计入光伏发电的电力系统分时段随机生产模拟

随着光伏发电并网容量的不断提高,其对电力系统规划运行,以及可靠性、经济性等方面的影响日益突出。利用自回归滑动平均(auto regression moving average,ARMA)模型对光照辐射强度进行预测,结合光伏出力特性和聚类理论建立了光伏出力多状态随机预测模型,并计入光伏系统自身故障的影响,基于等效电量函数法分时段对含有光伏的电力系统进行随机生产模拟。采用EPRI-36测试系统验证了分时段随机生产模拟方法的正确性,并基于此方法分别从经济性、可靠性等层面分析了光伏并网对电力系统的影响。     

含光伏和风电的电力系统随机生产模拟

为了解决电网中不断增加的间歇式能源给电力系统的规划和运行带来的困难,研究了光伏和风电同时并入电力系统后的随机生产模拟计算模型。基于随机生产模拟方法以及其中多状态机组的处理方法,建立了光伏的多状态计算模型。同时,结合该模型和风电等效多状态模型分析处理了光伏和风电两种间歇式能源同时并入电力系统后的随机生产模拟情况。光伏多状态计算模型可以考虑到太阳能的间歇性和不确定性。比较计算结果与实际情况表明,在随机生产模拟中,采用这两个处理间歇式能源的计算模型,得到的光伏发电量和风电场出力接近于实际情况,为恰当安排电能生产提供依据。     

基于随机生产模拟的风电场容量及电量效益

风电场对电力系统的贡献可概括为容量效益和电量效益2个部分。介绍了随机生产模拟的基本原理,将风电场按出力统计为一个等效多状态机组,并将其进行卷积以修正等效持续负荷曲线。提出了一种基于发电系统可靠性指标计算风电场容量效益的方法,基于随机生产模拟结果,考虑碳排放权交易,计算风电场的电量效益。以IEEE RTS-96测试系统和NREL风电数据为基础,计算风场的容量效益和电量效益,并对风电渗透率、风能状况、系统负荷、系统可靠性水平等影响因素进行了研究。     

基于集中损耗的光伏发电单元年发电量RT-LAB仿真分析

发电量是定量评估光伏发电单元效益的重要指标,而逆变器损耗与发电量指标息息相关。已有的光伏发电单元发电量计算模型或过于复杂,或忽略了逆变器参数和控制算法带来的影响,难以准确计算逆变器损耗。针对上述问题,提出了基于集中损耗模型的光伏发电单元发电量计算方法。该方法根据逆变器的瞬时输出功率,采用了集中等效模型来模拟逆变器在不同工作点的损耗,所需参数较少,简单准确且不会增加模型的计算负担。同时该模型考虑了电力电子器件的参数和控制对发电量的影响。最后通过RT-LAB实时仿真平台搭建了所述光伏发电单元发电量详细仿真模型,并与实际系统的年发电量进行对比,验证了该模型的正确性。     

基于改进模糊C均值聚类算法的区域集中式光伏发电系统动态分群建模

以光伏逆变器为核心,提出了一种区域集中式光伏发电系统动态分群建模方法。该方法以光伏逆变器控制参数向量及其对输出轨迹的灵敏度系数为聚类指标,采用改进的模糊C均值(fuzzy c-means algorithm,FCM)聚类算法得到系统在不同工况下光伏发电单元的聚类结果,实现光伏发电单元的动态分群,将同群的光伏发电单元合并成一个等值发电单元,得到区域集中式光伏发电系统的多机等值模型。通过仿真验证及误差分析,结果表明,提出的动态分群建模方法是合理的,建立的多机等值模型兼顾了模型精度和等值化简的需求,具有较高的应用价值。     

基于有限状态机的光伏系统中逆变器建模方法

光伏发电系统的仿真依赖于合适的光伏矩阵模型、逆变器模型和工作条件。针对现有光伏发电逆变器模型在通用性和自动控制能力方面的不足,建立了一种基于有限状态机(FSM)的逆变器模型。分析了并网逆变器的运行过程及规律,归纳出其可能发生的状态、事件及转换关系,构建出一个FSM,它是逆变器模型的核心。为了实现光伏发电系统的仿真,引入了一个电池模型,使其与逆变器模型进行交互。仿真结果表明,该建模方法有效地提高了系统的自动控制能力。通过修改逆变器模型的参数值,可以使其适用于特定的产品,具有通用性。     

基于需求侧管理的分布式光伏发电余电上网调控研究

在居民用户分布式光伏发电余电上网方面引入需求侧管理,促进居民用户改变用电方式,提升日间余电上网电量,降低电网高峰时段的供电压力。基于消费者心理学原理,建立了用户激励响应模型。考虑用户可调容量、光伏出力的约束条件,采用多目标遗传算法得出分布式光伏发电余电上网的经济激励,该激励可有效提高用户余电上网电量,削减日间高峰负荷,提高电网的运行效率。     

