小时弃风电量的电网弃风电量分析方法

以弃风小时电量为基础,提出各种风力发电总和、弃风电量总和以及弃风率和弃风电量占比模型,分析重要季节、重要时间段弃风率和弃风电量占比,为有针对性消纳弃风电量提供定量技术支撑。运行实例表明,北方地区冬季供暖期弃风电量最大,占到总弃风电量的90%,全天低谷弃风电量占总弃风电量的60%。     

电网储能与弃风协调运行方法

提出电网通过储能建立消纳风电的安全屏障,研究储能投入能力评估和判别方法,建立储能运行模型和储能额定功率与风电消纳需求关系模型,构建电制热储热负荷与供暖期弃风相关性分析方法,探索弃风电量、弃风小时数与弃风电力的定性关系。实际分析案例表明,储能消纳弃风效果明显,储能功率按最大弃风功率配置,储能利用效率并不高,电制热储热负荷消纳的是供暖期的弃风电量。     

电、煤锅炉联合供暖消纳弃风策略及效益分析

针对当前中国"三北"地区风电大规模快速发展而存在的大量弃风问题,研究基于电储热锅炉和燃煤锅炉联合供暖的弃风消纳策略,并建立起综合效益分析模型。根据电网运行管理部门的风电出力与负荷预测数据,建立特定时间段内弃风电量计算模型,并在此基础上研究电储热锅炉利用弃风电量储热、放热的"电-热"能量转换模型,提出利用弃风电量替代燃煤锅炉进行供暖的调度策略。根据热网所需总热量及电储热锅炉调度策略,研究燃煤锅炉最佳节煤运行方式,进一步提出电、煤锅炉联合供暖消纳弃风协调调度控制策略。研究电储热锅炉所消纳弃风电量与同等热量下燃煤锅炉煤耗间换算模型,建立电、热锅炉联合消纳弃风的综合效益分析模型。以风电供暖工程实例进行的仿真分析表明,该文提出的电、煤锅炉联合供暖消纳弃风策略可有效提高弃风消纳能力,同时能大幅减少燃煤锅炉煤耗,提升经济和环境效益。     

利用制氢系统消纳风电弃风的制氢容量配置方法

在分析风电制氢系统结构和运行特性的基础上,提出一种利用制氢系统消纳风电弃风的制氢容量配置方法。采用区间估计方法建立风电年弃风电力统计模型,以经济收益最大为目标,运用区间优化理论确定制氢系统最优容量配置区间;通过建立多属性决策模型,确定制氢系统最优电解槽配置方案。分别以东北某30 MW风电场和100 MW风电场群为例进行对比分析,结果表明风电场群共建制氢系统的方案其经济性更为显著。进一步量化分析电解槽电耗量、H2市场价格、弃风利用率和风电机组年利用小时数等关键因素对制氢系统配置容量的影响。     

采用样板机法计算风电场弃风电量的实测数据统计分析

弃风限电问题已经成为制约我国风电产业发展的严重问题。准确估算弃风电量对合理评价弃风影响、制定风电发展政策和用于调度运行等都具有重要的意义。目前,我国采用样板机法进行弃风电量估算,基于甘肃省风电场实测数据,对估算的有效性和精度进行了统计分析。主要分析了弃风限电对风电机组出力特性的影响;基于蒙特卡罗方法提出了在选择不同数量的样板机组的情况下计算风电场出力分布的统计方法,并与穷举法对比,证明了该方法的有效性;研究了采用样板机法估算风电场理论应发电量的精度及其与样板机台数的关系;计算了典型风电场的弃风率。     

大规模弃风与储热协调调控评估方法

北方地区合理利用大规模弃风电量,特别是将弃风用于清洁供暖,必将产生巨大的社会效益.本文重点研究弃风电量与储热容量匹配关系,以及评估某省级电网连续5年储热跟随弃风运行情况.首先,提出基于年弃风电量、年最大弃风功率和最大日弃风电量的全额消纳弃风储热容量配置方法,以及基于年最大弃风功率按百分比部分消纳弃风的储热容量配置方法.然后,根据分布式储热和集中式储热的运行特性,构建储热跟随弃风能力的评估模型.最后,通过某省级电网连续5年的实际运行案例进行数值分析,研究供暖季和供暖季低谷期弃风消纳问题.弃风消纳电量与储热配置容量结果显示,储热装置对电网弃风消纳效果显著,随着风力发电装机容量增加,储热配置容量也应增加才能满足弃风消纳需求,且不以百分百消纳弃风电量为目标配置储热容量更经济.此外,储热跟随弃风评估结果显示,基于年弃风电量配置储热功率更符合电网的实际运行情况,储热应跟随弃风规律运行才能提升电网消纳弃风的能力.     

