基于分布鲁棒优化的含风电系统静态安全校正控制方法

提出一种计及风电出力不确定性的电力系统静态安全校正控制方法。考虑与风电预测方法的合理对接,采用风电预测出力的区间及期望值信息描述风电的不确定性。以调整措施耗费的经济成本最小为目标,考虑发电机出力调整和切负荷2种控制措施,建立考虑风电波动的有功安全校正控制模型。基于分布鲁棒线性优化理论,将含有不确定性参数的校正控制模型转化为仅含确定性参数的鲁棒对等模型,并采用线性规划方法进行求解。某区域电网算例结果表明,所提模型得到的校正控制方案能够应对各种可能的风电波动;同时,该模型可实现控制策略经济性与鲁棒性的相互转化,并能给出控制策略鲁棒性程度的概率评价。     

考虑源荷频率特性的含风电交直流系统概率连续潮流方法

针对传统连续潮流方法难以适应大规模风电接入交直流互联系统的实际情况,提出了一种含风电交直流系统概率连续潮流计算方法。该方法在兼顾常规机组调频特性和负荷电压/频率静特性基础上,进一步考虑风电出力随机性、直流控制方式和频率波动偏差约束,建立考虑电源调频和负荷电压/频率静特性的含风电交直流系统概率连续潮流方程;通过其修正方程的雅可比矩阵,推导能反映频率波动、风电出力和控制方式等因素的负荷裕度灵敏度指标;基于统一迭代法,结合蒙特卡洛方法和预估-校正方法获取系统N和N-1状态时多场景潮流解和负荷裕度。最后,修改的IEEE 39节点系统算例仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

电力系统静态安全混合控制方法

提出一种将预防控制和校正控制相协调的电力系统静态安全混合控制方法。预防控制模块中,利用风险指标确定进入预防控制模块的预想故障集,该风险指标考虑了预想故障发生的概率及其严重性,采用连续线性规划技术求解考虑多预想故障的静态安全预防控制策略。校正控制模块中,首先判断系统静态安全裕度是否满足要求,并考虑风电/光伏的随机波动特性,针对不安全故障分别制定校正控制策略。所提方法通过系统风险指标协调预防控制和校正控制中考虑的预想故障集,从而将预防控制和校正控制相互协调,以获得安全性和经济性均满足系统需求的静态安全控制策略。以我国某682节点系统的算例验证了所提方法的有效性。     

基于源-荷协同的电网静态安全校正最优控制算法

为消除N-1事故情况下的线路过载和节点电压越限,提出了一种基于源-荷协同的电网静态安全校正最优控制算法。针对调整机组出力和切负荷两种静态安全校正措施,分析电网静态安全校正控制代价,在满足电网静态安全约束前提下,以系统整体控制代价最小为目标,建立电网静态安全校正控制模型。考虑可控负荷的离散特性,按切负荷代价由小到大的顺序形成切负荷控制策略表,并应用灵敏度指标从切负荷策略表中截取候选切负荷策略,分析各切负荷策略代价,协同静态安全校正控制模型,求解最小切负荷策略下发电机组出力的可行解。算例分析验证了离散的切负荷策略对应切负荷方案可行性强,避免负荷欠切和过切问题,源-荷协同静态安全校正控制能以最小控制代价有效消除N-1状态的节点过电压和线路过载。     

考虑负荷随机特性的静态安全校正控制算法

目前电力系统静态安全控制算法大都没有考虑负荷的随机特性.实际上,任意节点的负荷都具有随机性,在制定校正控制措施时应考虑这种随机性.本文首先给出一种模拟负荷随机波动的模型,然后基于广义负荷裕度,提出了一种考虑负荷随机特性的静态安全校正控制方法.该校正控制方法取最不利的负荷波动模式加入校正控制模型并采用连续线性规划技术求解.我国某实际的682节点系统的仿真算例验证了本文方法的有效性.     

考虑不确定因素的电力系统静态安全预防控制

提出一种考虑不确定因素的电力系统静态安全的预防控制方法。首先,给出一种考虑预想事故发生概率和负荷水平不确定性的系统静态安全指标;然后通过将该指标加入到预防控制模型中,得到考虑不确定因素的预防控制策略,重点考虑采用发电机出力再调整和切负荷作为控制手段。鉴于负荷特性对系统的影响很大,采用ZIP负荷模型。我国某实际系统的仿真算例结果验证了所提方法的有效性。     

考虑电力系统频率响应特性的鲁棒区间风电调度方法

可再生能源装机容量的快速增长给电力系统的正常运行带来了许多新的挑战,特别是在有功平衡及频率控制方面。该文针对大规模风电集中接入情况下,由于系统惯性不足及风电出力突然波动导致的系统频率安全问题,提出一种能够考虑发电机及负荷频率响应特性的鲁棒区间风电滚动调度模型。该模型对风电波动状态下的系统频率响应特性进行了分析,建立了短期风电预测误差与系统频率波动大小的定量关系,弥补了传统有功调度过程中对系统频率响应特性考虑的不足。该模型能够使得在所有可能的风电出力变化情况下,系统的频率波动范围均满足运行要求,并且系统运行成本最小。最后,在IEEE RTS测试系统上的算例结果证明了所提方法对保证大规模风电接入下系统频率安全的有效性。     

