电力系统动态等值参数聚合的实用方法

在大规模电力系统暂态稳定分析中，为减少数值仿真的计算量，可采取动态等值的方法对系统进行简化。电力系统动态等值包括相关机群动态识别、网络化简和相关机群参数聚合3部分。针对第三部分提出了一种基于加权法的相关机群详细模型参数聚合的方法，该方法可用于获得等值发电机组及其调节系统的详细模型参数和负荷等值异步电动机的详细模型参数。这种方法既达到了参数聚合的目的，又减少了计算时间。对IEEE10机39节点系统和简单配电系统进行仿真，并与频域法相比较，结果表明了该等值方法的有效性。     

考虑多重因素的空调负荷聚合响应潜力评估及控制策略研究

空调负荷已成为电力系统重要的需求响应资源,但由于其类型差异性、接入分散性,造成调度中心难以直接获取其聚合功率并开展调度控制,限制了响应潜力发挥。对此,提出考虑空调负荷聚合响应潜力多类型资源协同调度与精准控制相结合的双层调控框架。在日前调度层,基于近似聚合模型获取空调负荷聚合功率,考虑用户热舒适度、意愿度及可控度等多重因素,建立空调负荷聚合响应潜力评估模型,获取其聚合响应潜力,并结合基础柔性负荷响应特性建立联合调度模型,充分挖掘负荷侧多类型资源参与系统调节的潜力;在日内控制层,针对执行降负荷调温控制策略中空调群组功率跌落现象,为引导其有序参与电网需求响应,建立变状态数的状态队列模型,并引入准备时间对参数异质空调集群进行分组控制,使空调负荷跟随调度计划,提升控制精度,缓解功率跌落对系统运行产生的影响。最后,通过某简化配网系统进行仿真分析,结果表明:所提双层调控框架在调度层可深度挖掘并引导利用空调负荷响应潜力,在控制层实现精准控制并削弱功率跌落负面影响,工程应用价值显著。     

广域环境下基于Q型因子学习方法的电网节点聚合规律?

大规模可再生能源的并网以及电力市场解除管制的改革,使传统集中式的节点电压在线安全分析、调度与控制方法面临困境。对此,在电网运行状况全景过程化可观测条件下,提出了渐进学习的电网节点聚合的新调控理论,通过电网"局部自治与集中调控互融"的调控方式解决电网的调控问题。提出了基于Q型因子学习的电网节点聚合规律的挖掘方法,根据传统节点电压方程及发电机、负荷的等值模型得到广域环境下节点电压向量与电势之间的解析关系,推导出连续2个量测时刻下节点电压幅值变化的影响因子,并对其进行过程化的Q型因子学习,进而得到电压幅值具有一致变化的节点聚合规律。通过对德州电网的仿真分析,验证了所提方法的准确性及有效性。     

基于全景量测的聚合电网概念、调控方法及其应用

随着可再生能源发电大规模并入电网发输配用各个部分,为使源网荷在频率限定范围内最大限度地消纳可再生能源有功发电,需对其运行调控实施全局统筹。为此,在电网全景过程化量测条件下给出聚合电网调控方法。提出聚合电网、可观测点、可观测点的观测函数和调控函数的概念,在此基础上,给出聚合电网性能指标,提出可观测点、可观测点的观测函数和调控函数之间的互动关系,实现聚合电网渐进调控机制。在线调控算例对所提方法进行了验证。     

地区电网的合环潮流分析与控制

在地区电网调度运行中,控制合环潮流是调度人员的一项重要任务.文章对地区电网的合环潮流进行了分析推导,建立了合环潮流与电压幅值、相角和等值阻抗之间的关系,并结合地区电网的特点提出了根据设备限额求解功角闭锁量的方法.现场试验证明,该方法正确有效,对调度运行人员降低合环潮流也具有很强的指导意义.     

