Industrial Arrangement of Large-scale,Non-grid-connected Wind Power Industrial Zones in Coastal Areas of China

Constructing an industrial system for a large-scale,non-grid-connected wind power industry is a key step towards the diverse utilization of wind power.However,wind power exploitation is not only a technical challenge but an industrial problem as well.The objective of this study is to introduce a concept of large-scale,non-grid-connected wind power(LSNGCWP) industrial zones and establish an evaluation model to assess their industrial arrangement.The data of wind energy,industry,nature resources and socio-economy were collected in this study.Using spatial overlay analysis of geographic information system,this study proposes a spatial arrangement of the LSNGCWP indus-trial zones in the coastal areas of China,which could be summarized as the 'one line and three circles' structure,which will contribute to the optimization of the industrial structure,advance the wind power technology,coordinate the multi-industrial cooperation,and upgrade the industrial transformation of China's coastal areas.

大规模水能富集电网短期多目标嵌套多能互补运行方式研究

在“双碳”的背景下,亟需深入研究如何促进多能互补系统内不同能源之间的协同作用,促进能源深度融合。针对这一问题,在考虑水能富集地区大规模电网不同断面输送电任务的情况下,提出一种区分内外层,逐层递进优化并尽可能消纳风光清洁能源,且兼顾全网源荷匹配程度的多目标嵌套多能互补模型,两层均采用混合整数线性规划算法(MILP)进行求解。内层立足于断面角度,以通道利用率最大化为目标,将水风光打捆进行互补优化,使其出力最大化,尽可能占满通道。外层立足于全网角度,以源荷匹配最大化为目标,采用全网水风光电源联合调节后的剩余负荷波动最小来表达源荷匹配目标,使剩余负荷平稳。本文以西南某水能富集地区大规模电网为研究对象,包含304座水电站,12个断面,选取夏秋丰水期和冬春枯水期风光峰谷差最大日、风光平均发电日共4个典型日进行模拟计算,得到电网丰水期平均通道利用率约为80%,枯水期平均通道利用率约为40%,丰枯期内全网剩余负荷波动率均小于5%。得出以下结论:在夏秋丰水期,水风光系统可为电网提供更多电能,在冬春枯水期,水风光系统出力过程更为稳定。在风光出力平稳时期可为电网提供更多电能,同时使得电网运行更为稳定。本次研究成果对大规模水能富集地区电网多能互补优化调度运行提供参考。

虚拟电厂规模化灵活资源聚合调控框架研究与思考

在“云边协同+物联网”的背景下,为给虚拟电厂动态性能量化分析评估提供全面的资源结构基础和系统化的调控框架,在对现有和潜在虚拟电厂规模化灵活资源进行调研梳理和系统分析基础上,结合资源电网接入体系和电网可控性进行研究,形成了融合3类路径、适应多场景多情形的系统化虚拟电厂规模化灵活资源聚合调控框架。同时,依据该框架提出云边协同+物联网的虚拟电厂动态性能量化分析评估系统架构研究参考原则,探讨了虚拟电厂相关机制体制研究方向。

我国绿电规模化交易主要影响因素分析及政策建议

我国光伏发电和风电处于快速发展阶段,如何鼓励绿色电力消费,成为近期电力行业发展的一个重要方向。自2021年我国绿电交易开始以来进展迅速,在交易量和交易机制方面都有明显进展。2023年前三季度,完成绿电结算电量352×108k W·h、绿证391万张。尽管绿电交易快速上升,但其占市场交易量的比重仍然较低,2023年1~6月绿电交易仅占全国总交易量的1%。未来绿电将占据电力消费的主要部分,成为未来电力系统发展的主要特征。绿电交易近期要解决的主要是一些显性问题,如跨省交易困难导致绿电交易量受限、更低价格的绿电无法扩大应用空间等,而绿电供应途径及高可靠度供电机制将成为未来需要面对的主要问题。近期推进大规模绿电交易是可行的,我国已出台各项政策,要求加大绿电交易,扩展省间交易,推进现货交易。电网调度侧需要尽快强化技术措施,适应波动性强的可再生电力的纳入,确保高可靠度供电。长期来看,需要明确未来新型电力系统的架构,以长期发展目标来确定现在的规划,一个明确的长期发展格局,对当前的电力系统建设至关重要。纳入现货交易是进一步扩大绿电交易的有效手段,需尽快构建24h及低于小时级的供电预测和电价预测信息体系,为现货交易提供技术支持。