含风电场电力系统的鲁棒优化调度

随着风电场大规模的接入电力系统,电网调度运行变得愈加困难。传统的调度方法无法考虑风电出力的不确定性,将威胁系统运行的安全性,因此研究计及风电出力波动性的电力系统安全调度具有重要意义。采用一种基于风电出力预测区间的调度模式来考虑风电出力的不确定性,在此基础上建立鲁棒优化调度模型,并考虑机组的自动发电控制(automatic generation control,AGC)响应来应对风电出力波动,维持系统功率平衡。然后在鲁棒调度模型的基础上建立新的经济校正成本模型来对比传统调度和鲁棒调度的经济性。该模型在目标函数中加入模拟场景下的弃风和失负荷的惩罚费用,利用风电模拟场景计算平均总运行成本。最后采用96个时段的10机算例和实际某省系统中24个时段的134台机算例对传统调度和鲁棒调度进行了对比分析,验证了所提方法的鲁棒性和经济性。     

大规模风电并网对孤网频率稳定性影响的研究

随着风电大规模接入电网,风电对电网的影响越来明显.针对风电场的出力特性,以及风电场并入电网带来的安全稳定控制装置的配合问题,采用PSASP程序对新疆阿勒泰地区电网进行仿真分析,综合考虑风电出力特性和地区负荷特性对地区电网孤网运行暂态过程和安全稳定控制装置动作的影响,通过对比分析在不同风速和不同负荷情况下各种安全稳定控制装置的配合动作对孤网频率稳定性的影响.结果表明大规模风电接入电网后,风电出力特性和地区负荷特性共同影响安全稳定控制装置的配合以及孤网频率稳定性.对含大规模风电接入的电网的安全、稳定运行具有重要的参考价值.     

高风电渗透率下变速风电机组参与系统频率调整策略

考虑负荷波动、风电有功输出的随机性,针对电力系统对大规模风电并网时电能质量、经济性、负荷支撑和快速响应等多方面的需求,提出了一种高风电渗透率下变速风电机组参与系统频率调整的多时间尺度协调优化策略。根据变速风电机组运行特性,制定不同风速工况下风电机组的减载控制,并在不同时间尺度对机组间的调频出力进行协调,使惯性与一次调频相结合,实现频率调整优化。结果表明该策略下变速风电机组不仅能够有效地为系统提供惯性支撑,并且具备灵活、可控的静态频率响应特性。     

考虑风电接入的在线风险评估和预防控制

随着风电渗透率日趋提高,大规模风电的接入对电网静态电压安全的影响也逐渐增强,风电出力分钟级的显著变化将导致电网运行状态的频繁波动,甚至出现静态电压失稳的可能。为应对该问题,提出考虑大规模风电接入的在线电网静态电压安全风险指标,并搭建基于此风险指标的预防控制模型以降低系统运行风险,提高系统稳定运行裕度。IEEE 9节点系统和IEEE 39节点系统验证了所提风险指标和预防控制模型的有效性。     

基于高斯混合模型及近似线性规划的风电系统校正控制方法

提出一种基于高斯混合模型及近似线性规划的风电系统校正控制方法。考虑到风电及负荷功率预测误差的非高斯特性及相关性,建立了描述风电及负荷功率联合概率分布的高斯混合模型。考虑切负荷、发电机功率调整以及统一潮流控制器等控制措施,以控制代价最小为目标函数,构建了计及电压、频率及线路潮流等静态安全约束的风电系统校正控制优化问题的数学模型。为求解含不确定变量的非线性优化问题,依据高斯混合模型的性质,在稳态运行点的邻域内将非线性约束近似转化为线性约束,用线性规划方法求解,并不断迭代直至收敛。最后,将该方法应用于修改后的IEEE 10机39节点算例系统验证其有效性,与场景法的对比结果表明该方法求解效率较高,且具有较好的经济性。     

基于安全域校核的含风电系统负荷恢复优化

为应对规模风电在极端出力场景下可能对负荷恢复过程带来的潜在安全风险,首先,采用Copula理论和拉丁超立方抽样并借助风险价值(value at risk,VAR)方法,得到预测风电出力的安全区间及其极端出力。其次,基于负荷恢复时步的有功静态安全域(active static security region,ASSR)分析提出表征不同负荷节点有功功率调整裕度的安全调整因子。进一步,将负荷重要度和安全调整因子作为衡量恢复价值的权重因素,建立以最大化时步恢复价值为优化目标的负荷恢复混合整数线性规划(mixedintegernon-linear programming,MILP)模型并采用CPLEX求解。以IEEE-39节点系统为例的仿真结果表明,根据恢复方案在极端风电出力场景下的安全域校核结果来调整恢复方案,可获得负荷恢复效果和恢复过程安全性的均衡。     

