多维因素制约下新能源消纳能力评估方法研究综述

大规模新能源的安全高效消纳矛盾是构建新型电力系统过程中亟待解决的关键科学问题。由于新能源渗透率是制约新型电力系统调节能力和抗扰动性能的重要边界,准确评估新能源极限消纳能力对电力系统规划、运行与控制具有重要意义。该文对新能源消纳能力评估方法的国内外研究现状及发展趋势进行了全面述评。首先,诠释新能源消纳能力的基本概念和评估指标;基于新能源出力特点以及新型电力系统“源–网–荷”演化趋势,深入阐述制约新能源消纳能力的关键因素;为了应对新型电力系统在新能源高比例渗入过程中面临的共性问题与挑战,构建了新能源消纳能力评估的总体研究框架,从电力电量平衡、安全稳定约束和电能质量3方面对当前新能源消纳能力评估方法的国内外研究现状进行述评;最后,展望了未来该领域仍需重点研究的方向。     

限流器配置与网架结构优化协同的受端电网短路电流抑制策略

如何有效地抑制短路电流水平已成为受端电网规划和运行中不可忽视的问题。文中量化和构建了计及超导故障限流器（SFCL）配置与网架结构优化的短路电流约束。在此基础上,提出了一种SFCL配置与网架结构优化协同的短路电流抑制模型,采用基于McCormick包络的交流潮流线性化框架,并通过循环结构最小化松弛误差。为有效求解上述模型,将主问题分解为若干子问题,设计了基于嵌套Benders分解算法的求解策略。基于改进的IEEE 39节点系统和河南电网规划系统开展仿真分析,验证了所提策略在经济性和短路电流抑制效果方面的有效性和实用性。     

碳中和目标下水电高占比电网研究框架与发展形态

碳中和目标下水电高占比电网的煤电陆续退役、新能源加速发展,将带来调节能力和安全稳定弱化等诸多问题,电源结构和网架形态的适应能力面临着重大挑战。为应对水电高占比电网在能源转型过程中面临的共性问题与挑战,建立了一种面向碳中和发展目标的水电高占比电网研究框架体系,从电源规划、网架规划、稳定性分析与控制、规划方案评估与运行模拟4个层面对碳中和能源转型过程中需要研究的关键问题进行了分析。在此基础上,以过渡期和形成期两阶段对碳中和目标下水电高占比电网的发展形态进行了阐释。以中国四川电网为例,提出了碳中和目标下四川电网电源结构形态和主网架形态的演化路径,表明了所提研究框架和发展形态的适用性。     

考虑电网支撑能力约束的煤电退役与调相机配置协调策略

为了尽可能减少煤电机组退役和大规模非同步电源馈入对受端电网安全稳定运行的影响,本文在兼顾电网支撑能力约束的基础上提出了煤电退役与调相机配置协调策略。首先,构建了煤电机组对直流落点的无功支撑系数指标,并综合考虑机组役龄、污染物排放量、煤耗率等常规因素确定受端电网煤电机组的退役优先级顺序。进而,基于预想故障下系统的最大频率变化率和极值频率偏差约束得到煤电机组可退役的最大容量,形成相应的煤电机组退役策略。然后,提出了基于二分法的同步调相机配置策略,该策略可以对投建调相机的容量和选址进行决策,通过在煤电退役路径中协调配置调相机,确保受端电网的电压支撑能力满足要求。最后,在受端电网配置调相机后,对煤电机组可退役的最大容量进行同步更新,并对煤电机组退役策略进行相应的调整,实现煤电机组退役和调相机配置的相互协调。基于改进的IEEE 39节点系统和河南电网规划系统开展了仿真分析,根据多馈入短路比和预想故障下的暂态仿真结果可知,在煤电机组退役容量相同的情况下,与传统的煤电机组退役策略相比,本文所提策略确定的煤电机组退役顺序可以有效降低机组退役对受端电网静态电压稳定性的影响,并且可以降低大扰动故障下对受端电网暂态电压稳定性的影响。     

计及频率偏移分布与惩罚代价的最大频率偏移预测方法

现有基于数据驱动的电力系统最大频率偏移预测方法忽略了样本分布不均匀对最大频率偏移预测的影响,其预测精度仍有进一步提升空间.为此,文中提出一种计及频率偏移分布与惩罚代价的最大频率偏移预测方法.采用多源信息融合方法从系统运行信息中提取关键特征子集,避免维度爆炸问题.然后,构建级联轻梯度提升机,并在其损失函数中加入惩罚敏感机制,以使级联轻梯度提升机训练时根据频率偏移样本的分布概率及保守预测的惩罚代价自动修正样本损失值.基于IEEE 118节点标准系统的仿真结果表明,所提方法具有优异的预测精度和抗噪性能.