含多个不对称光伏并网系统的配电网三相随机潮流计算

采用序贯蒙特卡洛模拟方法,分析了含单相光伏和三相光伏并网系统的不对称辐射形配电网的三相随机潮流计算。其中,考虑了天气的随机变化,对太阳能辐射进行逐时模拟,计及了光伏阵列效率的逐时变化、光伏阵列的有效光照面积、最大功率点跟踪和逆变器效率及整个光伏发电系统的可靠性等,对并网光伏发电系统输出进行逐时随机模拟。采用时变负荷模型并计及其随机性,编制了含光伏并网系统的配电网三相随机潮流计算程序。实际算例验证了所述方法的可行性和实用性。     

含光伏发电的配电网有功无功资源综合优化配置

针对配电网中光伏发电渗透率逐渐提高、而当前配电网光伏发电规划未充分考虑其无功调节能力的现状,研究将配电网中提供有功和无功的光伏发电、提供无功的电容器进行综合协调优化配置。考虑时序性和随机性,对光伏发电出力和负荷建立分时段多状态模型。以高于置信水平的年费用最小为上层规划目标函数,光伏电源和电容器安装位置和容量为上层优化变量,以高于置信水平的运行年费用最小为下层规划目标函数,每个时段光伏发电无功出力和电容器投切状态为下层优化变量,建立嵌入机会约束规划的二层规划模型。因为考虑光伏发电的无功调节能力以及运行中电源出力随负荷变化的调整,所以配电网损耗、电压等指标和目标函数计算更准确。采用分段二进制编码方式和精英保留策略遗传算法对二层规划模型求解。算例结果表明：配电网中光伏发电、电容器综合配置有利于提高资源利用率、减少投资和运行费用;充分利用光伏发电的无功调节潜力,有助于保证配电网经济安全运行;同时,若光伏发电配合微型燃气轮机等可控电源,可获得更好的投资与运行效益。     

考虑光伏出力与负荷相关性的光伏电站容量可信度评估

光伏发电容量可信度是衡量光伏发电对电力系统可靠性贡献的重要标准。提出一种计及光伏出力与负荷相关性的光伏发电容量可信度的计算方法。首先,根据光伏发电昼夜特性,建立白天、黑夜分时段出力模型;其次,采用离散联合概率分布构造刻画光伏出力与电网负荷相关特性的联合多状态模型;最后,利用非序贯蒙特卡洛模拟方法计算得到系统可靠性指标和光伏发电容量可信度。基于等LOLE和等LOEE准则,计算了RBTS系统增加光伏电站后的光伏发电容量可信度,结果表明所提出方法的正确性和实用性。     

考虑多参数影响的风电场多状态出力概率性评估

大规模风电并网会对电力系统的可靠性带来严峻挑战,其出力的随机性也会对电力系统可靠性评估带来难题。为了准确地对风电场出力进行评估,结合风速的随机性,考虑了风电机组的故障、降额和随机投产状态以及风速分布的威布尔参数对风电场出力的影响,建立了风电场多状态出力的可靠性模型;基于蒙特卡洛法对风电场的有功出力进行了概率性评估,并分析了不同状态数、不同降额概率、故障停运概率、随机投产率及不同的风速分布威布尔尺度参数和形状参数等对评估结果的影响。仿真结果表明,所建模型切实可行,能有效地对风电场出力进行评估。     

计及风光不确定性的虚拟电厂多目标随机调度优化模型

为缓解风电和光伏发电不确定性对虚拟电厂稳定运行的影响,引入鲁棒随机优化理论,建立了计及不确定性和需求响应的虚拟电厂随机调度优化模型。首先,风力发电、光伏发电、燃气轮机发电,以及储能系统和需求响应集成为虚拟电厂,然后最大化虚拟电厂运营收益、最小化系统运行成本和弃能成本被作为目标函数,建立虚拟电厂调度优化模型。再应用鲁棒随机优化理论来转换光伏发电以及风力发电不确定性变量的约束条件,建立了虚拟电厂随机调度模型。最后,选择中国国电云南分布式电源示范工程为实例分析对象。分析结果显示：所提模型能够降低系统运行成本,双重鲁棒系数的引入能够为不同风险态度决策者提供灵活的虚拟电厂调度决策工具,协助应对风电和光伏发电的随机特性。储能系统能够借助自身充放电特性,替代燃气轮机发电机组为风电和光伏发电提供备用服务,促进风电和光伏发电并网。将需求响应纳入虚拟电厂能够实现发电侧与用电侧联动优化目标,平缓化用电负荷曲线,系统整体运营效益达到最佳。     