考虑风电概率特征的静态电压稳定在线评估方法

随着我国风电场装机容量的不断增加,风电场并网对电网静态电压安全的不利影响开始凸显,迫切需要对大规模风电并网情况下电力系统静态电压稳定的安全性进行评估。针对上述问题,提出了考虑风电概率特征的电压安全评估方法。首先,统计风电波动的概率特征,获取系统运行状态的概率分布;然后,应用基于广域测量下的戴维南等值方法计算各风电随机出力状态下各节点戴维南等值参数;最后,依据戴维南等值参数求取静态电压稳定裕度指标评估系统静态电压稳定状况。该方法将静态电压安全与概率分析充分结合,仅依据单状态断面即可评估系统静态电压稳定裕度,计算简单、迅速,适用于含风场电力系统静态电压安全稳定的在线监测。利用IEEE 9节点算例验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于可信性理论的含直流落点系统风电与负荷协调恢复优化

在高风电占比的交直流混联电力系统中,大停电后快速恢复负荷需要风电与常规电源、直流输电系统共同支撑,但风电的不确定性阻碍了其在恢复中应用。考虑风电与负荷的不确定性,引入风电场出力和负荷恢复量的模糊模型,基于可信性理论,建立风电与负荷协调恢复的模糊机会约束规划模型,在控制频率与备用风险水平基础上,优化风电与负荷接入效益。采用模糊机会约束的清晰等价类方法,将模糊模型转化为确定性的混合整数线性规划模型,保证了求解效率,满足在线快速决策的要求。算例表明该方法能够平衡风电、负荷与常规电源在多阶段恢复过程中的效益与安全,对风电接入具有更好的适应性。     

一种考虑风电出力和负荷不确定性的最优调峰方法研究

风电的随机波动特性可能使风电系统存在反调峰现象。在分析风电并网使系统对调峰需求发生变化的基础上,建立了风电出力和负荷的不确定性模型,并以最大限度消纳风电为目标,通过考虑使电网收益最大、满足潮流安全约束等因素建立了基于实时电价的火电、水电和抽水蓄能联合调峰优化模型,并采用最优潮流和粒子群算法研究了改进优化模型的求解方法。最后,对所研究调峰策略优化方法进行了仿真验证,证明了该策略在提高电网收益的同时,能够充分利用各调峰机组的调峰能力,确保系统的安全性。     

风电场接入电网的安全稳定分析

采用电力系统潮流算法,基于风电场出力与母线电压的P-V曲线,实现大容量风电场接入电网后电力系统的静态安全分析方法。建立异步风力发电机组的动态仿真模型,实现含有大容量风电场的电力系统动态稳定分析方法。结合风电场接入系统实例,提出保证电网和风电机组安全稳定运行的风电场运行控制方法。探讨通过控制负荷侧功率因数、采用动态无功补偿装置及进行故障后切除风电机组等措施提高电网动态稳定水平、改善风电场运行条件的有效方法。     

计及风险备用约束的含风电场电力系统动态经济调度

为解决风电的不确定性给电网调度带来的问题,必须开展含风电场的经济调度问题研究。通过引入风速和负荷预测误差的概率分布函数来描述系统中存在的不确定性因素,提出了一种基于风险备用约束的含风电场电力系统动态经济调度新模型。在目标函数中采用惩罚的方式对风电计划出力相对于实际出力的偏差所造成的备用成本加以考虑。该模型采用收敛特性稳定的非线性预估–校正原对偶内点法进行求解。通过含有一个风电场的10机组系统算例,验证了所提调度模型的可行性。分析表明,该模型可以在保证系统可靠性要求的基础上,实现经济性最优的目标。     

考虑大规模风电调峰要求的系统机组检修计划

考虑风电运行特性进行发电机组检修安排对优化风电利用和保证系统运行安全意义重大。综合考虑了风电出力运行要求、负荷变化特性与机组调节特性以及机组检修特性,以系统检修成本和风电弃风量为优化目标,以系统发电可靠性和系统调峰充裕性等为约束条件,利用Benders分解法将原始模型分解为主问题(多目标整数规划)和子问题(弃风量计算、系统发电可靠性和调峰充裕性)进行分散协调,对含大规模风电的电力系统机组检修计划进行了研究。最后,利用IEEE-RTS测试系统验证了所述方法的可行性与有效性。     

考虑风电场出力随机性的电网静态安全分析

基于灵敏度分析理论和随机潮流计算方法,提出了一种适用于含风电电网规划的静态安全快速分析的概率方法。该方法综合考虑了风电场出力随机性、常规机组强迫停运、负荷预测不确定性等因素,运用灵敏度分析法对电网进行断线模拟,通过考虑电网结构变化的随机潮流计算进行概率分析。在计算灵敏度矩阵时考虑了网络结构变化的影响,提高了该方法的计算精度。运用半不变量和Gram-Charlier级数的相关理论避免了复杂的卷积计算,加快了该方法的计算速度。同时,运用故障排序技术避免对所有线路进行开断校验,减少了工作量。对含风电的IEEE 14节点系统进行了静态安全分析,验证了所述方法的有效性。