基于软件定义的新型电力系统分层自治电力平衡模式研究

新型电力系统是一个典型的复杂系统,源荷双侧的强不确定性导致电力电量时空分布极度不平衡,电力电量平衡逻辑发生了根本性变化,电力平衡面临巨大的挑战。为建立源网荷储多元协同互动的新型平衡模式,根据分层可以弱化复杂系统复杂性的理念,提出了基于能量自治单元的分层自治电力平衡模式。能量自治单元具备自调度、自平衡能力,在不同市场模式下具备不同的具体形态,将成为多元海量资源参与电力市场的有效途径。基于软件范型理论,指出能量自治单元应具备多元融合的架构模型、自适应运行机理和持续演化的生命周期,同时介绍了基于软件定义的能量自治单元软硬件解耦构建思路。最后,对能量自治单元构建的关键技术进行了讨论和展望。

新能源接入下电网调峰机组负荷优化配置方法研究

新能源接入电网会令调峰机组负荷产生较大波动,导致电网运行安全性和稳定性下降。研究新能源接入下电网调峰机组负荷优化配置方法。分析新能源在电网中的接入问题,获取新能源接入量与电网调峰机组深度调峰之间的关系。根据相关关系分析结果,建立电网调峰机组负荷优化配置目标函数。将负荷率、功率平衡、机组出力、输出功率作为约束条件。利用多目标粒子群算法求解电网调峰机组负荷优化配置目标函数,以获取目标函数最优解。根据最优解实现电网调峰机组负荷优化配置。试验结果表明,该方法应用后的风光电发电受阻量低、火电机组和风电场出力高,电网调峰机组负荷优化配置效果好。该方法可以广泛应用在机组负荷优化配置领域,以保证电网运行的安全性和稳定性。

考虑新能源极限并网强度约束的常规机组最小开机方式优化方法

新能源集群并网系统中需保证一定数量的常规电源提供短路容量以支撑系统电压,而开机容量过大导致新能源可消纳空间减少,故合理优化常规机组开机方式对于兼顾新能源消纳与电网强度至关重要。针对该问题,基于短路比指标计算方法,以临界短路比指标约束建立了常规机组开机方式与新能源并网系统强度之间的耦合模型;然后在满足新能源设备极限并网强度要求的前提下,提出以新能源最大化消纳为目标的机组最小开机方式优化模型,并采用遗传算法和CPLEX求解器相结合的混合策略进行求解。最后以我国三北地区某新能源汇集送端系统工程为例,验证了所提方法的有效性及优越性。

计及风光相位特性和机-网间元件的短路电流计算方法

以风电和光伏为代表的新能源机组大量接入电网使得短路电流的精确计算校核变得困难。针对最新研究中构建新能源并网点短路电流映射模型时,未考虑相位映射及未计及箱变、集电线路、主变及送出线路等机端到并网点间电气元件(机-网间元件)影响的理论缺陷,文中提出一种计及新能源相位特性和机-网间元件影响的改进工程化电网短路电流计算方法。首先,结合国家运行规程对新能源机端电压-短路电流相位映射进行有补充意义的理论建模。其次,对该模型进行工程化处理,并提出一种将所得映射逆推至并网点的迭代计算方法。继而,将工程化后的并网点短路电流幅相映射模型应用到现有局部迭代计算中,得到改进的计算方法。最后,在PSCAD仿真软件中搭建新能源并网模型,验证了新能源机端电压-短路电流理论幅相映射的准确性、机端映射模型逆推至并网点的迭代计算理论有效性;在此基础上,在IEEE 39节点系统中对所得映射模型进行实验验证。结果表明所提改进计算方法能在一定程度上提升短路电流计算精度。

需求侧响应及输电约束条件下大规模新能源发电并网机组组合模型

分析了我国新能源消纳存在的主要问题,在常规机组组合(UC)模型基础上,引入基于价格的需求侧资源(DRRP)和输电容量约束,构建了需求侧响应及输电约束条件下的大规模新能源发电并网机组组合模型。考虑多种类发电资源,以三节点系统进行模拟,对比分析了有无DRRP和输电容量约束条件下的机组组合方案。模拟结果表明,引入DRRP能够优化UC方案,结合用户对实时价格信息的反应,提高输电容量利用效率。

新能源机组的电网强度适应性及暂态响应特性测试方案

随着以新能源为主体的新型电力系统快速发展,新能源占比不断增加。新能源机组对电网强度的适应性及暂态响应特性对所接入大电网的稳定特性有显著影响。文中设计了新能源机组对电网强度的适应性测试系统,搭建了详细的电磁暂态测试模型,针对新能源机组控制器的数字封装模型及实际装置,提出了新能源机组的系统强度适应性及其暂态响应特性测试方法,给出了描述新能源机组暂态响应特性的主要参数。以某光伏机组为例,对其进行了系统强度适应性测试及暂态响应特性测试。测试结果能够较为准确地量化表征新能源机组对电网强度的响应特性,可为电网接纳新能源提供重要的技术参考,同时为新能源厂家提供优化机组电网强度适应性的有效手段。

火电机组启停机过程的优化模型

实际电力系统调度时,火电机组启停动作并非立刻完成。锅炉启动时,需要按照一定模式控制升温升压机组才可以投入,满足一定的启机曲线。同理,锅炉停机时满足特定的停机曲线。该文针对火电机组启停机曲线为分段函数的情形,推导该曲线可以用两个线性约束刻画。进一步,将该约束引入到基于时序仿真的新能源生产模拟仿真模型。最后,对我国西北某省级电网进行仿真分析,解决了传统建模机组启停机过于频繁的问题。

基于自校准技术的高精度交直流钳形表设计

为解决新能源发电换电并网以及非线性负载给交流供电系统带来直流分量,致使工作中钳形电流表失准、失效甚至损毁的问题,分析了传统交流钳形表适用性的劣势,设计了一款基于霍尔元件直流补偿和自校准技术的现场校验用交直流钳形电流表。进行了测量不确定度评定,量程内选择的所有交直流校准点相对测量不确定度优于0.2%,样机准确度等级优于0.5级。与传统交流钳形表进行了交直流测量比较的观察测试试验,表明设计的钳形表可实现交直流测量,符合设计预期,其代表技术具有广泛推广价值。