考虑时段划分的高风电渗透率系统储能配置

随着风电渗透率不断升高,其波动性、随机性的特点使得电力系统出现严重的弃风及调峰困难问题。为此,提出一种考虑时段划分的高风电渗透率系统储能优化配置模型。首先,在净负荷的基础上计算峰谷隶属度,综合考虑风电消纳、峰谷差和用户满意度,采用量子粒子群算法寻优;其次,在最优时段的基础上综合考虑火电机组和储能的成本及收益,以净成本最小为目标函数优化出最优储能配置方案;最后,通过不同风电渗透率的算例分析验证所提优化模型的合理性和有效性。

适应于电网高风电渗透率下的双馈风电机组惯性控制方法

为解决风电渗透率增加带来的电网频率安全稳定问题,在揭示传统微分惯性控制方法缺点的基础上,提出了一种适应于高风电渗透率、大功率缺额条件下的双馈风电机组惯性控制方法,即模式转换法。通过设置系统频率微分、频率偏差逻辑判断条件启动惯性响应,设置转速限制判断条件闭锁惯性响应,实现风电机组在最大功率跟踪工作模式与惯性响应工作模式间自主转换。该方法设置恒定附加电磁转矩步长,惯性响应作用强度不随转速降低而减弱。当系统频率事故发生时,较微分惯性控制方法,模式转换法可使风电机组在稳定运行约束范围内更加有效地抑制系统频率跌落。仿真结果验证了模式转换法的有效性和优越性。

高风电渗透率下的自适应低频减载策略研究

针对风电迅猛发展和电源结构发生深刻变化的新形势,详细论述了高风电渗透率对低频减载实施效果的影响,并计及主要影响因素提出一种自适应减载策略以适用于高风电渗透下的电网。该策略通过对不平衡功率实施动态计算,来解决风电出力的波动影响和等值惯性时间常数难以解析计算的问题;考虑负荷特性来构建减载的选址定容模型,以改善减载后的频率恢复效果;合理应用减载轮次的闭锁判据,来有效降低负荷过切概率。将所提策略应用在高风电渗透率下的IEEE-39节点系统中,仿真结果表明,在多个故障场景下,所提策略能够及时获取频率变化率的阶跃特征,并对减载参数进行校正更新或者合理闭锁减载轮次,从而有效地保证了系统频率稳定性,具备较好的有效性和鲁棒性。

高风电渗透率下考虑电网频率支撑需求的储能系统配置方法

提出了一种高风电渗透率下考虑电网频率支撑需求的储能系统配置方法。以频率变化率和频率偏差为限制条件,建立新能源系统所能承受的最大功率增量与等效惯性常数、调差系数以及风电渗透率等已知参数的联系。通过对3阶虚拟同步机控制策略下的储能系统容量与控制参数进行量化配置,提高不同风电渗透率系统对不平衡功率的消纳能力。以储能配置在频率支撑中贡献的等效单位调节功率为参考,对不同功率增量下储能系统的频率响应贡献、调频出力占比以及输出功率特性进行刻画与分析。仿真验证了该配置方法下的储能系统可控性强,能够较为精准地提供电网所需的有功调节量,有效改善风电并网环境。

提高风电渗透率极限的火电机组惯性参数优化方法

波动性风电的高渗透接入降低了系统的阻尼和一次调频性能,制约了风电渗透率的进一步提升。研究在不降低系统动态稳定水平的前提下提高高风电渗透率系统的调频能力,对于提高风电渗透率极限具有重要意义。文中首先提出了一种含阻尼水平约束和频率偏差约束的风电渗透率极限求解方法,进一步基于火电机组惯性参数对系统阻尼特性和一次调频性能有相反作用的机理,提出了一种考虑系统阻尼和动态频率响应能力的火电机组惯性参数协调优化方法。仿真结果表明,所提风电渗透率极限求解方法的计算结果有较高的参考价值,引入协调优化策略后有效改善了系统的动态稳定特性和调频特性,优化效果适用性强,优化后系统风电渗透率得到了提高。

高风电渗透率下新疆电网低频减载方案研究

随着风力发电的迅速发展,风电出力波动所引起的系统频率特性差异导致原有的低频减载方案不再适用于高风电渗透率下的电网。本文以高风电渗透率下的新疆电网为背景,基于PSASP对新疆全网和局部孤网进行频率特性分析,针对新疆全网,提出缩短动作频差和动作延迟的调整方案;对于网架结构较弱、调节性能偏低的局部孤网,根据区间差异分区制定切负荷比例,在保证系统频率快速恢复的前提下,尽可能减少负荷切除量,最终确定既满足全网频率特性要求又考虑局部地区孤网频率差异的低频减载方案。通过算例分析,验证了方案的合理性。

高风电渗透率下变速风电机组参与系统频率调整策略

考虑负荷波动、风电有功输出的随机性,针对电力系统对大规模风电并网时电能质量、经济性、负荷支撑和快速响应等多方面的需求,提出了一种高风电渗透率下变速风电机组参与系统频率调整的多时间尺度协调优化策略。根据变速风电机组运行特性,制定不同风速工况下风电机组的减载控制,并在不同时间尺度对机组间的调频出力进行协调,使惯性与一次调频相结合,实现频率调整优化。结果表明该策略下变速风电机组不仅能够有效地为系统提供惯性支撑,并且具备灵活、可控的静态频率响应特性。

