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【热文榜单】“高比例可再生能源并网”方向最受关注论文TOP20

发布时间:2022-06-26 12:42:37    来源:yaboapp官网 作者:yaboapp入口

  为共享优秀成果,小编梳理了《电网技术》近3年刊出的论文,根据中国知网的数据统计,综合考虑文章被引量、下载量以及专家审稿意见,形成各专业方向的热文榜单。本期为您推荐“高比例可再生能源并网”方向最受关注论文TOP20,一起来看看吧!

  单位:1. 国家电力调度控制中心;2. 新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司)

  摘要:高比例新能源电力系统中风电和光伏发电出力的波动性、不确定性给电力电量平衡带来较大影响。随着我国能源清洁转型和新能源装机占比的不断提升,高比例新能源运行场景下电力的可靠供应将面临巨大挑战。基于实际运行数据,分析了新能源出力的日波动特性与季节特性,总结了不同时间尺度上电力电量平衡存在的问题。在此基础上,通过建立电力系统时序生产模拟模型,研究高比例新能源电力系统平衡问题,量化分析了我国典型电网2025年高比例新能源运行场景下的电力供应不足的问题,并提出了解决措施和建议。

  单位:1. 国家电网公司西北分部;2. 北京科东电力控制系统有限责任公司;3. 华北电力大学电气与电子工程学院

  摘要:随着风电大规模并网,电力系统逐渐发展为低惯量系统,广泛推广风电机组转子惯性控制技术对于提高系统的频率稳定性具有重要意义。该文通过对双馈风电机组和火电机组调频特性的分析以及对双馈风电机组等效惯性常数的研究,提出了风-火系统模糊自适应虚拟惯量控制策略。首先根据风电机组运行工况和系统风电渗透率模糊动态决策出了风电场调频比例系数,其次基于风电机组辅助惯性控制微分系数与风电机组等效惯量常数的关系和风火联合增量系统模型整定了风电机组虚拟惯性控制参数的变化范围,最后设计算例验证了所提自适应调频控制策略的有效性。仿真结果表明该策略不仅使得风电机组在各种运行工况下均能够提供可靠的有功支撑,还保证了调频过程中风电机组的稳定运行,提高了系统的频率稳定性。

  摘要:惯量在电力系统抵抗功率扰动中起到关键作用。在大规模新能源并网的背景下,低惯量特征在削弱电网对功率扰动鲁棒性的同时使系统动态行为愈加复杂。总结了国内外对电力系统惯量相关问题的研究动态和成果,并为低惯量电力系统的研究供了建议。首先,对近年来实际电网中由于惯量支撑能力不足而引发的电力系统频率失稳停电事故进行了回顾。其次,从惯性的量化评估、惯量支撑能力提升及基于惯量的新能源电网优化运行3方面对弱惯量支撑电力系统的研究现状及研究路径进行归纳梳理。最后,结合现有成果对弱惯量支撑电力系统的研究进行展望。

  单位:1. 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系);2. 中国电力科学研究院有限公司;3. 国网冀北电力有限公司;4. 北京交通大学电气工程学院

  摘要:在分布式可再生能源发电、电动汽车、需求响应等技术的推广应用下,分布式能源(distributedenergyresource,DER)将成为未来电力系统的重要组成部分。智能电网中,对DER的管理和利用方式涉及主动配电系统、微电网、动态电价、虚拟电厂等。首先对分布式电源的接入和管理需求进行分析,其次分析当前各种管理方式的研究进展和存在的问题,重点对虚拟电厂的管理架构、互动机制和关键技术进行探讨,最后通过与其他管理方式对比指出,虚拟电厂在信息通信基础设施、电力市场、DER集成方面具有良好的适用性。论文指出虚拟电厂为异构、分散、多样的DER提供了灵活管理方式,为电力系统从集中式能源生产到分散式能源生产利用发展提供解决方案。

  单位:1. 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学);2. 国网能源研究院有限公司;3. 国网北京市电力公司

