匹配风电接纳可行域的储能系统控制方法及其经济性评估

储能系统被认为是提高电网风电接入规模的有效手段.然而,针对不同目标的储能系统控制方法所达到的调控效果、储能容量配置将有所差异.为提高系统接纳风电能力,避免储能系统过度调控,研究了提高电网风电接纳的储能系统控制问题,分析了制约风电接纳的源网瓶颈,提出了匹配风电接纳可行域的储能系统控制方法,考虑储能系统成本与运行收益,对提高风电接纳规模的储能系统运行综合效益进行评估.针对某地区实测数据,计算储能系统不同额定功率下的容量需求,对其进行经济性评估.算例结果表明,匹配风电接纳可行域的储能系统控制方法能够较准确的改善风电功率对系统影响,同时,储能系统高昂成本是制约储能技术大规模应用的重要因素.     

区域电网储能容量优化配置技术研究

通过研究区域电网静态电压稳定性以及电压质量,提出电网接纳风电能力量化计算公式,计算其消纳风电能力,以此为基础,通过最小二乘法拟合风电场弃风量与风电消纳能力关联曲线,确定储能系统出力控制目标。基于灵敏度指标,分析计算算例中风电各待接入点网损-节点有功变动关联曲线,通过有限微分得到二阶网损灵敏度指标,满足良好线性,并通过对二阶指标排序确定储能系统优化接入母线。     

静态PV-VQ约束下电网风电最大接纳容量研究

提高电网风电最大接纳容量有利于洁净能源的利用。在PSS/E软件中建立了风电场并入某区域电网的模型,采用电网电压静态稳定特性中PV-VQ曲线方法分析了两种调度运行方式下不同母线电压随有功功率和无功功率变化率特征,依据电压灵敏度d V/d P和d Q/d V临界值判据确定该区域电网并入大规模风电穿透功率极限值。通过接纳风电容量最大值下的潮流计算仿真验证了电网运行电压合格性和稳定性。     

不同配置模式下分布式光伏发电并网接纳仿真

针对分布式光伏发电的间歇性、不确定性特点,解决其并网接入给配电网带来的难题,提出不同配置模式下分布式光伏发电并网接纳计算方法,通过构建分布式光伏发电接纳容量计算模型,以最大光伏电站接入总量为优化目标,以旋转备用容量、常规机组爬坡速率、网络传输等为约束条件,分析电网侧、分布式发电侧两种配置模式下储能参与电网电压调节的能力,展开分布式光伏发电并网接纳计算.仿真计算分析结果表明:天气状况可干扰分布式光伏出力情况,日间输出功率差异显著;储能配置在电网侧模式比储能配置在分布式发电侧模式的配电网分布式光伏发电接纳效果提升30％左右.     

满足充裕性指标的电力系统可接纳风电容量评估

立足于风电功率的统计特性,提出一种计及充裕性指标的系统接纳风电能力的评估方法.该方法基于历史的运行数据进行统计,通过模拟计算不同风电容量、储能容量下系统的调峰不足概率、调峰不足期望、发电不足概率以及发电不足期望4种充裕性指标,评估满足给定充裕性水平下的系统可接纳风电的容量.此外,提出一种含风、储系统的综合净负荷以及调峰需求的实用计算方法,基于双线性插值理论,建立了充裕性水平、可接纳风电容量、储能容量的函数关系,为风电容量、储能容量的规划设计提供了参考依据.最后,以实际电网接纳风电能力评估为例,对比了不含储能、含不同储能容量等多种情景下的风电接纳能力,对所提方法进行了分析和说明.     

基于电力平衡的辽宁电网接纳风电能力分析

确定电网允许接入的风电场最大装机容量是在风电规划阶段电网公司最关心的问题.文中基于辽宁电网的电源负荷特性及峰谷差情况分析,预测了风电机组运行后电网调峰可能面临的严峻问题.在充分考虑尖峰电源备用、低谷火电机组出力减到非常规调峰定额等情况后,提出了基于电力平衡确定最大接纳风电能力的计算方法,并总结出计算用公式,给出了辽宁电网2010年、2012年、2015年、2020年4个水平年的接纳风电能力情况,指出可接纳容量小于规划容量,最后提出了提高辽宁电网接纳风电能力的具体措施.     

