基于预想事故集的华东500kV规划网架安全稳定评估研究

根据华东电网多年实际运行经验,结合华东电网区域特点,提出二维预想事故集,在此基础上采用大规模交直流电力系统数字仿真程序,对华东"十二五"500 kV电网目标网架进行暂态稳定评估.最后按照<电力系统安全稳定导则>的三级安全稳定标准,根据仿真计算结果,将具体事故、华东电网区域、三级标准相结合,重新生成二维事故集合,提出了进一步优化、细化华东电网安全稳定问题的方法,为华东电网的规划校核提供了借鉴和参考.     

华东核心网架中长期发展模式

华东电网将逐步发展为多特高压交直流输入、交直流并列运行的特大型受端电网,现有500kV电网的发展模式将发生较大变化。根据华东电网的特点以及规划特高压落点的布局,对华东电网进行板块划分,通过对电网的供电安全分析和短路电流计算,研究板块之间的相互联系模式及短路电流控制措施,从而明确未来华东500kV电网的功能定位及与特高压电网协调发展的运行模式。     

发电机出力成本与负荷裕度置换度指标的NBI求解方法

在多目标优化中,帕累托前沿解集提供了目标函数之间非常有价值的妥协信息,是运行人员进行决策的基础,而NBI(normal boundary intersection)法是均匀产生帕累托前沿解集的有效方法.文中将NBI法引入有功出力优化中,并推导了基于NBI法的置换度指标求解表达式.该表达式可以直观地反映发电机出力成本与安全裕度之间的置换关系,为决策者确定优化方案提供参考依据.算例仿真结果说明了该方法的有效性.     

含不确定性电源的电力系统柔性生产模拟

大规模不确定性电源接入电网给电力系统带来了随机性、波动性和间歇性等不确定性因素,现有的随机生产模拟理论不能很好地解决上述形势下的电源规划和评估。鉴于此,提出了“电力系统柔性生产模拟”的概念并研究了其一般方法和流程。该方法不仅能得到传统随机生产模拟的可靠性和经济性指标,还给出了考虑不确定性电源和储能接入下的不确定性电源发电的容量可信度以及可避免费用等。所提方法还从电网调峰和调频两个层面和时间尺度评估了系统的弃能电量。在调峰层面,基于电网调峰需求和调峰能力加以分析给出了该层面的弃能电量;在调频层面,采用多场景分析理论给出了调频层面弃能电量的评估方法。电力系统柔性生产模拟能为含不确定性电源的电源规划及评估提供理论依据,并能全面评估不确定性电源的接入对电网造成的影响。对2020年西北规划电网的仿真计算验证了所提方法的正确性和有效性。     

考虑N-1安全的分布式电源多目标协调优化配置

现有风电和光伏分布式电源(DG)规划模型均未计及配电网中的主变、馈线N-1约束,所得配置方案未必满足安全性要求。为解决该问题,提出一种考虑N-1安全的多目标DG选址定容规划模型。基于安全距离模型,介绍配电网N-1安全评估方法和指标;利用准蒙特卡洛模拟和奇异值分解生成风光荷相关性样本矩阵以提高规划结果准确性;以年综合费最小和安全距离均衡比最小为多目标,利用机会约束规划方法建立DG规划模型,并采用正态边界交点联合动态小生境差分进化算法对模型加以求解。算例结果表明,所得选址定容规划方案能保证N-1安全,实现了综合考虑系统经济性、安全性下的最优,验证了所提模型和算法是合理、有效的。     

用于提高风电场运行效益的电池储能配置优化模型

为风电场配置电池储能系统(BESS)可以有效提高风电接纳能力,增加风电场运行效益。首先,提出一种考虑网架结构的BESS配置双层优化模型。外层模型计及系统安全约束,以风储联合系统相较风电场单独运行的效益增加量最大化为目标,确定BESS最优配置节点、功率、容量;内层模型以风储联合运行效益最大化为目标,以发电机组、风电场、BESS出力为决策变量,考虑功率平衡、旋转备用以及储能系统功率、容量等约束。其次,提出基于改进帝国竞争算法(ICA)的数值优化算法求解该模型。最后,在改进IEEE 118节点系统中验证了所提模型的有效性。结果分析表明:该模型得到的BESS最佳配置方案可有效增加风电场运行效益,随着其投资成本降低或并网电价提高,风储联合运行效益增加量与弃风改善情况均呈增大趋势,且合理设定BESS初始荷电状态可以进一步提高风储联合运行效益;改进ICA相较ICA在保证收敛性的前提下可以有效提高计算速度。     

多目标电网规划的分层最优化方法

针对目前研究大规模多阶段多目标电网规划遇到的问题，提出了多目标电网规划的分层最优化方法，使得计算量大幅度降低，避免了多目标函数处理的困难；同时提出的改进最优切负荷模型更易于计算缺电成本，使可靠性指标转化为经济性指标时方便实用，算例证明了本文算法的有效性。     

基于模式记忆并行蚁群算法的输电网规划

该文讨论了目前大规模输电网规划求解中常见的无法完成对解空间的充分搜索，从而难于求得全局最优解的问题；给出了泛函形式的输电网规划模型，并重点分析了输电网规划解的模式。在分析了传统蚁群算法易产生未成熟收敛现象及其原因的基础上，设计了一种基于模式记忆的并行蚁群算法，该算法通过模式记忆实现了解空间分解，能够有效地识别、记忆和跳出局部最优解；通过局部细化搜索进一步加强了局部搜索能力；通过并行计算提高了计算速度。某实际77节点的算例分析表明了该算法具有很高的计算效率和优秀的局部、全局收敛性，有效克服了现代启发式算法在求解输电网规划问题时存在的效率不高及未成熟收敛等现象。     

考虑LCC管理的电网规划方案评价研究

介绍了目前电网规划方案的评价方法,结合LCC原理,建立了电网规划方案的LCC费用分解模型.介绍了华东电网开展LCC的具体事例.针对华东电网规划方案,研究考虑LCC管理的电网规划方案评价,阐述了方案评价的研究策略.     

考虑发电容量适应性的多目标输电网规划

电源和负荷增长的不确定性及发电出力变化将对电网规则方案的适应性和灵活性提出新的要求.文中引入发电容量适应性指标,衡量网络结构对发电出力容量变化的适应能力,建立考虑网络结构优化的多目标输电网规划模型,对多场景电网期望负载水平进行优化,改善电网运行环境和应对发电出力容量变化的能力,提高电网功率传输能力,减少各场景下的负荷损失.典型算例结果表明了文中模型和方法的有效性.