近期广东电网分区供电方案研究

随着西电送广东以及广东电网建设步伐的不断加大,系统短路电流问题日益突出。在对近期广东电网确定220kV分区供电原则,实行分区供电方案研究的基础上,对广东电网中长期规划提出了若干建议。     

冀北电网分区供电研究

随着电网的发展,电力系统在高一级电压网络尚未满足供电可靠性要求的情况下,为了合理利用现有资源获取最大网络传输功率,以及满足用户对用电的要求,形成了高低压电磁环网。通过分析冀北电网的具体结构和电磁环网运行存在的问题,提出唐山、承德、秦皇岛（简称“唐承秦”）地区的分区供电方案。“唐承秦”地区存在较多的500/220 kV电磁环网结构,加之地区负荷较重,考虑到安全供电,“唐承秦”地区有必要实行分区供电运行。结合冀北地区500 kV和220 kV发输变电工程的建设项目,将唐山电网分为5个220 kV供电区域的分区供电方案。通过计算和分析电网的电力平衡关系、短路电流、可靠性并进行稳定校核,证明分区供电方案的可行性,以期为冀北电网及其他地区分区供电的研究工作提供参考。     

基于分区等值模型的500 kV受端电网分区供电理论

随着电网联系越来越紧密,电磁环网带来的短路电流超标问题凸显。合理的电网结构是限制电网短路电流的基础,通过分析总结我国受端电网的典型分区结构,基于电路等值理论构建了单站供电、两站手拉手、三站链式或环网等受端电网典型分区供电模型。对不同分区模型不同位置故障时的短路电流进行理论计算,并通过与实际电网短路电流计算结果进行比较验证了等值模型和计算方法的正确性。兼顾供电可靠性和短路电流水平,并考虑分区内电源接入和站间线路长度,提出500 kV受端电网分区以2~3站的4~6台主变压器为宜,该原则下若分区内仍存在短路电流超标问题则进一步采取线路串抗的限流措施。     

220kV分区电网与互联电网供电能力研究

文中以如下3条为原则:根据目前设备的制造能力,新建变电站远景短路电流水平,500kV母线按63kA控制,220kV母线按50kA控制;考虑220kV地方电厂的接入对500kV变电站短路电流的影响;变电站单台变压器的最大容量和并列运行的变压器台数应使220kV母线短路容量不超过允许值。解决了220kV分区电网中允许并列运行的500kV联变的容量和台数、500kV联变容量和分区电网内发电机组容量的配合以及两个220kV分区互联后供电能力的变化问题。     

广东电网"十二五"分区供电研究

广东电网系统短路电流问题日益突出,潮流控制难度加大,严重地影响到电网的规划建设与安全运行。基于广东电网"十二五"规划,对其分区供电方案进行了研究,认为环路建网、分区供电是解决系统短路电流问题的有效措施,给出了在分区供电方案下应采取的相应措施,提出简化网络结构、优化输电方式和增加动态无功储备等建议,以增强电网抗御严重事故的能力和提高系统运行的灵活性。     

计及用户分级与互动的配电网最大供电能力模型

用户对可靠性的不同需求以及用户参与互动是未来智能配电网必须考虑的重要因素,文中研究了用户分级与互动对最大供电能力(TSC)的影响,提出了计及用户分级与互动的TSC模型。首先,分别分析了不同用户级别和用户互动方式与TSC之间的关系;然后建立了用户响应模型,并基于现有馈线互联的TSC模型提出了计及用户分级与互动的TSC模型;最后对2个不同场景的算例进行了计算分析。分析结果表明,签订可中断负荷或紧急需求响应协议的三级用户,在N-1模式下参与互动并削减负荷会影响TSC的大小,且TSC将随用户削减负荷程度的增大而增大,直到达到电网总容量限值为止。所提方法能够计算在计及用户分级与互动条件下的TSC,为日后用户分级互动环境下配电网发挥最大供电能力奠定了基础。     

利用储能技术实现交流互联电网分区解耦控制的可行性研究

交流联网可能会带来互联电网的动态稳定性问题.通过对交流和直流2种联网方式的对比分析,提出利用储能技术实现交流互联电网分区解耦控制的思路,即通过储能装置消除2个交流互联的区域电网之间的相互影响,各区域电网只需按照本区域的电网特性进行稳定控制,通过理论分析证明该思路的可行性,讨论储能装置安装位置对分区解耦控制效果的影响和对储能装置容量的要求,提出实用化的控制策略,对2个电力系统的仿真结果验证了控制策略的有效性.     

