汇集站和集群中心站分级协调的风场群接入系统优化规划

风电消纳难题的根源在于风电与电网规划的不协调,单个风电场的接入系统各自依据其边界条件设计,叠加得到风电场集群的区域接入电网往往难以达到最优效果,甚至是不可行方案。该文提出风电场集群的接入系统协调规划模型,以经济性最优为目标,对接入系统进行汇集站及集群中心站两级综合协调优化。模型考虑风电送出受阻电量的损失、风电送出电量的效益、风电场集群内部升压变电站选址、各个风电场接入线路容量以及风电场集群分组等因素,并利用遗传算法对上述综合协调模型双层分解后进行优化求解,最后通过算例验证了模型和方法的有效性。     

大型集群风电接入输电系统规划研究综述

大型集群风电接入给电力系统的规划和运行增加了更多的不确定因素。由于风电的间歇性、随机性、波动性及风电场选址等问题,传统的电网规划方法越来越不适应当前多不确定信息的电网规划工作。针对大型集群风电接入对电网规划的影响,评述了集群风电出力不确定性建模,并基于规划模型和评估方法,综述了近年来国内外计及风电不确定性的系统潮流计算方法以及含集群风电的输电系统规划领域的研究现状和研究成果。从输电系统规划、网源协调规划等方面着手,结合特高压电网、环保效益等研究热点,展望了如何在未来大型集群风电接入情况下获得最优规划决策方案的输电系统规划理论和方法。     

考虑不确定性和无功需求的风电场群接入系统协调规划方法

风电功率由于其随机性和波动性,接入系统后对于主网潮流分布有着较大影响,且大规模风电场大多距离接入点较远,功率汇集后并网有着较大的无功需求,因此风电场不同接入方案对电网运行安全性和投资建设经济性影响显著.传统直流规划模型无法计算系统无功潮流及功率损耗,也无法将主网母线电压及汇集站节点电压进行有效约束,规划结果精确度差甚至某些情况下可能产生不可行方案.文章统筹考虑风电场直接并网和经汇集站汇集后并网的不同并网方式,以经济性最优为优化目标,提出一种风电场集群接入系统协调规划的混合整数二阶锥规划(MISOCP)模型.该模型采用交流潮流模型,可有效计及风电并网功率与系统有功、无功潮流及线路损耗、节点电压之间的耦合关系.利用随机优化方法,通过考虑基础场景与随机场景来平衡风电出力随机性带来的经济性和安全性问题,规划方案更加经济灵活.最后通过算例分析验证了所提出模型和方法的有效性.     

风电大规模接入对蒙西电网电压的影响

介绍了蒙西电网风电的规模及风电场升压站、风电汇集站无功补偿设备的配置情况,分析了风电大规模接入后对蒙西电网电压的影响情况,提出风电用户加装动态无功补偿装置、风电汇集站加装电抗器、改变风电场SVC控制方式、优化风电场无功整体控制等应对措施。     

基于遗传算法的风电场最优接入容量问题研究

针对大规模风电场并网运行会引起接入系统节点电压越限、影响系统电压稳定性的问题,提出了采用遗传算法对系统稳态运行进行优化分析,并结合典型风速扰动和故障方式校验系统暂态稳定性的方法,确定风电场的最优接入容量。以某实际含风电场的电力系统为例,对所提方法的可行性和有效性进行验证,结果表明按照所提方法确定的风电场最优容量接入系统,稳态运行时可保证系统各节点电压合格,且风电场升压站母线电压和并网点电压接近额定电压,减小了风电并网对系统电压稳定性的影响;系统经历暂态过程时,可保证系统和风电场均稳定。     

含风电场的电网储能系统选址和优化配置

储能系统的选址要根据具体的指标进行考核,指标的选取应考虑到储能系统接入电网后能为电网提供快速的有功、无功支撑,提高电网电压稳定水平,降低网络损耗,改善系统的小干扰稳定性等。因此,从安全、稳定、经济性三个方面建立指标评估模型,考核储能系统各接入位置的优劣,从而进行合理的选址。为了进一步实现容量的优化配置,针对目前电力市场的发展,构建了以综合效益最大化为目标的多目标最优潮流模型,在最优潮流指导下实现储能系统的容量优化配置。最后,建立基于电力系统分析综合程序(PSASP)的发输电网、风电场和储能系统仿真模型,按照所建模型进行储能系统的选址和容量配置。仿真结果表明,所建模型可以有效指导储能系统进行选址和容量的优化配置,并能够有效评估储能系统对大规模风电并网运行性能的影响。     

基于遗传算法的风电场最优接入容量问题研究

针对大规模风电场并网运行会引起接入系统节点电压越限、影响系统电压稳定性的问题,提出了采用遗传算法对系统稳态运行进行优化分析,并结合典型风速扰动和故障方式校验系统暂态稳定性的方法,确定风电场的最优接入容量.以某实际含风电场的电力系统为例,对所提方法的可行性和有效性进行验证,结果表明按照所提方法确定的风电场最优容量接入系统,稳态运行时可保证系统各节点电压合格,且风电场升压站母线电压和并网点电压接近额定电压,减小了风电并网对系统电压稳定性的影响;系统经历暂态过程时,可保证系统和风电场均稳定.     