高风电渗透率下考虑需求侧管理策略的智能微电网调度方法

提出了一种高风电渗透率下考虑需求侧管理策略的智能微电网调度方法。首先,考虑经济、环境成本指标、清洁能源就地消纳量以及可中断负荷和可转移负荷策略,建立了多目标优化调度模型。然后,引入ε约束法生成Pareto前沿解集,利用归一化方法求出最优折衷解。最后,基于24节点配电系统对所提方法进行分析验证。算例结果表明:建立的多目标优化模型能够有效提升清洁能源的消纳率,提高调度方案经济性,同时有效降低发电污染排放。采用的需求侧管理策略能够有效平抑负荷波动,达到削峰填谷的目的。

在高风电渗透率电网中应用的风电调度实时控制与设计方法

文中结合自动发电控制机组的向下转旋备用及在调整联络线功率所出现的误差,在线计算电网风电消纳的余量。再用风力发电评估打分和网络安全方面的限制,可以根据不同场景组合解除校正控制。根据该方法,在相应省级电网系统开发并投入实际运行,测试系统仿真和实际系统的实际操作结果证明了该方法的有效性。

高风电穿透率下甘肃河西电网无功电压特性仿真分析

由于风资源具有随机性、间歇性、波动性的特点,风电出力也具有相应的特征,导致风电场电压出现波动。当风电场电压发生较大扰动时,若没有足够的动态无功支撑,将引起风电场电压跌落。伴随着大规模风电场的不断并网,酒泉地区风电出力大幅度变化必然引起整个系统的电压、频率波动,对甘肃电网安全运行造成重大影响。该文系统地研究了高风电穿透率的河西电网无功电压特性,并提出了相应的无功电压控制模式。

基于不同工况下双馈风机响应控制的电力系统频率控制方法

风电大规模并网虽然会降低电力系统对传统化石能源的依赖,但双馈风电机组自身的解耦控制会降低电力系统惯性和频率响应能力。针对该问题,将风电机组纳入系统频率调节体系,提出基于不同工况下双馈风机响应控制的孤岛电力系统频率控制方法。首先,研究了不同风况下双馈风电机组的有功频率控制模式及不同风况下的协调控制方案;然后,在深入分析双馈风电机组参与频率控制机理的基础上,提出风电机组频率控制启动判据以及风电卸载容量计算方法,该方法可降低风电备用储能,避免过多降低风电正常情况下的消纳水平;最后,仿真结果验证所提频率控制策略可在不同风速工况下有效参与系统频率控制,显著增强高渗透率风电接入电力系统的频率稳定水平。

考虑分组控制和有序恢复的风电调频策略

针对高风电渗透水平下运行的电力系统,提出一种考虑分组控制和错位恢复的风电调频策略。首先,基于风力发电机在该策略不同控制参数设置下的运行特性,将风力发电机分组,为后续错位转速恢复减轻频率二次冲击奠定基础。在发生频率跌落时,令各组风力发电机均提升有功功率至转矩保护限制下的最大值来抑制频率跌落。考虑调频时基于转子转速或可释放转动惯量调节的控制策略与系统频率解耦,通过补充频率过调抑制系数对风力发电机参考功率进行修正。仿真结果表明,所提策略通过让风力发电机分组错位启动转速恢复和以"先抑后扬"的功率调节方式来收敛回到最大功率运行点,能有效平滑风力发电机调频状态切换时的过渡过程,并使转速恢复不至于过慢。同时,频率过调抑制系数的引入增强了被触发后与系统频率解耦的调频控制对不同程度扰动的适应性。

含大规模风电与储能元件的电力系统调频技术研究综述

随着风能的大规模开发与利用,未来电网的风电渗透率将逐渐增高,但是过高的风电渗透率会对系统的安全稳定运行造成一定的影响,尤其反映在频率方面。文章结合国内外的研究现状,分析了大规模风电接入对系统频率产生的影响,并从风电机组自身的调频控制技术(虚拟惯量控制、转子超速控制、桨距角控制)及目前新兴的储能技术两个方面介绍高风电渗透率系统下所采用的调频方法。分析了各种调频方法的原理,并对每种控制策略的优缺点及适用范围进行总结。最后对风电参与系统调频的未来研究方向以及储能技术在电力系统中的应用前景进行了展望。

基于电池特性的风电场综合储能优化配置

为应对高风电渗透率,对其所在区域的电网稳定性提出了更高要求。储能作为应对高风电渗透率的关键因素,其配置与系统最终稳定性密切相关。为解决单纯依靠增加单一储能配置来提升电网稳定性将会造成投资成本高等问题,兼顾储能的可靠性与经济性,基于不同类型电池特性提出了一套储能配置方案:将锂电池功率调节性强与液流电池容量储存度大的优势相结合,依据通过实际需求所设立的技术指标,结合储能平均使用成本最小化的目标函数,利用免疫算法进行求解,得到所提储能功率与容量的综合配置方案。最后利用山东某风场数据进行实例分析,评估所提方案下的储能配置对于风场出力的改善情况,验证此方案的经济性与可靠性。