新能源电力系统的等效惯量评估带来了新的挑战。基于确定性的惯量评估方法不能有效反映全分析时段高比例新能源电力系统惯量的时序变化态势。为了评估新能源波动所引起的系统惯量不确定性,该文提出了一种基于切片采样–马尔科夫链蒙特卡洛模拟(slice sample Markov chain Monte Carlo,S-MCMC)的系统等效惯量概率评估方法。首先,对高比例新能源电力系统惯量组成及特性进行了分析,并对同步旋转设备的有效机械惯量、风电光伏电源的有效虚拟惯量进行量化计算。然后,基于Copula函数建立风速和光照强度之间的相关性模型,利用S-MCMC对系统等效惯量进行概率评估,从而得到系统等效惯量时序变化区间。最后,以改进的IEEE 39节点系统进行仿真分析,验证了所提出方法及分析结果的有效性。

面向高比例新能源接入的电氢耦合系统设想及分析

高比例新能源接入电力系统,其高随机性与波动性将造成系统“源-荷”结构失衡,且高比例电力电子化将导致传统电力系统以同步发电机和机电动态特性为基础的技术特性发生深刻变化。为此,提出了一种采用“送端绿电离网外送-受端离网制氢-氢燃气并网发电”模式的电氢耦合系统,即在送端将新能源电力汇集接入至与交流电网无电气联系的直流输电网络中,在受端满足电解水制氢直流负荷并通过氢燃气发电方式支撑交流电网,从而将大量新能源消纳和新增“西电东送”需求与送端/受端交流电网解耦。所提电氢耦合系统不仅能改善系统电力电量平衡,促进高比例新能源消纳,还能够保障电力系统的安全可靠运行,可为我国高比例新能源电力系统的演进方向提供参考。

高比例新能源并网系统电流振荡抑制方法研究

在现代电力系统中,随着新能源的大规模并入,电网的稳定性和效率变得越来越重要。新能源可能会带来的不稳定性和间歇性,如高比例新能源并网会导致电流振荡等。电流振荡不仅会损害设备,还可能导致供电中断,从而造成重大影响。本文通过对高比例新能源并网系统的电流振荡特性进行分析,结合系统结构与控制、系统阻抗建模、延时对电容电流反馈有源阻尼的影响、电流振荡抑制模式的研究,提出了一种有效的电流振荡抑制方法,并利用系统测试验证该方法的有效性,为确保新能源大规模并网的电网稳定性提供支持。

考虑准线需求响应的高比例新能源电力系统调度优化

随着新能源装机容量与发电量占比的快速攀升,传统火电机组装机容量大幅降低,为平移新能源出力的随机性和波动性,迫切需要将负荷侧纳入调度优化。为此,提出一种考虑准线需求响应的高比例新能源电力系统调度模型。首先,构建考虑新能源出力存在极端出力和极端爬坡情况的不确定性场景集;其次,根据各节点负荷结构特点,刻画节点负荷响应能力差异,并加入正则化项对准线形状进行约束,在此基础上提出了考虑负荷响应能力的节点负荷准线模型;再次,将准线需求响应引入日前调度,建立高比例新能源电力系统两阶段调度优化模型;最后,通过对IEEE-30节点系统的算例分析表明,所提调度方法能够有效抑制新能源的不确定性,增强高比例新能源电力系统的新能源消纳能力和电力可靠供应能力。

基于知识共享的高比例可再生能源系统发电控制

具有不确定性的可再生能源并网比例提高使得系统状态变化多样性,增加系统准确控制难度,促使系统能源协同调度。文中首先提出了一种参数知识共享算法,通过共享深度神经网络参数来提高计算速度和准确性。然后,构建双层联动发电控制框架,运用参数知识共享算法,通过对相似求解目标之间的参数迁移,提高深度神经网络参数设置的计算速度和准确性,对各类型储能进行指令分配,运用提出的区间快速收缩算法对各类型储能进行指令分配。最后,一个含高比例可再生能源电力系统的实验结果表明:所提算法较对比算法在频率偏差平均值和成本上分别降低了22.5%和3.77%。

高比例新能源电力系统调节资源灵活性不足风险分析

高比例新能源接入电力系统带来了显著的波动性和不确定性,电力系统面临灵活性不足的运行风险。不确定状态下灵活性不足风险评判对控制电力系统运行风险水平、评价规划方案的性能优劣具有重要意义。研究新能源电力系统调节资源灵活性不足风险量化评估方法,提出了新能源电力系统调节资源灵活性不足风险评价指标体系。首先,基于核密度估计与序优化理论,提出源荷不确定性数据驱动建模方法;为提高电力系统源荷样本数据的充裕度,提出基于云模型的电力系统小概率风险样本集重构方法,实现训练样本的无成本、灵活获取;然后,从爬坡能力和调节深度两方面提出新能源电力系统调节资源灵活性不足的风险量化评估方法。最后,算例分析验证了所提方法的有效性和可行性。

高比例可再生能源接入下的发电、输电、变电、配电系统协同规划

本文通过时间序列分析、回归模型和机器学习算法预测未来电力需求,并综合考虑环境、经济、社会等多方面因素,运用层次分析法和模糊综合评价法对发电类型进行选择,然后建立混合整数线性规划或动态规划模型,以确定发电设施的最优配置、运营和维护策略。本文采用综合性的方法,包括四层协同优化建模和模型求解策略,经过系统协同规划结果分析,发现规划后的高比例可再生能源接入电力系统在各个方面均得到了显著改进。