江苏海上风电接入系统若干问题探讨

结合江苏近阶段开发建设的海上风电场项目,介绍了海上风电接入系统并网的电压等级、并网回路数的选择原则,讨论了长距离海缆并网的大型海上风电场输电系统的无功平衡、内部过电压限制措施,并通过工程实例,探讨了一种解决大型海上风电场接入系统后引起电网电压波动的无功补偿配置容量计算原则及方法。     

具有低电压穿越能力的集群接入风电场故障特性仿真研究

结合风电机组的结构和并网原理,对直驱风电机组提出了"卸荷电路+无功补偿"的低电压穿越改进控制方法,对双馈风电机组采用了DC-Chopper和SDBR(series dynamic braking resistor)代替Crowbar的低电压穿越改进控制方法。以PSCAD为平台分别构建了具备低电压穿越能力的直驱风电机组和双馈风电机组的并网仿真模型;结合风电并网技术规程,采用电压跌落器仿真验证了直驱、双馈风电机组在电网电压跌落下的低电压穿越能力。参照新疆达坂城实际风电场群接入系统方案,构建了包含具备低电压穿越能力的直驱、双馈风电机组的集群风电场仿真算例,研究了风电场送出线故障、集群风电场送出线电压跌落、系统线路电压跌落时风电场群故障穿越特性。仿真结果表明:集群接入风电场送出线电压跌落会影响相邻风电场及系统的电压和频率,故障结束后整个风电接入系统可以在风电接入技术规程要求的时间内恢复至稳态运行状态。研究成果有助于分析风电大规模集群接入系统的运行特性,提高电力系统对风电的接纳能力。     

大规模风电汇集系统无功电压管控机制及关键技术研究

随着我国风电的快速发展及大规模集中接入,大规模风电汇集系统的无功电压控制能力日趋成为制约风电消纳能力的关键因素。文章依托我国某千万千瓦级风电基地,提出了大规模风电汇集系统无功电压管控机制,围绕风电前期规划、设备并网检测、风电运行监测这3个环节深入开展大规模风电汇集系统无功补偿配置方法、风电场动态无功补偿装置并网检测技术、基于WAMS数据的风电汇集系统无功电压监控评价方法及评价系统开发等关键技术研究,以全面提升大规模风电汇集系统安全运行水平,提高风电集中送出及消纳能力。     

考虑全寿命周期的风电接入方案综合决策

针对目前风电接入方案决策时的盲目性,考虑全寿命周期风电项目建设,并结合风电并网特点设立指标,建立了完整的决策指标体系.在模糊层次分析法中引入相容矩阵,并介绍了其计算步骤.改进的模糊层次分析法有效解决了基于三角模糊数的判断矩阵不易检验一致性的缺点,同时简化了计算过程.以近期实际工程为例,采用改进的模糊层次分析法进行风电接入方案的综合决策.算例分析结果表明,该指标体系理论清晰、计算方便.决策结果合理、可信,并且可以真实反映不同方案的特点与优劣,有效避免方案选择时的盲目性和经验主义     

考虑预测误差折现效应的风电场柔性并网策略

针对风电并网功率的平滑性需求,提出了一种考虑预测误差折现效应的风电场柔性并网策略。首先,考虑到超短期预测中功率预测误差随时间断面推移而变大的特点,引入t location-scale分布模拟前瞻周期内的风电出力;在此基础上,提出采用氢燃料电池蓄电池构成混合储能系统的策略,以充分发挥二者的互补优势和协同效益;最后,参考经济学资产定价模型,度量未来不同时间断面风电场运行成本的当前效益,并以前瞻周期内经折现之后的风电场运行经济性之和最优为目标函数,对风蓄氢系统进行优化调度。仿真结果表明,与不配置混合储能、不考虑未来经济折现效应的风电场相比,所提的优化策略能够实现更优的风电场柔性并网功能。     