考虑用户调节行为随机性的空调负荷聚合功率模型

大规模聚合空调负荷可通过需求响应改变其聚合功率,在削峰填谷、平衡新能源波动和提供辅助服务等方面可以发挥重要作用。建立能够描述空调负荷聚合特性的模型对电网调度而言具有实际意义。相较于对独立空调负荷模型的广泛研究,针对空调负荷聚合模型的研究相对滞后且建模时对参数的要求较高。文中以调节空调温度设定值的方法为基础,在考虑室外环境温度变化和用户调节行为随机性的背景下,基于状态队列模型的思路建立了简化的空调负荷聚合功率模型,能够有效减少调度时计算量和实时通信压力。通过仿真分析验证了该模型在电网应用中的准确性和可行性。     

交流电流控制尺度下的并网VSC聚合建模研究

随着电力系统的电力电子化程度逐年提高,越来越多新能源电源(如风电、光伏等)经由电压源型换流器(voltage source converter,VSC)接入交流电网,新能源场站与电网的动态交互引发了多起新型次同步振荡事件,对电力系统安全运行构成严重威胁。为了研究新能源场站与电网之间的相互作用,若采用“自下而上”的方法对场站每一台VSC都进行详细建模,将面临“维数灾”问题,分析结果难以认知。因此,研究新能源场站的动态等值建模理论十分必要。文中提出一种基于结构保持的并网VSC聚合建模方法,分析并网VSC引发次同步振荡问题主要与交流电流控制尺度相关,据此建立并网VSC交流电流控制时间尺度下的聚合模型,模型适用于并网VSC在交流电流控制时间尺度下的小干扰稳定性分析,能够反映风电场的整体特性与内部单个风机特性之间的关系,通过仿真验证聚合模型的有效性。     

计及输电元件实时运行态势的电网运行风险决策

在电网优化调度与控制决策过程中,其运行的经济性与可靠性往往存在着不一致。为统筹二者之间的关系,构建了计及输电元件实时运行态势的电网运行风险决策模型。该模型从风险的角度,以电网期望运行净收益最大化为目标,以机组出力、电网节点失负荷量为决策量,在满足所有预想事故发生前后状态对应约束集下实现模型求解。该模型将电网运行风险评估理论与电网运行决策进行融合,丰富和发展了电网运行风险决策理论。通过算例分析验证,论证了所提模型的合理性和有效性。     

面向多场景辅助服务的大规模电动汽车聚合可调度容量建模

大规模电动汽车聚合可调度容量是含电动汽车的虚拟电厂参与多层级多场景电力平衡辅助服务的重要技术指标之一。然而,现有电动汽车聚合可调度容量模型难以适应大规模电动汽车与省级电力调度中心互动场景。为此,文中从面向电力系统调峰、调频和调压多级多场景调控新视角,提出了数据驱动和机器学习相结合的双层聚类电动汽车聚合可调度容量建模方法。该方法通过构建电动汽车-充电桩广义储能单元的个体可调度容量模型,结合基于密度空间的聚类算法和改进的自组织映射深度聚类算法,有效地融合了电动汽车电量的时间分布和充电桩的空间分布特性,构建了面向调峰、调频和调压多场景调控的聚合可调度容量模型。采用了某省实际充电记录数据对提出的方法进行了验证,获得了“早间型“”中午型“”晚间型”等多种充电画像类型,实现了时空分布各异的电动汽车广义储能系统的自主聚合和省市级规模电动汽车参与电网不同辅助服务潜能的评估,并为聚合可调度容量的预测奠定了数据基础。     

资源聚合商模式下的分布式电源、储能与柔性负荷联合调度模型

分布式电源、储能、柔性负荷等分布式资源数量众多、布局分散,难以直接被电网调度。资源聚合商可通过内部整合各类分布式资源执行电网调度指令。基于资源聚合商运行模式,建立了结合大容量资源直接调度与小容量资源电价响应间接调度的联合调度模型。在此基础上,以资源聚合商利润最大为优化目标,对大容量资源调度性能差异进行滚动在线评估,设置动态综合调度优先级。针对小容量资源间接调度的不确定性,提出了包含模糊参数的机会调度约束。应用改进的粒子群算法将模糊机会约束清晰化并求解调度模型。基于IEEE33节点配电网络,验证了所提模型和算法的有效性和科学性。     