基于Gabor变换的电网调度自动化设备运行状态监控技术

提出基于Gabor变换的电网调度自动化设备运行状态监控技术。该方法从电网调度自动化设备的大规模数据库技术和自动化电网调度技术入手,分别采集2项技术在电网调度自动化设备运行中存储和调度的状态信息,并将状态信息与Gabor变换结合,消除状态信息携带的干扰噪声,通过将优化后的状态信息输入以模糊神经网络与电网调度自动化设备健康评估体系为基础建立的设备运行状态监控模型中,实现电网调度自动化设备运行状态监控。实验结果表明,所提方法能够迅速监控电网调度自动化设备运行故障状态,监控功率与实际功率一致,监控精确度高。

大规模风电并网后电力系统有功功率调度模型

为了保证大规模风电并网后电力系统能够稳定运行,解决现有有功功率调度模型存在的调度效果不佳、调度成本高的问题,对电力系统有功功率调度模型进行了优化设计。选取大规模风电功率场景作为有功功率的调度范围,在该场景内模拟风电并网过程,分析并网后对电力系统产生的影响。根据功率时序特征的提取结果和电力系统潮流计算结果,预测电力系统的有功功率值。通过功率分配、调度量计算、约束条件设置等步骤,完成大规模风电并网后电力系统的有功功率调度。通过实例应用分析实验得出结论:与传统调度模型相比,应用设计调度模型得到的有功功率输出结果更接近期望值,且调度成本降低了2.7万元。

新能源光伏发电站大规模并网频率主动控制研究

随着全球能源结构的转型和可持续发展的需求,新能源光伏发电站的大规模并网已经成为电力系统发展的重要趋势。然而,光伏发电站的并网运行也带来了一系列的技术挑战,其中频率主动控制是一个关键问题。为此,从建立大规模光伏发电阵列、构建不同阴影模式下光伏阵列电路模型、并网频率主动控制等三方面,深入研究了新能源光伏发电站大规模并网频率主动控制方法,以期推动光伏发电的发展和应用,促进能源结构的转型和可持续发展。

基于哈尔小波配点法的虚拟同步化电网动态仿真方法

虚拟同步化电网中多元设备间惯量差异明显、多尺度特征突出,传统动态仿真方法对多尺度特性的适应性存在不足。该文提出一种基于哈尔小波配点法的仿真方法用于虚拟同步化电网系统的动态仿真。首先揭示虚拟同步化电网系统的多尺度特征,分析传统仿真方法在多尺度系统仿真中的局限性。然后,介绍小波配点法的基本原理,建立基于哈尔小波表征的虚拟同步化电网多尺度模型,通过构造积分步内的插值配点,提出基于小波配点法的仿真求解方法。而后,详细分析该方法的时间复杂度和误差累积特性,为了提升仿真效率,进一步提出多层次自适应与多区间自适应的仿真策略,构建了优化的哈尔小波配点法动态仿真计算流程。最后,基于不同规模虚拟同步化电网算例,将哈尔小波配点法与传统商用仿真算法进行对比分析。结果表明,所提方法准确可靠,具备高阶精度、快速仿真能力,可以实现多尺度虚拟同步化电网的大步长仿真。