分区柔性互联城市电网的最大供电能力分析

对比现有电网分区运行模式与新型柔性互联运行模式,并阐述柔性直流分区互联装置的基本工作模式;介绍分区互联装置的基本结构,并研究装置在分区间有功支援与动态无功支撑过程中的工作原理;考虑电网N-1静态安全性与暂态电压稳定性,提出分区柔性互联城市电网最大供电能力的定义与模型,并给出一种简化的逼近求解算法。某电网示范工程实际算例验证了所提方法的正确性;与传统分区运行相比,柔性互联后最大供电能力得到提升。     

区域电网电能损耗预测方法研究

根据区域电网的特点,提出电能损耗递推预测法,采用状态波动系数建立省间交换电量和线损电量、线损率之间的联系,综合考虑负荷形状系数、等值电阻、平均电压、运行时间、功率因素等方面对线损的影响,在省间交换电量预测的基础上实现线损电量和线损率的预测,为电网节能降损及经济运行提供参考。     

计及站-网损耗分摊的区域综合能源系统碳排放流计算方法

为应对日益严重的环境和能源问题,碳减排相关研究已成为重中之重,碳排放流能够辨析碳要素的流动。以此为研究背景,提出一种计及站-网损耗分摊的区域综合能源系统碳排放流计算方法。依据双层结构热力系统等效变换规则,构建电-气-热网络统一结构模型。在此基础上,对区域综合能源系统网络损耗实现双向分摊,碳排放流损耗等效至管线两端节点,明确网络损耗对应碳排放责任的主体。针对能源站碳责任的界定问题,在考虑能源站损耗的碳排放流集线器模型基础上,推广至标准化矩阵碳排放流集线器,并采用区域综合能源系统碳排放流统一矩阵计算方法,实现站-网损耗分摊下的碳排放流计算和分析。算例结果验证了所提方法的合理性和有效性,网损的双向分摊和考虑能源站损耗的碳排放流集线器模型使发电侧和用户侧更加公平地承担对应的碳排放责任,分布式多类型可再生能源的接入有利于提高全域新能源渗透率,降低站-网综合碳排放流损耗。     

计及低碳排放的阻塞管理模型研究

为了发展低碳经济,作为碳排放最多的电力行业节能减排是一个紧迫的任务。基于市场化原则和二氧化碳排放量与火电机组发电出力的关系,建立了一个新的阻塞管理模型。该模型不仅如原有模型那样考虑安全性和经济性,而且计及低碳排放和电网效益的协调优化。利用所建立的模型以及传统的阻塞管理模型分别对IEEE14节点算例系统进行了计算和分析,结果显示,在所建议的模型中电网购电费用和CO2排放量的权重因子分别取为0.8和0.2是合适的,既能抑制CO2排放量,又能较大幅度地节省购电费用。     

计及碳排放约束的电力综合资源规划模型与模拟分析

从综合资源规划的角度,建立了碳税政策下计及碳排放约束的电力综合资源规划模型,对给定排放约束目标值下的不同碳税税率情景进行了模拟分析。结果表明,碳税政策下的电力综合资源规划模型在满足系统可靠性的同时,可以有效降低系统总装机容量及发电量,从而显著减少CO2的排放量:在低税率情况下,减排效果并不明显,随着税率的升高,减排效果逐渐明显。     

电网碳排放因子研究方向与应用需求的演变进程

电网碳排放因子是温室气体核算体系中非常重要的一部分,对于减缓气候变化和实现碳中和具有至关重要的作用。当前,针对电网碳排放因子核算的研究已经向着更为准确、区域更为细化、且更具有时效性的方向发展。该文总结了温室气体核算体系关于电网碳排放因子的需求演变以及国内外企业常用的标准和选择方法,介绍了欧美政府现阶段采取的电网碳排放因子计算方法及需求演变,探讨了关于电网碳排放因子的研究进展和应用情况。针对美国和欧洲地区,分别介绍了斯坦福大学、加州大学戴维斯分校、美国国家可再生能源实验室等知名研究机构的典型科研进展。此外,还探讨了欧美公司在电网碳排放因子计算方法及应用场景方面的创新,包括宾夕法尼亚-新泽西-马里兰电力市场公司(Pennsylvania-New Jersey-Maryland Interconnection,PJM)、新英格兰独立系统运营商(Independent System Operator-New England,ISO-NE)、Watt Time等公司已经推出的电网碳排放相关应用与产品。最后,该文指出了我国开展分时分区电网碳排放因子研究与应用的必要性,并提出了相应建议,为我国电网碳...     