规模化储能分区聚合有功调度控制技术研究

随着规模化储能电站的集中建设和投运,储能以其快速、精准的功率控制特性,可有效改善系统的动态调节性能。针对规模化储能电站所接入的电网分区,文中从电力和电量两个维度,分析储能电站集群的聚合充放电能力并提出了聚合分析算法,为调度主站端的储能电站集群的快速功率控制、短时削峰或填谷、负荷趋势跟踪提供辅助决策依据。首先,根据当前电网分区在发用电平衡和输变电潮流控制中的调度控制需求,总结和归纳了储能分区聚合的控制目标;其次,提出了储能电站参与电网分区控制的分配策略,即通过状态转换、考虑荷电状态均衡的功率调整依次计算调用容量,实现满足分区控制目标的闭环滚动跟踪;最后,通过算例验证该策略能充分发挥储能资源的规模聚合特性,支撑调度机构解决电网分区运行控制难题。     

考虑新能源不确定性的调度计划安全稳定校核方法

基于发生概率最高的新能源功率预测数据进行确定性调度计划安全稳定校核,其结论与电网实际情况相差较大。为提高安全稳定校核结果的适应性,提出一种考虑新能源不确定性的调度计划安全稳定校核方法。基于传统确定性调度计划安全稳定量化评估结果,构建计及新能源场站预测功率置信区间约束的安全稳定裕度最小化模型,实现高风险计划方式的有效识别。基于有功灵敏度对新能源场站进行等值聚合和不确定性变量降维,提高安全稳定裕度最小化模型的求解效率。基于并行处理平台进行调度计划多方式分组并行安全校核,得到考虑新能源功率预测不确定性的安全稳定校核结果。所提方法可有效提升高比例新能源电网调度计划安全稳定校核的准确性和时效性,实际电网算例验证了所提方法的有效性。     

计及可再生能源可靠性的虚拟电厂动态聚合方法

虚拟电厂静态聚合在追求收益最大化的同时,往往忽视了虚拟电厂在动态聚合时需考虑的重要因素,即可再生能源发电的可靠性,这会导致电网对其调度的积极性不高,弃风弃光现象严重。针对以上问题,提出一种考虑可再生能源可靠性的虚拟电厂动态聚合方法。在可再生能源出力模型的基础上,利用元件的停运概率对出力模型进行修正;利用置信容量将不同机组进行同质化处理,建立考虑置信容量的虚拟电厂可靠性评估模型;以可靠性指标为目标函数,构建虚拟电厂动态聚合模型,使电网对其下达更多的发电计划,并采用改进无网格光线寻优算法对其进行求解。最后,以新疆某地区负荷数据为例,通过仿真验证了所提方法的可行性、高效性与稳定性,从而为虚拟电厂最优化运行提供更为准确的决策支撑。     

四川地区大规模水电集群停机避峰特征分析及管理系统设计

近年来,随着四川地区水电站数量和装机规模的急剧增加,大规模水电集群同时采取停机避峰措施对电网安全运行的影响日益突出。文中结合四川地区水电站运行、水电调度管理和电网运行实际情况,明确了引发水电站停机避峰的主要因素为流量、泥沙和杂质,分析了大规模集群径流式水电站停机避峰对电网调度的影响;从时间和空间（流域）2个维度研究了停机避峰发生的分布特征,提出了以流量和水质作为预测水电站是否发生停机避峰的可行判断方法;从预测方法、实时监测和系统架构等方面介绍大规模水电集群停机避峰管理系统设计思路。所设计的管理系统在四川电网的实际应用表明,该系统可以提高电网调度机构对实时停机避峰掌控能力,有助于辅助电网汛期安全稳定运行,可以为区域电网和水电站厂停机避峰管理提供参考。     

