与典型日负荷匹配的风电出力场景构建方法

为了解决风电出力的随机性导致微电网并网规划运行时鲁棒性与计算效率难以平衡的问题,提出一种与典型日负荷场景匹配的风电出力场景构造方法。首先在微电网规划中重点考虑日负荷趋势和峰谷时段位置,利用隶属度函数提取日负荷曲线趋势和峰谷时段信息,并结合改进有序聚类提出典型日负荷选取方法;在典型日负荷的有效时间内,利用风电出力最大增加量和最大减少量,结合插值法提出风电场景构造方法。然后建立评价指标体系来评价典型日负荷选取与对应风电场景构造效果。最后利用电网数据验证所提模型的有效性。     

微电网经济运行中的典型时序场景分析方法

微电网经济运行涉及对大量场景和方案的分析评价,区域内风电/光伏出力和负荷变化的时序性、周期性和不确定性给微电网运行带来影响。提出一种典型场景分析方法,对计算周期内的大量风电/光伏出力和负荷原始数据进行同步聚类划分,形成能够反映计算周期内历史数据特征的典型场景集;建立包含多种分布式电源和储能单元的微电网系统经济运行优化模型;针对某微电网区域,比较典型时序场景、全周期时序场景、周期内缩减场景3类场景数据的经济运行优化结果,验证所提方法的有效性。     

考虑风荷波动相似度的广义储能和输电网协同规划

由于风电和负荷的不匹配导致日净负荷的峰谷差增大, 引发输电堵塞和增加电网调峰压力,通过调控广义储能资源可以降低高风电渗透率下净负荷峰谷差过大、输电网短时阻塞的问题。首先,根据规划年各日净负荷波动曲线之间的相似度将其聚合为不同的场景;其次,以输电网和广义储能的投资成本、刚性负荷波动曲线与各节点广义储能出力曲线之间的相似度为优化目标,选择每种聚合结果中最大的日净负荷曲线作为典型场景,通过优化求解得到日净负荷波动趋势和经济性皆优的输电网和广义储能规划方案;最后,采用修正的Garver-6 节点系统验证了此方法的有效性。     

考虑风电不确定性及柔性负荷的安全约束机组组合问题研究

针对风电出力的不确定性,采用基于拟蒙特卡洛(quasi-Monte Carlo,QMC)模拟的场景分析法生成风电出力初始场景,选取考虑风电预测误差较大的极限场景实现场景缩减。在不同的风电出力场景下,兼顾发电侧与需求侧柔性负荷的双侧协调配合,提出了计及柔性负荷的安全约束机组组合模型,实现了可削减负荷、可平移负荷以及可转移负荷3类柔性负荷的分类调度。通过对不同场景下10机系统的仿真计算,对比分析了需求侧柔性负荷调度对系统的经济成本、负荷峰谷差以及弃风量的影响。在考虑风电不确定性时,需求侧柔性负荷调度对提高系统经济性、缓解负荷高峰期用电压力具有重要作用,并且有利于增加风电的消纳,降低弃风电量。     

大规模风电接入对福建电网调峰的影响

福建省风资源丰富,可供风电开发的场址较多,风电在福建电网中所占比重不断提高。大规模的风电并入电网后,风电出力的随机性和间歇性对电力系统调峰的影响将日益增大。目前对该影响的研究多集中在内陆风电,沿海风电研究相对较少。介绍了风电出力对系统负荷峰谷差的影响机理。结合福建电网的实际负荷数据,分析福建电网的月负荷特性和日负荷特性。在此基础上,结合福建已投沿海风电近三年的实际出力数据,利用数理统计和概率分析的方法,对大规模风电接入对福建电网负荷峰谷差的影响大小及影响的概率分布规律进行研究。分析结果对福建电网风电规划、电网调度等具有意义。     

面向电网运行的新能源出力特性指标体系研究 ——风电出力特性指标体系

由于风电出力具有明显的不确定性,依靠现有的风电特性指标,无法确定风电出力曲线的基本形状,一定程度上限制了风电特性指标在电网运行中的实际应用。引入了指标体系的时段属性概念,提出面向系统运行的风电出力特性指标体系。其中,指标"全日平均出力"表征了全天风电出力水平,指标"峰谷时段风电出力中位数差"表征了风电出力对系统调节能力的影响。指标"峰时段风电最小出力"表征了峰荷时段风电对电网运行的最小支撑,指标"谷时段风电最大出力"表征了谷荷时段风电对电网运行的最大挑战。以某地区5个风电场为例,计算了所提评价体系的各类指标,对历史风电出力曲线进行分类并形成多条典型风电出力曲线。计算结果说明了所提指标体系计算方便,物理意义直观,有助于开展系统运行的实际工作和相关研究。     