规模风电接入下考虑多区域频率动态安全的机组组合与风险调度

规模风电并网加剧了不同区域间惯量分布不均的问题,给多区域系统的频率安全防御带来挑战。该文提出一种兼顾风电出力不确定性与多区域频率动态安全的两阶段风险调度模型。第一阶段基于条件风险价值理论协同优化多区域系统的运行成本与运行风险,并求得风电可接纳安全边界;第二阶段在恶劣风电场景下进行多区域频率动态安全校核。将备用容量解耦为非事故备用与事故备用,分别嵌套于两阶段模型中,实现求解思路的清晰化。最后通过列与约束生成算法求解此两阶段优化问题。算例仿真验证表明,所提模型和方法能有效提升多区域系统的频率响应能力,保证安全经济运行。

基于多Agent系统的大型电网电压暂降评估

面向实际大型电网的暂降评估需要考虑覆盖全网特征的线路故障仿真,其仿真计算速度和稳定性是制约其实用化的主要因素。为此提出了一种基于多Agent系统的大型电网电压暂降评估方法。该方法根据仿真需求构造多Agent系统并制定协同交互规则。首先,由网架解析和故障设置Agent自主生成仿真任务。其次,由仿真管理和计算Agent动态执行海量仿真。最后,由数据处理和分析Agent异步存储仿真数据并生成评估结果。目前该方法已应用在某省级电网电压暂降评估工作中,取得了较好效果。实例证明所提方法加速比高,运行稳定,可为大型电网电压暂降评估实用化提供技术支撑。

大容量光伏电站经MMC-HVDC并网的谐振分析与抑制

大容量光伏电站经MMC-HVDC送出可解决新能源消纳问题,但大容量光伏电站经MMC-HVDC并网的谐振问题仍待解决。考虑到大容量逆变器具有低开关频率的特点,故进行LCL滤波器设计,建立光伏电站和换流站的频域小信号阻抗模型;再基于阻抗分析法,分析大容量光伏电站经MMC-HVDC并网的谐振机理及潜在的谐振点,发现大容量光伏电站经MMC-HVDC并网时存在谐振风险。针对互联系统谐振问题,采用无源阻尼重塑互联系统阻抗的方案,并明确无源阻尼、相位裕度和系统损耗的对应关系。所提方案能够显著抑制互联系统的谐振现象,为大容量光伏电站经MMC-HVDC并网的稳定性问题提供一种符合实际工程的解决方法。最后基于Matlab/Simulink建立仿真模型,仿真结果验证了文中理论分析的正确性和所提措施的有效性。

基于多目标粒子群算法的配电网储能优化配置研究

储能技术具有对功率和能量的时间迁移能力,能有效改善可再生能源的输出特性和可调度性,是构建新型电力系统解决可再生能源大规模并网问题及促进资源利用的关键技术。研究不同应用场景下储能优化配置对其在配电网中的有效应用具有重要意义。针对综合考量技术性和经济性指标的配电网储能配置多目标优化问题,提出一种基于多目标粒子群优化(MOPSO)算法的配电网储能优化配置方法。采用MOPSO算法对多目标储能配置模型求解,并在种群更新过程中引入自适应变异策略以扩大粒子对空间的探索能力,有效改善种群多样性的同时保证后期收敛性,在储能配置问题上得到全局最优解,实现技术与经济指标多目标综合优化。通过Matlab仿真验证所提方法的可行性与优越性。该研究成果对探索配电网储能优化配置方案具有重要的理论与工程价值。

新型电力系统背景下新能源送出合理消纳率研究

[目的]大规模新能源渗透是未来新型电力系统的重要特征,新能源高比例消纳和电力系统的安全经济高效运行之间存在一定矛盾,从系统整体经济性角度出发,提出了一种新能源送出合理消纳率的计算方法。[方法]该方法以新能源接入的增量总成本最低为目标,综合考虑了电网消纳成本、新能源弃电成本和环保成本等,系统研究了合理消纳率关键影响因素。[结果]通过实际海上风电、陆上风电及光伏等算例验证了该方法的有效性,并通过多算例的集中探索,总结新能源送出合理消纳率及送出方案选择的一般性规律。[结论]所提方法为未来高比例新能源接入下的电网规划提供新思路,为指导后续新能源接入系统、调度运行等提供了重要参考。