经柔直电网互联的含抽蓄的联合发电系统最大供电量计算

为充分利用风光发电能量,合理调度抽水蓄能电站,针对经柔直电网互联的风光蓄联合发电系统向远方负荷中心供电这一工程实际需求,提出基于日供电量最大的抽水蓄能发电优化调度模型及方法。采用最优潮流法计算受电区(负荷中心)全天的消纳极限。并以此极限为约束,同时考虑抽蓄电站库容与运行工况等限制,建立了抽蓄电站功率优化调度模型。提出的分段法与等效面积法显著提升了优化模型的计算速度。在某地风光蓄发电系统与柔直输电网架结构的基础上,用IEEE30节点系统模拟受端电网,建立仿真算例。比较了几种最大供电量计算方法的结果,验证了所提方法与模型的有效性。     

复杂约束下梯级水电站短期厂网协调多目标MILP模型

随着电力系统负荷的增长及峰谷差的加大,电力消费结构不断优化.电网侧期望水电利用灵活启停特性充分参与电网调峰,以减小系统的峰谷差.电厂侧则在调度过程中追求梯级电量最大,以实现效益最大化.为协调厂网两侧对梯级出力过程的矛盾需求,同时满足厂网两侧复杂的约束条件,以梯级水电站的机组为调度单元,选取梯级发电量最大和电网剩余负荷峰谷差最小为目标函数.充分考虑电网侧联络线约束及电站侧尾水顶托、限制出力曲线、不规则振动区等与水头相关的复杂约束并线性化处理,构建了复杂约束条件下厂网协调多目标短期混合整数线性规划模型,对多目标函数进行归一化处理并采用权重法转化为单目标函数,利用Gurobi商业求解器进行模型求解.中国红水河梯级水电站的实际应用表明所提模型可获得兼顾厂网两侧目标期望的梯级发电计划.     

电网调控实时数据平台体系架构及关键技术研究与应用

一体化运行的互联大电网对现有调度自动化系统实时数据的全局性和实时性等提出了新的挑战,文中提出了电网调控实时数据平台体系架构和建设目标原则。在此基础上,研究了电网模型在线同步、分布式数据汇集与处理、大规模并行状态估计、实时数据统一服务等关键技术,实现了基于模型自动同步免维护下的全网实时数据单点采集、全网共享。研发的电网调控实时数据平台在国分调控中心试点建设,应用结果表明,所提技术方案提高了实时数据汇集的全局性、实时性和运维效率,能够为电网分析决策应用提供全面、实时、准确的全网实时数据和状态估计数据断面。     

基于公平发电的新能源电站协调调度方法研究

我国新能源电站普遍存在限电现象,限电条件下多个新能源电站如何公平的参与调度成为关键问题。文中提出一种考虑新能源发电公平性的新能源电站协调调度方法。考虑技术性、运营特性、经济性和可靠性等多维度提出新能源电站评价指标体系;提出基于灰色关联度和熵权法的新能源电站评价指标体系综合分析方法,以综合评价新能源电站先进性。基于新能源电站先进性综合排名,提出了包含电网对新能源发电的可消纳空间计算和调度计划公平性分配的新能源电站协调调度方法。通过算例结果表明,所提出的评价指标体系及其分析方法可以正确评价新能源电站先进性,所提出的新能源协调调度方法可以有效保障综合排名高的电站优先发电,提升新能源电站参与调度的公平性。     

基于模型集和差异模型的电网模型多版本管理方法

在目前的电网调度自动化系统中,电网模型的版本管理还局限在对其时间维变化的内容进行管理的方式。文中提出一种基于模型集和差异模型的电网模型多版本管理方法,将空间维和应用维模型通过模型空间和模型树的类型划分成相应的版本空间,以模型集为基线,通过叠加不同时间生效的差异模型实现对空间、时间和不同应用维度模型的多版本管理,提升了对历史模型回溯、未来模型建模、应用模型转换的灵活性,实现了实时电网监控运行与历史、未来电网研究分析在电网模型层面的协调统一,满足了电网调度控制中心内各业务应用对时间、空间和应用维电网模型开展研究分析的需求。     

网厂分开新形势下的电网调度

从电网调度的角度对网厂分开实践中提出的新要求进行了分析,初步探讨了可以采取的策略,指出网厂分开不仅需要电力企业的积极参与,更需要全社会的支持和关注.