基于分区和变电站内外模型的区域电网单线图自动生成

区域电网系统单线图将变电站接线图与站间线路连接在同一个平面展现。以110kV地区电网为例,首先利用其220kV变电站为电网枢纽,辐射状连接110kV变电站的特征对全网进行分区。提出了使区块内变电站数量较均匀,区块间的联络线尽可能少的分区方法。对变电站内、外模型图形进行设计。区块内布局布线问题转化为2个无耦合的顺序阶段求...     

基于组合集成学习模型的区域碳排放预测方法研究

在低碳发展的大背景下,区域碳排放预测模型研究对未来双碳目标任务制定与实施的具有重要指导意义。Elas-ticNet-XGBRegressor 模型是一种组合集成学习模型,其中ElasticNet模型为特征筛选模型,XGBRegressor模型为区域碳排放预测模型。通过采用STIRPAT模型原理和IPCC排放因子法构建包含25个特征的原始数据集,并验证提出模型的有效性,以实证对照实验的方式进行,ElasticNet-XGBRegressor模型作为实验组,Spearman特征筛选和常见机器学习方法组合作为对照。结果表明,ElasticNet-XGBRegressor 模型在RMSE、MAPE和R2等模型评价指标上全面优于对照组,说明了ElasticNet-XGBRegressor 模型在区域碳排放预测中的优越性。通过创新性的将回归模型与决策树集成学习模型相结合,利用ElasticNet模型的特征筛选能力和集成学习的高准确性与鲁棒性提高了预测模型的精度和稳定性。     

基于内点法和邻域搜索解耦动态规划法的区域电网动态无功优化方法

动态规划法可高效、准确求解小规模区域电网动态无功优化问题,但随着电网规模的增大,存在组合爆炸而导致求解时间急剧增长的问题。为此,提出了基于内点法和邻域搜索解耦动态规划法的区域电网动态无功优化两阶段混合方法。第1阶段,采用Sigmoid函数实现原模型的连续化,然后采用内点法求连续最优解;第2阶段,在连续解基础上,采用启发式邻域搜索策略确定解耦动态规划法搜索空间,通过站间解耦、调压和无功补偿设备的解耦协调以及站内的动态规划求解区域电网动态无功优化问题。该两阶段方法既保证了优化解的质量又可以有效避免离散变量求解状态组合爆炸问题,大幅度提高了动态规划法的计算效率。以某220 kV控制分区的仿真分析,验证了所提方法的有效性。     

计及分配因子的互联电网频率模型预测控制策略

针对单个区域有多台自动发电控制(AGC)机组的情形,提出了计及分配因子的互联电网频率模型预测控制策略。首先根据各发电机组的煤耗特性建立经济性目标函数并计算出经济最优分配因子,然后将分配因子作为状态空间方程的一部分,最后利用模型预测控制器输出各区域的调节容量,并进一步调节各AGC机组的发电出力使电网频率和联络线功率快速恢复至额定值。为验证所提控制策略的有效性建立了两区域互联电网的动态模型并进行仿真。仿真结果表明文中的分配方法能够有效地节省煤耗,所提控制策略和PI控制和经济分配相结合的方法相比具有更好的控制效果。     

计及电力安全事故风险的电网动态分区与切负荷协调控制研究

国务院599号令明确了稳控系统切负荷等同于故障损失负荷。区域切负荷比例过高会导致严重的电网安全事故等级和事后追责。研究通过动态调整电网分区结构解决部分对控制时间要求不高的紧急状态以减少控制切负荷量非常必要。当存在多个动态分区方案可以解决电网紧急状态时,采用多目标决策从备选方案中选择最优动态分区方案。当仅依靠动态分区技术不能解决电网紧急状态时,为降低电网损失,需要在计及电力安全事故风险的前提下考虑动态分区与紧急切负荷措施协调配合。通过实际电网算例验证,采用计及电力安全事故风险的电网动态分区与切负荷协调控制,可在保证系统安全的前提下,减小负荷损失量,降低电网整体电力安全事故等级。     

计及风电接入的电力系统电压稳定薄弱区域研究

大规模风电并网运行会显著影响系统的电压稳定性,为研究风电接入对电压稳定薄弱区域的影响,在电力系统分析综合程序（Power System Analysis Software Package,PSASP）中建立了基于双馈异步风力发电机的风电场模型,以IEEE 39节点系统为例,分析和研究了正常负荷情况下和极限运行状态下风电接入对电压稳定薄弱区域的位置分布和薄弱程度的影响.仿真结果表明,通过对风电场自身的无功补偿及对风电场地址的无功储备进行合理约束,可改善风电接入系统的电压稳定性.