一种风力发电过程评价方法

对于高比例接入风电电网,消纳风力发电的前提是对风力发电和弃风电量特性进行全面了解,同时需对风力发电和弃风过程进行评估。根据风力发电和弃风电量实际历史数据,提出风力发电应发电量计算方法,构建风力发电和弃风过程的评估指标体系。结合实际算例表明,风力发电和弃风可由该文提出的指标体系描述,不能简单地用天或时段描述,有的过程超过24 h,甚至48 h;不同过程的最大电力和电量也不同,对认知风力发电特性、掌握弃风规律作用明显。     

考虑弃风限电风险的风火打捆外送多目标优化调度方法

针对由于风电不确定性而造成风火打捆外送方式下系统弃风限电风险问题,提出了一种考虑弃风限电风险的风火打捆外送多目标优化调度方法。首先,根据风电功率预测误差Beta分布模型,建立了风电实际可发电功率的概率分布模型,量化分析风电功率不确定性对风火打捆外送方式下的系统弃风限电风险影响机理;引入多目标优化理论,以风电外送消纳电量最大、系统综合弃风限电风险值最小为优化目标,以风电、火电出力计划为优化控制变量,以风电实际可发电功率为随机变量,构建了风火打捆外送多目标优化调度模型;引入概率序列理论,将不确定性优化模型转化为确定性模型求解。通过算例仿真,验证了所提方法的正确性和有效性。     

考虑调峰约束的高比例风电弃风特性研究

近年来,我国弃风电量连续增长,弃风将是我国风电发展面临的巨大挑战。文章根据我国风电发展现状和趋势,基于时序生产模拟方法进行高比例风电运行场景模拟,获得不同风电穿透率下的弃风时间序列,并从弃风序列波动性、概率分布特性和间歇性3方面分析其特性。最后,算例量化模拟了储能回收弃风的效果,为解决高比例风电弃风问题提供了理论依据。     

基于风电-蓄热式电锅炉联合供暖的风电消纳多目标双层优化调度

为解决中国"三北"地区供热期间"风热冲突"问题,在风电消纳困难的电网末端加装蓄热式电锅炉,利用弃风电量进行供热以促进风电就地消纳。该文以弃风消纳最大和运行成本最小为目标建立基于风电-蓄热式电锅炉联合供暖的风电消纳多目标优化模型,提出双层优化求解的思想,并采用改进型多目标粒子群优化算法进行求解,对生成的Pareto解集使用模糊隶属度法进行筛选。基于中国吉林省某示范工程的实际数据的仿真结果验证了该方法能够有效降低运行成本,提高风电消纳水平。     

The effect of spatial dispersion of wind power plants on the curtailment of wind power in the Greek power supply system

To meet the national target of 29% for electricity production from renewable energy sources by 2020 in Greece, effective implementation of massive wind power installed capacity into the power supply system is required. In such a situation, the effective absorption of wind energy production is an important issue in a relatively small and weak power system such as that of Greece, which has limited existing interconnections with neighboring countries. The curtailment of wind power is sometimes necessary in autonomous systems with large wind energy penetration. The absorption or curtailment of wind power is strongly affected by the spatial dispersion of wind power installations. In the present paper, a methodology for estimating this effect is presented and applied for the power supply system of Greece. The method is based on probability theory, and makes use of wind forecasting models to represent the wind energy potential over any candidate area for future wind farm installations in the country. Moreover, technical constraints imposed by the power supply system management, the commitment of power plants and the load dispatch strategies are taken into account to maximize the wind energy penetration levels while ensuring reliable operation of the system. Representative wind power development scenarios are studied and evaluated. Results show that the spatial dispersion of wind power plants contributes beneficially to the wind energy penetration levels that can be accepted by the power system. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

考虑风电消纳的风-蓄联合系统N-1安全校正方法

当前风-蓄联合系统优化调度模型未整体考虑电网的N-1安全,导致支路过载风险急剧增加。基于此,提出了一种考虑风电消纳的风-蓄联合系统N-1安全校正方法。该方法建立了抽水蓄能电站的连续可微模型,基于两步评估法辨识系统N-1故障下的高风险过载支路并形成高危风险集,推导出考虑基态和N-1故障下的安全约束,以各类发电机和负荷有功调整量最小为目标函数,建立了消除支路有功越限的N-1安全校正模型。目标函数中,以过载支路对风电机组的有功灵敏度作为趋势指标,动态调整各控制量的调整优先级,在充分挖掘系统内各机组的潜能、消除系统安全隐患的情况下,尽可能减少电网弃风。以IEEE57节点标准系统为算例,采用线性规划方法对模型求解,测试结果证明了所提方法的有效性和正确性。     

限功率控制下风电机组叶片疲劳损伤研究

基于叶素-动量理论计算风电机组叶片气动载荷,建立其疲劳载荷模型;将叶片简化为悬臂梁,采用雨流计数法、Goodman经验公式和Miner线性累计损伤理论计算风力机叶片疲劳损伤和等效疲劳载荷;根据2种限功率控制策略计算不同限功率水平和湍流强度下风力机叶片单位时间的疲劳损伤量,分析限功率运行工况对叶片疲劳损伤的影响。结果表明,新型限功率控制策略可减少变桨系统的动作频率和动作幅度,但其稳定运行状态对叶片的疲劳损伤量大于传统限功率控制策略。最后通过三维函数拟合得到疲劳损伤函数,可应用于限功率条件下风电场优化调度。     