基于相关机会模型对电网接纳风电能力的研究

科学全面地评估电网接纳风电的能力,不但要计算接入容量,还要计算接入风电的实际发电能力,相关机会模型是一类综合考虑风电特点、风电控制、发电能力和电网运行约束优化模型。本文以IEEE-14节点系统为算例,基于这一模型对风电接入容量和发电能力进行研究,定量计算对比了不同母线接纳风电能力,并结合电网结构、运行条件对计算结果进行了定性分析。     

抑制风电并网影响的储能系统调峰控制策略设计

大规模风电并网引发调峰问题的本质原因在于风电出力具有不可控性,电池储能系统能够实现对电能的吞吐而被认为是控制风电出力、提高电网接纳风电能力的有效手段。针对风电出力反调峰特性导致系统调峰容量不足的情况,分析了大规模风电接入对负荷低谷时段常规机组出力计划制定的影响机制和储能系统对提高电力系统调峰容量的调控机制,设计了含动作死区参与负荷低谷时段调峰的电池储能系统控制策略。算例分析表明,所设计电池储能系统控制策略可有效减少因风电接入所引发的火电机组启停调峰次数,大大提高电网运行的经济性。     

从系统调峰角度评估电网接纳风电能力

在影响电网接纳风电能力的因素中,调峰限制是最主要的制约因素之一。从调峰角度看,考虑风电特性系数修正后的系统最大调峰裕度就是电网接纳风电能力的限值。为了对电网接纳风电能力有一个直观全面的认识,分析了影响调峰的各因素,特别是考虑了接入风电的特性对调峰的影响,推导出了电网接纳风电能力的计算算式,并将算式应用于计算一个典型系统的风电接纳能力,对影响风电接纳能力的重要边界条件进行敏感性分析,得到了电网接纳风电能力受多方面因素制约,能力大小实际上是经济问题,考虑风电接纳能力不能忽视风电特性的结论。     

基于调峰能力为约束的阿勒泰地区风电接纳能力研究

随着风电接入电网的规模不断增加,在某些时段风电给电网调峰带来负面影响,接纳的风电能力必须在电网调峰承受范围以内.结合风电场输出功率集群效应,通过对常规电源调峰能力分析并求取尖峰和低谷时刻网供电力,建立了以调峰能力为约束下低谷时刻风电接纳容量的计算方法.基于上述方法,参照阿勒泰地区电源规划,对2015年阿勒泰地区电网风电接纳容量进行计算,为阿勒泰地区风电接纳问题和输电规划奠定基础.     

不同控制策略下风电场接入地区电网的稳态分析

对采用不同控制策略的风电场接入系统进行稳态分析,将风电场输出功率随风速变化的间歇性和波动性扰动对所接入地区电网的影响离散化为多个稳态潮流计算,并通过绘制不同控制策略下风电场公共接入点、地区电网电压中枢点、重要变电站的PV曲线、网损曲线,分析风电场接入后地区电网的电压及网损变化,最后对采用不同控制策略的风电场最大接入容量进行分析。     

近海风电场接入对地区电网电压的影响和允许接入规模

近海风电场接入本地电源支撑不足的地区配电网时,风电出力波动引起的系统电压波动将是主要制约条件。文中研究近海风电场接入对地区电网电压波动的影响。首先,针对风电场定功率因数和定电压两种无功控制模式,推导了风电功率波动与接入点电压波动的量化关系。在此基础上,基于电压允许波动范围约束,建立了风电接入规模与节点短路容量的函数关系。在PSCAD/EMTDC中搭建近海风电场并网系统模型,对不同系统短路容量下风电场的最大并网容量进行了仿真测试,并与理论推导进行对照。最后通过珠海桂山风电场实际工程的仿真测算验证了模型的有效性。     

电力系统接入风电场后的暂态稳定分析

为了深入研究风电场接入电网后的暂态稳定特性,结合风力发电机组自身的暂态特性,提出以线路临界故障清除时间、故障时风力发电机接入母线电压为指标,研究了发生外部三相短路故障时对电力系统本身和风力发电机组的影响;对比分析了在同一接入点分别接入不同容量的风电场时系统对应的稳定特性和对风电场母线电压的冲击,以及风机接入不同的节点时对这二者的不同影响程度;讨论了风电场与系统接入点发生故障后对各母线电压的影响;在充分考虑了电网的静态安全约束以及受到大扰动情况下动态安全的要求,为确定风电场最佳接入系统容量提供了依据。     