计及电压稳定裕度的配电网光伏发电选址与定容

本文针对光伏出力的随机性和负荷的波动性,考虑光伏出力及负荷在不同状态下发生的概率,提出了一种多场景光伏发电负荷混合概率模型。采用电压灵敏度分析法寻找电压支撑点,作为光伏发电接入的候选节点集,提高光伏选址的效率。以改进VPII指标为目标函数,将多场景光伏发电负荷混合概率模型加入功率潮流平衡方程,建立光伏发电的选址和定容模型。最后,以IEEE14辐射型配电网系统为算例,验证了本文所提模型的合理性和有效性。仿真结果表明,合理选择光伏的接入位置和容量,能够有效提高配电网的电压稳定裕度,提升其稳定性并降低网损。     

考虑时序特性的配电网分布式电源优化配置

分布式风电、光伏电池等分布式电源输出功率以及系统负荷功率的随机性和时序性波动为配电网中分布式电源的优化配置带来巨大的挑战。为此,利用全年各季节各时段历史数据,基于多场景与时段划分的方法对配电网各时段风速、光照强度和负荷大小建立概率分布模型,以包括配电网运行商收益与修正的电压质量改善指标在内的综合效益为目标函数,对各时段采用机会约束规划方法建立考虑时序特性的分布式电源优化配置模型。以IEEE33节点配电系统作为算例,采用精英策略遗传算法对该模型进行求解,规划结果验证了所提模型的有效性,同时表明合理的分布式电源配置方案能够取得较好的经济、环境以及电压质量效益。     

含风电场的电力系统随机生产模拟

针对风电机组出力的间歇性和波动性,提出了用于电力系统随机模拟的时序多状态风电场模型。该模型把研究周期分成不同的阶段,在每个阶段内,风电场的输出功率状态以及各状态的概率都与时间间隔有关系,时间间隔越小,记录的风速数据越多,这样更详细地反映风电场输出功率的波动性;而且在不同的阶段,风速的情况有所差异,因此各阶段风电场输出功率的状态数、各状态值及各状态值对应的概率都可能不相同。该模型反映了风电场输出功率的时序性。基于等效电量函数法的含风电场的电力系统随机模拟计算表明,该模型比较客观地反映风电场输出功率的实际情况     

面向区域配电网的分布式电源接入运行方式优化研究

随着风力发电和光伏发电等分布式电源接入配电网,配电网络变得愈发复杂。针对现有配电模式无法满足电力实际生产要求这一现实问题,在分布式供电技术和配电网运行方式的基础上,对分布式电源接入配电网运行优化方法进行了研究,充分考虑到风力发电、光伏发电、负荷等方面的不确定性,提出随机潮流智能配电网运行优化方法,根据配电网特有的闭环结构和开环运行方式,用Neighborhood Search算法求解,通过仿真对系统的性能进行分析,所做研究工作为我国配电网接入分布式电源提供了一定的参考和借鉴。     

一种光伏电站发电效率多参数综合评估模型及仿真验证

光伏电站的发电效率,会受到多种因素的影响,若能对各种影响因素加以综合考虑,对光伏电站的发电效率提前做出估计,就可能有效避免光伏电站建成后效率低、经济效益差等问题.文中提出了一种计及光照条件、环境温度和相对空气湿度、光伏组件衰减特性等影响因素的光伏电站发电效率综合评估模型,进而以某20 MW光伏电站的设计和若干环境参数做输入进行了仿真实验验证.结果 表明,该评估模型能较好体现所计及因素对光伏电站发电效率的影响,可用于光伏电站规划设计阶段对其发电效率的预先评估.     

基于时序运行模拟的新能源配置储能替代火电规划模型

随着风电、光伏自身成本不断下降,经济性上逐步具有替代火电的条件,同时,随着风电、光伏替代火电规模的增加,系统需要引入储能来应对系统不断增强的净负荷波动。为更加科学地量化评估新能源配置储能替代火电的经济性和规模,首先建立计及电力系统灵活性需求、基于精细化时序曲线运行模拟的电源和储能联合优化规划模型,以系统总成本最低为优化目标,考虑投资决策约束和运行约束,统筹优化不同成本情景下的电源和储能容量,提出新能源配置储能替代火电的经济性分析流程。其次,基于以上模型方法,优化计算某区域电网高、中、低3种成本情景下的电源和储能容量,并分析不同成本情景下新能源配置储能替代火电的演变过程。最后,提出新能源配置储能不同程度替代火电的条件。     

基于蒙特卡罗模拟的含微网配电网可靠性评估

以含微网的配电网可靠性评估为研究内容,首先对光伏发电和风力发电出力随机特性进行了研究,建立了分布式电源和储能联合发电系统的可靠性模型。在此基础上,基于蒙特卡罗时序模拟方法,提出了含微网的配电网可靠性评估算法。最后采用所提出的模型和算法对IEEE DRTS Bus 4改进系统进行了评估。算例评估结果表明,微网能有效提高配...