考虑需求侧响应的风电并网系统旋转备用优化

随着新能源的快速发展,风电并网的规模逐渐扩大,由于风电出力的不确定性,风电消纳已成为新能源发展的主要挑战。考虑常规机组同时参与主辅市场,并融入需求侧资源可中断负荷及用电激励参与辅助服务市场,建立源荷协调的双层优化模型。上层模型以发电成本和弃风成本最小为优化目标,确定常规机组出力和风电计划出力;在上层优化结果基础上,下层针对常规机组调峰能力不足导致的弃风和失负荷情况,考虑用电激励和可中断负荷为备用资源,建立以发电侧旋转备用成本、用电激励成本、可中断负荷成本及失负荷损失和弃风损失的条件价值风险最小为目标的优化模型,得到旋转备用容量优化购买量。以修正的IEEE 6机30节点系统进行算例研究,仿真结果表明所建模型能有效提高系统经济性及风电消纳水平。     

考虑风电不确定性的电热系统经济调度

随着风电等新能源大规模并网,其出力的不确定性给电力系统日前调度带来很大挑战。传统的研究方法多是假设风电功率预测误差服从某种概率分布,但风电功率预测误差受到多种因素影响,概率分布模型无法准确描述其特性。为此,采用基于神经网络的组合预测方法对风电功率误差进行建模,再将预测的风电误差加入到包含热电机组、火电机组、风电、储热装置和电锅炉的热电联合优化调度模型中,最后以实际的10机系统为例进行仿真,分析了风电预测误差对机组出力、风电消纳及调度成本的影响。结果表明,与传统方法相比,所建模型可减少机组燃煤成本与旋转备用成本,降低了经济调度成本,提高了风电消纳水平。     

海上风电场功率提升和疲劳平衡综合优化控制

针对海上风电场,综合功率提升和疲劳平衡分配的优化目标,提出一种以天为优化周期的优化策略。在电网高负荷时段,基于Jensen尾流模型,以轴向诱导因子为优化变量,风电场整场功率最大为目标,运用随机粒子群算法进行风功率利用提升优化控制;在电网低负荷时段,基于风电机组综合疲劳系数计算方法,以机组轴向诱导因子为优化变量,应用尾流计算模型调整轴向诱导因子来满足电网限功率指令,以机组疲劳系数标准差最小为目标,采用粒子群算法寻优进行疲劳平衡优化。以某海上风电场进行算例分析,结果表明该优化策略在一天的优化周期内可较好地实现风电场功率提升和疲劳平衡的综合优化。     

目前中国风电弃风现状及对策

深入分析了风电弃风的原因,介绍了中国风电弃风的现状和对中国风电弃风的基本认识,并在此基础上提出了中国可采取的风电弃风的对策机制。     

计及住宅混合能源需求响应的含风电系统随机优化调度

建立基于需求响应的住宅混合能源系统优化运行模型.同时,采用负荷聚合方法来集中分散的住宅需求响应能力.在电网层面,建立计及需求响应与风电的日前随机优化调度模型.最后,分别对6节点系统和IEEE-118节点系统进行仿真.仿真结果表明,6节点系统的弃风量下降77.5％,IEEE-118节点系统的住宅能源成本、电力系统运行成本...     

电动汽车参与受阻风电消纳的源荷优化控制方法

大规模的电动汽车负荷可增加电网系统的调峰能力,消纳受阻风电。文章首先根据系统负荷和风电出力特性分析其受阻原因;其次,通过对电动汽车充放电特性、可时移特性和SOC模型的分析,建立了电动汽车充放电模型,并提出相应策略;然后,以电动汽车消纳后的风电剩余受阻量最小为目标,建立电动汽车参与受阻风电消纳的源荷优化控制模型,并利用差分进化算法对模型进行求解;最后,以某地区电网实际数据进行仿真计算,验证电动汽车参与受阻风电消纳协调控制的可行性与有效性。     

计及集电线路和内部损耗的风电场模型分析比较

风电的接入会改变电网原有的潮流分布而对电网电压稳定性产生影响。潮流计算作为风电接入系统研究的基础,为得到其计算结果的准确性而建立风电场稳态模型具有重要的意义。以往的风电场系统潮流计算都是把整个风电场等效为一个风机处理,并没有详细讨论风电场内部的电网结构,潮流计算无法深入到风电场内部。在DigSILENT/PowerFactory中建立了改进的潮流计算模型,充分考虑了由双馈异步发电机组成的大型风电场的集电系统以及风电机组间电缆的功率损耗对稳态潮流计算的影响。