风光并网对河南电网系统稳态影响

大规模风光发电并网是未来电网发展的必然趋势,然而,风光发电功率的强间歇性与随机性势必会对电网的稳定运行和优化控制带来影响。以河南电网冬季大运行方式下的规模风电、光伏电源联合接入电网为研究背景,利用连续潮流法,计算在新能源发电接入系统后的区域电网潮流分布;考虑区域电网未来发展趋势,逐步增加新能源的渗透率,对系统内多类型节点电压越界情况分析,判断区域内电压薄弱节点,并计算系统风电与光伏发电的最大消纳量;应用P-V曲线潮流分析方法测算出电压稳定极限及对应的有功功率,得到不同渗透率下系统所对应的静态电压稳定性;同时结合日负荷曲线,分析在目前状态下及所计算的最大渗透率下,系统任一时刻各中枢点电压水平。结果表明:在目前及新能源最大渗透率下,系统各节点电压值均处于正常范围。     

风电集中接入对西北电网运行影响及对策分析

针对西北主网与新疆电网联网工程投产初期,深入研究了西北电网主要安全稳定问题,特别是联网通道上河西地区酒泉风电基地风电集中接入对系统安全稳定性的影响,量化了河西风电与同容量火电机组接入系统对联网通道输电能力差别.研究结果表明,风电集中接入将引起电网有功功率大幅度波动,进而造成河西750 kV通道电压控制困难,并对系统调频...     

基于宽频振荡稳定约束的风电接入容量分析

风电的大规模接入可能引发严重的宽频振荡。宽频振荡与风电场的容量、接入点阻抗以及机组的运行工况等密切相关。文章采用阻抗模型方法分析风电并网系统的宽频振荡特性,明确宽频振荡约束下的风电接入容量与电网阻抗之间的关系。首先,建立了风电机组的全工况阻抗模型,该模型以风电机组端口工频电压和输出电流为变量;然后,基于全工况阻抗模型分析了风电机组输出功率、接入点短路比等对风电并网系统宽频振荡的影响;进而,分析了风电场容量与接入点之间的关系,为风电场的建设和运行提供参考;最后,通过时域仿真验证了全工况阻抗模型分析结果的准确性。结果表明,基于全工况阻抗模型可以确定在不同电网条件下考虑宽频振荡稳定时风电场的最大接入容量。     

含高密度风电、交直流送端电网直流闭锁故障稳控方案研究

基于新疆电网2014年底网架结构,为了保障含高密度风电、交直流送端电网的稳定运行,当±800 k V特高压直流输电系统发生双极闭锁故障时,提出综合考虑新疆网内火电、哈密地区风电及直流配套电源,协调优化切机不平衡量的稳控方案,分析不同稳控方案对于含高密度风电、交直流混联系统运行电压的影响。研究结果阐明在满足新疆网内安全约束下,稳控风电切机量在20%~80%及优先切网内无功出力较大的火电机组、保留直流配套电源部分机组运行有利于系统稳定。该稳控方案对提高±800 k V特高压直流送端系统的稳定运行及减小高密度风电地区电压稳定性具有重要的参考价值。     

风力发电场最大注入功率的仿真研究

风力发电场并网运行会降低电网的稳定性和电能质量。因此,在建立风力发电场仿真模型的基础上,通过仿真软件对不同运行方式下系统电压、频率的波形分析,探讨了电网中风力发电场的最大注入功率问题,给出了分析这一问题的简单的思路和方法,得出结论：系统节点电压和频率随风力发电场注入功率的变化而波动,且频率的波动更易超出系统稳定的约束界限;电力系统计算机辅助设计（PSCAD）仿真模型能较好地模拟网络各种动态过程,比应用MATLAB等仿真软件更接近于真实系统,适用于风力发电场具体问题的研究。     

风电接入对地区电网潮流及稳定的影响

对大规模风电接入电网将严重影响系统的稳态运行和动态特性的问题,结合风电特性,以某一实际风电场接入地区电网为例,计算和分析了某一片区电网中不同风电出力（0％、50％、100％）时各变电站的潮流和电压的变化情况,探讨和分析了当风场均为恒速恒频发电系统和等容量的火电厂两种情况时对系统功角稳定性影响。     

基于Crowbar的双馈异步风力发电系统低压穿越的仿真与分析

随着风电装机容量比例不断提高,其安全可靠性对电网稳定运行的影响已不容忽视.对双馈异步风力发电系统的运行原理进行分析,运用矢量控制技术实现了最大风能追踪及功率解耦控制.对电网电压跌落瞬态进行分析,并采用Crowbar保护电路,在电网电压大值跌落时实现低压穿越,并运用MATLAB/Simu-link对其进行建模仿真,验证Crowbar保护电路的可行性,讨论了不同切除时刻及不同功率等级系统中Crow-bar电路的工作性能.