风电场并网电能质量分析与实例分析

对风电场对电网并网时的电能质量评估方法进行了研究。简要分析了风电场并网对电能质量的影响,依据国家相关标准给出了风电场并网电能质量评估指标及其计算方法,提出由风电场并网引起的并网点处电压偏差、谐波电流和谐波电压以及电压波动与闪变的计算方法与步骤。基于某风电场的实际数据说明了上述评估方法的具体实施步骤。为进行风电场并网时的电能质量评估计算提供了参考依据。     

基于RT-LAB的双馈风电场动态建模

风电场动态等值模型需要与风电场动态详细模型进行比较,以评估其等值效果。RT-LAB仿真平台具有强大的计算能力,能保证大规模风电场模型的仿真计算。在RT-LAB仿真平台上建立了包含48台2 MW双馈机组的风电场动态详细模型,研究了双馈机组空载并网前后控制策略、电机模型及其切换。对风电场按最大功率跟踪控制发电和按调度指令发电以及机组并网、解列的工况进行了仿真分析。结果表明该模型能较好地反映风电场动态特性,对风电场动态等值模型的评估以及风电场控制器的开发具有重要意义。     

风电场接入对电网继电保护的影响及配置方案的探讨

文章分析了风电场接入系统后对电网继电保护产生的影响,提出了风电场接入系统升压变电站、送出线路的继电保护配置方案.有效解决了风电场接入后电网保护可能出现的误动、拒动问题,提高了保护动作的可靠性.     

基于Copula-UCVaR风险度量的风电场投资时序规划

文章将调峰充裕性风险和经济价值考虑到风电场群和常规机组的有机协调中,并据此提出了一种风电场投资时序决策方法。首先,为衡量风电场投资的经济价值,结合期权理论构建了经济价值评价模型。其次,为了研究风速相关性对调峰充裕性风险的影响,并且考虑投资者的风险偏好,在利用Copula函数描述风速相关性之后,提出了基于改进的考虑投资者风险偏好的条件风险价值（conditional value-at-risk with the utility function,UCVaR）指标。进而建立了双层规划模型,综合评估了经济价值和调峰充裕性风险,并结合蒙特卡洛模拟和遗传算法进行求解。最后,算例给出了6种情景下的最优时序方案,计算结果表明了风速相关性、投资者的风险偏好和风险度量指标的选择都对风电场投资时序规划有较大的影响。     

双馈型风电机组网侧换流器无功功率调节控制策略

全面分析了双馈型风电机组网侧换流器在正常工作和故障情况下的无功调节能力,提出了相应的网侧换流器无功控制策略来充分利用其无功调节能力以改善风电场的并网能力.采用DigSILENT/PowerFactory 14.0,搭建详细的双馈型风电机组模型,并接入等效弱电网.仿真结果验证了提出控制策略的有效性:正常工作情况下,网侧换...     

基于VSC-HVDC的风电场并网系统潮流算法研究

柔性直流输电系统非常适合海上风电场并网,但传统交/直流混联系统潮流算法在计算基于VSC-HVDC的风电场并网系统潮流时存在缺陷:直流系统移开后,风电场交流节点变为孤立节点,剩余交流系统的雅可比矩阵不可逆,迭代过程无法进行。针对这一缺陷提出了一种含VSC-HVDC的混联系统(AC/VSC-HVDC)潮流解耦算法:该算法将交、直流系统进行解耦,分别迭代计算。所提算法克服了目前交/直流混联系统潮流计算方法存在的对交流潮流计算程序继承性差、扩展变量多、计算速度慢等缺点;也解决了风电场VSC-HVDC并网系统潮流算法中存在的问题。通过标准算例的计算验证了所提方法的有效性,可以用来对风电场直流并网系统进行稳态潮流分析。     

风力场中并网点电压稳定控制技术研究

为解决传统单一的风力系统电压控制方法无法解决多时间尺度波动以及电力系统多种类扰动问题,提出风力场中并网点电压稳定控制研究。釆用剩余的加速面积减去剩余的减速面积,得到能够使系统维持功角稳定的减速面积缺额,作为计算控制切机量的依据,通过暂态稳定预测及分析判定该电力系统是否处于稳定状态,实现电力系统暂态稳定应急控制;通过风力场群无功电压控制和风力场集群层控制策略,实现电力系统中风电场群电压的协调控制;通过紧急控制与协调控制相结合,完成风力场中并网点电压稳定控制。仿真结果表明,电压表现平稳且逐渐增加,电压趋近于电压指标,电压变化只有0.3%,迭代次数平均值为24.6次,恒功率因数控制技术计算过程中使用的时间平均值为157.46 ms,清除电网故障耗费的总功率平均值为772.05 MW。