“双碳”背景下大型供电企业发展策略探讨

在“双碳”目标背景下,针对电网“安全可靠、优质高效、绿色低碳、智能互动”的要求,从经济社会发展、高供电可靠性要求、电网发展新要求、外部建设环境变化等角度阐述了电网发展所面临的机遇和挑战,同时以科学性、合理性、适用性、低碳性、可操作性为原则,分别从六个维度针对性地提出了大型供电企业的发展策略。

规模性新能源接入对电网峰谷差影响研究

随着全社会新能源开发建设速度加快,大规模新能源接入对电网运行的影响值得研究与探讨。以某地区电网相关数据为研究样本,提炼出电网负荷特性及新能源出力特性,并进行分析、比较,研究新能源接入对电网峰谷差的影响。鉴于新能源出力具有波动性与间歇性,特别是风电具有反调峰特性,所以结果认为新能源接入会造成电网用电负荷峰谷差增大,影响电网安全用电。

考虑UFLS响应的大规模风电并网系统频率特性分析

大规模风电并网系统在受到大功率缺额扰动后,电网会出现频率骤降,而低频减载(Under Frequency Load Shedding,UFLS)控制是防止频率失稳的有效手段。首先,基于含UFLS的改进系统频率响应模型(System Frequency Model,SFR),研究了新型电力系统受到大功率扰动下的频率特征,基于经典频率响应模型建立改进的系统频率响应模型,考虑火电、风电联合调频控制策略,并引入UFLS频率控制;然后,根据所建立的系统频率响应模型对大规模风电并网系统参数进行整定,并建立多资源参与调频下的大规模风电并网系统频率特征表达式;最后,通过Matlab/Simulink仿真平台,验证UFLS控制策略参与调频的可行性及UFLS控制参数对频率调制效果的影响。

大规模光伏电网发电功率波动自动调度方法

为抑制大规模光伏电网发电功率波动,提高光伏电网的稳定性,本文提出了功率波动自动调度方法的设计研究。首先,将最小化光伏电网发电功率的差额波动作为调度的目标,并构建相应的目标函数;其次,为确保目标函数的合理性,设置约束条件,并对约束条件进行适度放宽处理;最后,通过设定功率波动平滑调度域,实现了功率波动的平滑自动调度。通过实例证明,使用新的自动调度方法后,光伏电网发电功率的波动上限降低,成功抑制了功率波动,提升了大规模光伏电网的稳定性和可靠性。

大规模风电接入电网谐波影响分析

随着可再生能源的快速发展,风电已成新能源体系的重要组成部分,大规模风电接入电网也逐步投入使用。然而,风力发电机的非线性特性和电力电子设备的广泛应用可能会引入谐波问题,对电网和电力设备运行的稳定性造成影响。通过对大规模风电接入电网的谐波影响进行详细分析,包括谐波发生机理、谐波传播路径、谐波功率流计算以及谐波滤波技术等方面的内容,为风电场的谐波管理和电网的谐波抑制提供理论与实践指导。

建设特大型集控站对设备运维模式变革的研究

本文以某特大型城市A区域供电公司为例,具体分析“人员少、体量大、发展快、要求高、管控少”的设备管理难点,介绍了A公司新一代集控站的建设情况,分析了集控相关业务的出现对运维业务流程的重构,以及以集控站为核心的“无人值守+集中监控+移动作业+远程许可”的“四维一体”现代变配电运维新模式。

印度“7.30”、“7.31”大停电事故分析及对我国电网调度运行工作的启示

介绍了印度"7.30"、"7.31"大停电事故的发展经过、恢复情况及原因分析。在总结印度大停电事故教训的基础上,回顾近年来国际上主要大停电事故,总结出这些大停电事故的共性和差异。最后,结合我国电网调度运行管理和跨区互联电网运行的实际情况,提出了大停电对我国电网调度运行工作的几点启示。