考虑相关性的地区风电出力对调峰容量的影响分析

在地区性的大规模风电并网背景下,电网的调峰能力是制约风电并网的一个很重要的因素。本文以某一实际地区电网一年的数据为例,计算风电出力和典型日负荷的皮尔逊相关系数,分析单风电场出力和地区风电出力的特性,在风电出力特性分析的基础上,计算分析不同风电出力场景下的调峰容量,选取用于调峰容量计算的地区风电典型出力特性。研究认为当地区电网并网风电容量较大时,考虑地区风电出力与负荷的相关性,采用逆调峰特性最明显的风电出力场景计算调峰容量是更合理的方法。     

考虑不确定因素影响的微电网供电能力评价方法

针对风电、光伏、负荷的不确定性对微电网短期供电能力的影响,文章将风电、光伏、负荷的预测误差分布与蒙特卡罗抽样法相结合,建立一种考虑风电、光伏、负荷不确定性的微电网短期供电能力评价方法。通过非参数方法对微电网中风电、光伏、负荷进行确定性预测,并对风电、光伏、负荷的预测误差进行了概率分析;通过蒙特卡罗抽样法对风电、光伏、负荷的预测误差模型进行抽样,并结合风电、光伏、负荷的确定性预测结果获得可能出现的微电网场景;定义了多个可用于量化供电能力的评价指标,针对每一个微电网场景优化求解计算出微电网供电能力的评价指标。选取某微电网作为算例,对所提方法进行了验证,算例结果表明,所提方法能够准确地反映在不同天气类型下的微电网供电能力。     

大规模风电场接入对电力系统调峰的影响

大规模风电基地的快速建设,使系统调峰成为电网运行的新难题之一。针对风电出力随机性强、运行方式复杂多变的特点,通过对规划年份时序负荷曲线与风电出力时序曲线的模拟,从一个新的角度分析了大规模风电对系统调峰的影响。还讨论了风电出力对系统峰谷差的影响机理,并引入评价指标体系,深入研究了大规模风电基地接入后系统等效负荷峰谷差的变化及分布规律。进一步分析了在各种外送模式以及系统调峰协调方式下,大规模风电基地对系统调峰的影响规律。以我国甘肃酒泉风电基地为对象进行分析和论证,并根据分析结果对甘肃电源规划与调度运行方式提出了建议。     

孤岛微网多场景机会约束动态调度

风光出力与负荷在时空分布上具有波动性和间歇性,该文按风速段拟合风电预测误差分布,采用Beta分布拟合光伏出力分布,按时段拟合负荷分布.根据风速和调度时段的不同采用卷积推广方法求解各场景下约束条件成立的分布函数.以微电网运行维护成本和环境成本最小为目标,构建微电网多目标机会约束动态调度模型.采用改进多目标教与学算法对模型进行求解.算例验证了模型与算法的有效性.然后采用蒙特卡罗模拟法产生随机场景进行调度.其结果表明,与传统机会约束调度(单场景)相比,多场景机会约束动态调度的后验置信水平更高,进一步确保了系统的安全性,提高了策略的鲁棒性.     

考虑电力系统灵活性的网-储联合规划

高比例可再生能源接入电网使得规划问题更加复杂。提出考虑电力系统灵活性的网-储联合规划方法。分析风电和光伏出力的相关性,采用蒙特卡罗方法生成大量可再生能源发电和负荷场景。基于k-means聚类算法对生成的场景进行缩减,并利用改进的遗传算法确定最优聚类数。通过斯皮尔曼系数筛选典型场景,构建考虑生成概率的典型场景集合。建立以提升灵活性、降低投资成本为目标的双层网-储联合规划模型,并采用灰狼算法迭代求解。算例分析结果表明所提网-储联合规划方案能够有效地提升电力系统灵活性,促进可再生能源消纳。     