高比例新能源接入的源网荷储系统耦合匹配技术研究

随着我国碳达峰碳中和目标的确立,风电和光伏等新能源在我国电力系统的渗透率不断提高。为保障电力系统安全,对高比例新能源接入的源网荷储系统耦合匹配技术研究显得尤为必要。通过分析源网荷储系统的现状和存在的问题,提出了源网荷储系统耦合匹配技术路线,并通过案例加以说明,为后续相关研究提供参考。

动态无功补偿设备支撑高比例新能源系统电压稳定能力分析

针对高比例新能源接入区域的电压稳定性问题,结合新能源出力间隙性和新能源机组暂态无功电压调节能力弱等特征,从新能源渗透率和新能源接入点电网强度分析高比例新能源接入区域的电压失稳影响机理,阐述SVC、SVG、调相机、分布式调相机动态无功设备输出特性,对比分析高比例新能源场景下4种无功补偿设备的支撑能力。以湘南新能源接入区域为研究场景,分析同一新能源渗透率和不同新能源渗透率故障工况算例下无功补偿设备的支撑效果,验证所提观点的正确性。

高比例独立新能源微电网二次调压系统设计

文章对高比例独立新能源微电网二次调压系统设计展开研究。选用高比例独立新能源微电网二次调压系统所需设备设计硬件;在软件设计中,设置微电网调压灵敏度矩阵,确定各因素对电压的影响程度,构建微电网电压控制空间进行区域划分,以此为基础实施自适应下垂控制一次调压,最后锁定输出功率实现微电网二次调压。测试结果表明,在加入高比例独立新能源微电网二次调压系统后,电压逐渐趋近并最终达到额定值,系统具有实际应用意义。

考虑云边协同的含高比例新能源电力系统优化调度方法

为了应对新能源的随机性和波动性给电力系统的安全调度带来的挑战,利用云边协同技术实现高效调度极具必要性。分析了含高比例新能源电力系统的云边协同技术应用场景,结合新能源的发电特性和不确定性分析,提出了一种考虑云边协同技术的含高比例新能源电力系统优化调度方法。经过仿真验证表明:所提出的调度方法能够有效地应对新能源发电不确定性问题,并且能够实现边缘节点的新能源出力、储能设备充放电以及可削减负荷响应的协同优化,有效降低优化问题的求解压力,有助于在实践中解决新能源优化调度问题。

高比例新能源环境下构网型储能系统的应用现状及启示

针对电力系统的局部弱电网特征,以及新能源难接入、难消纳的问题,构网型控制技术在世界范围内被认为是较有潜力的技术路线之一。文章着重于构网型储能系统在产业界的应用,简述了当前新能源建设遇到的突出问题,对英国、澳洲、欧盟等构网型储能的应用情况进行介绍,并对应用前景与挑战进行展望。

基于数字孪生的高比例新能源接入系统稳定控制研究

随着全球对可再生能源的重视和需求的增长,高比例新能源接入系统的稳定控制成为电力系统领域的研究热点之一。数字孪生技术的出现为解决这一挑战提供了新的思路和方法。本文探讨了基于数字孪生的高比例新能源接入系统稳定控制,通过建立数字孪生模型、设计稳定控制策略以及实时优化方法,以提高系统的稳定性和可靠性。通过深入研究数字孪生技术在电力系统中的应用,本文旨在为实现可持续能源接入系统的稳定运行提供理论和实践支持。

高比例新能源电力系统中新型储能技术运用

储能技术的应用可作为一种稳定新能源电力系统运行电压的有效措施和方法,同时也兼顾发挥储能调峰的作用,提高新能源发电的利用率,在新时期的电力系统运行中发挥着重要的作用。在新时期的背景下,本文以高比例新能源电力系统为主要研究对象,着重从储能技术的角度,结合本院实际运行的经验,在简单介绍用于电力系统储能技术情况的前提下,分析新型储能技术的应用效果。

新能源发电系统控制技术研究

随着经济社会发展,人们用电需求在不断增长,需要将有限的电能资源进行合理利用,找寻新的发电技术和途径,新能源电力技术及控制技术需要得到新的发展。在发电、输电、配电及用电环节中,电力机制发挥着极为重要的作用,能够组建起电能生产与消费的一体化环节。可以运用发电装置将自然界中的可再生能源转变成为电能,用户可以通过输电系统获得电能,给日常生活提供能量供应。传统发电方式难以大规模存储电能,需要控制电能输出方式。新能源发电与传统发电方式存在较大的差异性,新能源的发电输出功率是可控的。该文主要叙述新能源电力系统运行的基本特点,并说明电力系统的主要控制技术及控制策略,为后续新能源电力工程的顺利发展奠定强有力基础。

基于高比例新能源系统惯量的频率稳定性控制研究

风电和光伏发电作为清洁能源,正成为未来能源供应的重要组成部分。然而,由于新能源出力特性的波动性和间歇性,高比例新能源并网会影响电力系统的稳定性。针对该问题,虚拟惯量控制策略作为一种有效的解决方案被提出。虚拟惯量控制可以提高新能源电力系统的稳定性,通过模拟同步发电机的惯性特性,使高比例新能源系统能够提供类似于传统同步发电机的频率响应。通过建立风电机组、光伏系统和混合储能设备的模型,给出虚拟惯量和时间常数。以风-光-储互联系统为对象,建立等效电路分析模型,分析功角摇摆特性和能量状态方程,阐述虚拟惯量改善系统稳定性的机理,进而提出基于LQR的自适应虚拟惯量控制策略,并通过实际工业园区的电力系统参数,对控制策略进行仿真,验证了自适应虚拟惯量控制策略的有效性。