提升高渗透率新能源电网承载能力的DSSC优化配置

为实现碳中和碳达峰目标,全球能源体系加速转型,未来新能源将在电力系统中起着至关重要的作用。高渗透率新能源并网引起的输电线路阻塞问题将成为限制新能源并网规模以及系统承载能力的主要原因。提出了两阶段协调优化分布式静态串联补偿器(distributed static series compensator,DSSC)配置来提升高渗透率新能源电网承载能力的方案。首先提出电网承载能力指标并构建DSSC的数学模型,以单个规划周期内最大化系统承载能力为目标对接入系统的DSSC进行规划配置。其次以系统配置成本最低为目标来优化DSSC的安装位置及数量,提升高渗透率新能源并网后系统的承载能力。最后,通过IEEE-RTS79节点系统和实际电网仿真分析对所提方法进行了验证。相比于采用静态串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC),DSSC可充分利用输电通道容量,有效减少因线路阻塞所造成的新能源丢弃,提升高渗透率新能源并网后系统的承载能力,助力实现双碳目标。

计及SSSC的高渗透率新能源电网静态电压稳定特征研究

随着大规模风电、光伏等新能源接入电网,高渗透率新能源逐渐影响到电力系统的安全稳定运行。同时受新能源接入电网的网架特性约束以及新能源装备自身安全限制,新能源并网后的静态电压问题更加突出。探讨分析了计及静态同步串联补偿器(SSSC)的高渗透率新能源电网系统静态电压稳定特征,从系统静态电压特征方面评估SSSC发挥的潮流控制效能。首先分析了SSSC的等效电路及工作原理,并基于SSSC的等效功率注入模型得到潮流计算方程;其次,基于潮流计算方程提出能够反映系统静态电压稳定特征的效能评估指标,并计算分析接入不同容量新能源对静态电压稳定特征的影响,以及SSSC对新能源并入电网后薄弱节点静态电压稳定特征的影响;最后通过仿真验证,安装SSSC后能够改善新能源电网薄弱节点的电压稳定问题,提升电力系统运行时的安全稳定性。所提方法具有快速简洁的特点,并且具有一定的工程应用价值。

基于熵权法的新能源高渗透率送端电网风险模糊综合评价

新能源高渗透率送端电网在中国分布广泛,同时存在难以忽略的风险,但是目前没有针对新能源高渗透率送端电网风险评估的模型和指标体系,传统风险评估方法也难以对其进行定量风险评估。构建较为完整的新能源高渗透率送端电网风险评价指标体系,提出基于熵权法的新能源高渗透率送端电网风险模糊综合评价方法,利用熵权法确定各指标权重,采用改进三角梯形隶属函数确定隶属度,通过模糊综合评价得到综合评价结果。针对某新能源高渗透率送端电网实例进行分析,分析结果表明提出的方法可有效评估新能源高渗透率送端电网风险程度,为电网实际运行提供依据和参考。

面向配电网数智化转型的高级配电管理系统研究与展望

在能源变革及电力系统发展新趋势下,配电网的运营规划发生了根本性的变化。为积极应对配电网数智化转型背景下面临的挑战,融合先进信息通信技术、多样化控制结构与高级应用算法的高级配电管理系统应运而生。介绍了高级配电管理系统的核心应用功能、关键技术及预期效益,并结合其技术理念与实际应用情况提出了高级配电管理系统平台建设发展的多阶段演进路线,为建设适应高渗透率新能源接入、物理信息网络高度融合、源网荷储充分互动的未来配电网提供参考。

关于频率响应控制未来发展的思考

特高压输电工程逐步推进导致单一元件故障所造成功率失衡数量不断增加,可再生能源大规模接入导致常规机组容量占比持续降低,频率稳定控制攻防两端此消彼长,频率稳定问题凸显;而不断丰富的源网荷侧频率响应控制手段需要更好地协调,以充分发挥其控制效能从而提升频率稳定水平。通过频率响应控制视角下未来电网的结构与形态分析,明确了频率响应控制资源需要精细化管理与控制,指出需要开展动态视角下的频率响应运行调度和频率响应资源集中统一协调控制等理论的研究工作,为频率响应调节资源的规划、计划与调度和多类主体参与频率响应控制提供参考,从而提高系统整体频率响应能力,提升大扰动下的频率稳定抵御能力。

量化电网不确定性对调度计划影响的经济运行域概念及其凸包求解方法

建设含高比例新能源的新型电力系统是实现“双碳”目标的重要途径,刻画考虑多种不确定性因素的电网经济运行区间是支撑高渗透率新能源消纳的关键技术。因此,提出计及电网不确定性因素经济性影响的电网经济运行域(economic operating region,EOR)概念,圈定强不确定性环境下电网最优调度计划集合。在此基础上,以考虑新能源出力不确定性为例,构建适用于工程实际的凸包经济运行域数学模型,并提出基于双层迭代的求解算法。最后,分析凸包经济运行域的形态和物理内涵,证明凸包经济运行域相比于基于鲁棒优化的箱型经济运行域具有更好的经济性,验证了所提双层迭代算法的有效性和较好的适用性。

计及DSSC的含新能源电网静态电压稳定性分析

受大规模新能源接入电网的网架特性约束以及新能源装备自身安全限制,高渗透率新能源并网后的静态电压问题逐渐影响到电力系统的安全稳定运行。伴随着电力电子器件的发展,柔性交流输电技术(flexible AC transmission system,FACTS)在调节线路潮流、改善静态电压稳定性方面的研究更加深入。文章探讨计及分布式静态串联补偿器(distributed static series compensator,DSSC)的新能源电网静态电压稳定性,从系统静态电压稳定性方面评估DSSC发挥的潮流控制效能。首先分析DSSC的等效电路及工作原理,并基于DSSC的等效功率注入模型得到潮流计算方程;其次,基于潮流计算方程提出能够反映系统静态电压稳定性的效能评估指标,计算分析接入不同容量新能源对静态电压稳定性的影响;最后通过IEEE 30节点系统对所提方法进行仿真验证,结果表明,DSSC能够有效调节薄弱节点电压,提升新能源电网的安全稳定性。

序阻抗视角下虚拟同步发电机与传统并网逆变器的稳定性对比分析

传统新能源并网逆变器接入弱电网易发生谐波振荡等交互稳定性问题。该文采用谐波线性化方法建立虚拟同步发电机的小信号序阻抗模型,对比分析虚拟同步发电机和传统并网逆变器的序阻抗特性。传统并网逆变器的序阻抗在中频段显容性且阻抗幅值较大;而虚拟同步发电机的序阻抗基本呈感性且阻抗幅值较小,与电网的阻抗特性基本一致。基于序阻抗模型和奈奎斯特稳定判据分析电网强弱、逆变器并网台数和锁相环带宽对虚拟同步发电机和传统并网逆变器并网系统稳定性的影响。稳定性分析结果表明,在弱电网下或者高渗透率新能源发电下,传统并网逆变器容易失稳,而VSG并网系统依旧可以稳定运行且无锁相环的约束。因此,从系统稳定性的角度来说,VSG比传统并网逆变器更适合应用于弱电网下或者高渗透率新能源发电中。最后,通过实验验证该文分析的正确性。