数据驱动下基于风电场景的多时间尺度调峰调度研究

风电具有明显的波动性和反调峰特性。为减少风电大规模并网对电力系统调峰带来的影响,提出了一种基于风电调峰场景的多时间尺度调度策略,提高了极端风电场景下电网调度的执行效率。首先,构建了风电-负荷数据驱动模型。提出了风电调峰功率的多时间尺度评估指标,根据该指标对一年的风电功率进行时域分解并生成典型的风电调峰场景。其次,为保证在调峰场景下电网的功率平衡,针对历史场景构建了风火储协同调峰模型,并制定典型场景的经济最优调度预案。在此基础上提出多时间尺度调度策略,通过对调度预案进行滚动修正以应对风电的不确定性。最后,通过算例分析验证了所提方法在保证电网经济稳定运行的前提下可有效地提高调峰调度的计算速度并及时实施调峰调度。     

“十二五”广西电网接纳风电能力分析

将风电出力参与系统电力平衡,根据平衡调峰计算结果,判断广西电网接纳风电的能力,并分析影响电网接纳风电能力的因素.提出广西风电季典型日出力曲线、年平均出力曲线及年出力曲线,根据风电出力曲线参与系统电力电量平衡,使用互联电力系统模拟软件,计算风电参与平衡后对系统调峰能力的影响.2013年电网接纳装机为1258.5 MW的风电出力后,缓解了系统电力、电量不足问题,未出现调峰不足问题.2015年电网接纳装机为4086MW的风电出力后,增大了系统盈余,系统调峰缺额增大,火电运行经济性差.2013年电网可以接纳规划风电场出力,2015年电网接纳风电后加大了系统调峰压力.电网接纳风电的能力主要受风电特性、电源结构、负荷水平和负荷特性的影响.     

基于确定性解法的新能源微电网经济运行优化

针对典型的微电网应用场景,研究光伏发电、风力发电测和负荷预测误差的数学规律,在考虑微电网环保性因素、经济性因素的基础上,构建基于确定性解法的微电网经济运行优化模型,该模型简化了多目标问题的求解难度。在具体算例中,分析不同置信度、不同预测误差及不同环保算子对微电网经济运行的影响。研究结果表明：提高光伏出力、风电出力和负荷预测精度可以降低微电网优化运行成本;微电网优化运行模型求解时,确定性解法的算法收敛速度快,迭代时间更短。     

基于用电采集数据的需求响应削峰潜力评估方法

目前,电网规划按规划年最大负荷场景对电网网架进行规划设计。需求侧响应能达到削减年度尖峰负荷的效果,对电网规划产生影响。文章提出了一种基于用电采集数据的需求响应削峰潜力评估方法。首先,利用统计分析确定峰荷时段。其次,提出利用K-means聚类算法,以日负荷率、日峰谷差率、峰期负荷率、平期负荷率、谷期负荷率5个关键指标,对单一负荷进行降维聚类分析,从而确定适用于评估需求响应能力的用户典型日负荷曲线。在此基础上,综合考虑负荷所在行业的需求响应降负荷率和负荷峰谷差,量化评估负荷的削峰潜力。最后,根据拓扑结构,通过逐层叠加计算总需求响应的潜力及对峰值负荷的总影响。此文提出的方法可以帮助电网规划人员有效量化需求响应对系统峰荷的影响潜力,从而在规划时能考虑需求响应的影响,制定合理的未来电网投资方案。     

基于确定性解法的新能源微电网经济运行优化

针对典型的微电网应用场景,研究光伏发电、风力发电测和负荷预测误差的数学规律,在考虑微电网环保性因素、经济性因素的基础上,构建基于确定性解法的微电网经济运行优化模型,该模型简化了多目标问题的求解难度。在具体算例中,分析不同置信度、不同预测误差及不同环保算子对微电网经济运行的影响。研究结果表明：提高光伏出力、风电出力和负荷预测精度可以降低微电网优化运行成本;微电网优化运行模型求解时,确定性解法的算法收敛速度快,迭代时间更短。     

考虑小水电季节特性的微网经济运行

针对小水电集中地区微源运行和小水电、风电的互补特性,考虑小水电发电的季节差异,基于分时电价,以计及微网运行、网际交易、折旧等要素的总成本最低为优化目标,并运用AHP层次分析法建立微网的调度和经济运行模型。通过所建模型优化微源出力,灵活调度蓄水库运行,合理配置主网与微网之间的电能交易。选取典型微网为案例,并根据不同季节的典型负荷曲线进行仿真,结果表明季节特性对于小水电集中地区微网有较大的影响,针对丰水期和枯水期分别制定不同的调度策略是相当必要的;同时也证明了风水互补运行对于提高微网经济性和可靠性都具有重要意义。