  摘要:传统能源系统运行、规划局限于电、气、热(冷)等单一能源形式系统,无法充分发挥它们之间互补优势和协同效益。对电–热–气多种能源的优化调度研究,可以实现统筹优化配置,提高多种能源互补利用效率;同时直接负荷控制参与多能源的优化调度为多能源协同调度提供新思路。首先构建了一种电–热–气多源耦合系统结构,分析了供给侧多源耦合系统的特性及需求侧直接负荷控制参与多种能源负荷的特性,其次建立了基于多种能源的直接负荷控制参与电–热–气耦合系统的综合经济优化调度模型;然后仿真分析了电–热–气耦合系统多源互补协调优化调度的场景,以及直接负荷控制参与的电热气耦合调度的特性。结果显示:供应侧多种能源的互支持和备用对于保证多能源系统的安全运行具有重要意义;需求侧调度使供需更趋于平衡,综合直接负荷控制对电–热–气耦合系统需求侧的优化,能够降低峰值负荷,增加需求侧的弹性。

  单位:1. 华北电力大学电气与电子工程学院;2. 现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学)

  摘要:储能的大规模配置是应对高比例可再生能源并网后电力系统灵活性供需失衡、电力实时平衡困难的重要措施。然而,储能配置的容量及其布局会对电源与电网规划产生一定影响。因此,对电源、储能、电网的统筹规划成为电力系统规划技术的重要问题。提出了考虑灵活性供需平衡的源–储–网一体化规划方法。首先基于典型场景的时序模拟分析了风电渗透率升高对灵活性供需特性的影响,并探究了电源规划中储能配置与火电装机容量之间相互作用关系;其次,从储能不同布局对规划边界的改变,揭示了储能布局对输电网规划的影响机理;在此基础上,构建了考虑灵活性供需平衡的源–网一体化规划模型,并采用时序模拟与基于PSO的储能布局与输电网协调规划方法对所建模型求解。最后通过Garver-6节点系统与Garver-18节点系统的算例分析,验证了所提出方法的有效性和可行性。

  摘要:风光水互补发电系统中,积极利用需求侧的数据中心参与响应,在平衡风光间歇性出力、减轻水电机组调节压力以及提高源端经济效益等方面能够产生明显效果。数据中心作为高能耗负荷类型,能耗峰谷差大,资源分配和数据处理方式灵活,减少一定的用户满意度将有效地实现电量需求转移。根据批处理负荷区间性处理要求,提出数据中心对工作负荷的并发处理模式,在此基础上,计及IT设备处理能耗、空调散热能耗以及网络通信能耗3类主要电力消耗,建立数据中心资源分配、延迟决策与能耗转移模型。针对梯级水电之间出力、流量、水头等相互约束关系,并计入风光的不确定性,制定以经济效益、负荷追踪系数及风光消纳程度的多重目标,建立含风、水、光的多能互补发电端与负荷端数据中心的优化调度模型。最后通过算例仿真得到在不同季节、天气和时段下风光水的最佳出力及数据中心的最小负荷转移量,验证了所提方法的有效性和正确性。

  单位:1. 武汉大学电气与自动化学院;2. 国网浙江省电力公司台州供电公司

  摘要:区域综合能源系统是以可再生能源为核心,多能源网络耦合、多利益主体协同的未来能源网络,多方主体间的制约平衡是实现系统优化运行的关键。构建了包含产能基地、系统管理商和综合能源用户三方主体的典型区域IES模型;并建立综合能源用户的热电负荷耦合特性模型,完善综合需求响应机制。基于综合需求响应和博弈方法,提出了一种两阶段优化调度策略,实现区域IES内三方主体利益诉求的制约平衡和日内联合优化。一阶段为系统管理商的经济收益优化,利用Stackelberg博弈和电价型IDR策略实现用户对系统管理商经济优化的制约;二阶段为产能基地与用户利益的联合优化,采用激励型IDR策略建立用户与产能基地的互利关系,利用联盟博弈实现用户间制约平衡,从而实现三方主体利益相互制约和联合优化。最后,通过仿真算例验证了所提调度策略的优越性。

  单位:1. 沈阳工业大学电气工程学院;2. 国网辽宁省电力有限公司;3. 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系)

  摘要:针对风电、光伏等大规模可再生能源并网后电力系统调峰能力不足的问题,在分析调峰补偿与调峰分摊的基础上,考虑火电机组调峰主动性约束,提出一种风光水火储多能系统互补协调优化调度策略。考虑多能系统电源结构复杂,涉及变量及约束条件较多,因此采用分层优化调度方案。上层模型以净负荷波动最小和储能系统运行收益最大为优化目标,旨在充分利用储能装置削峰填谷特性,降低负荷峰谷差,提高可再生能源的消纳空间;下层模型以火电机组运行成本最小和可再生能源弃电量最小为优化目标,考虑调峰主动性约束,旨在充分发挥火电机组深度调峰能力,优化可再生能源消纳能力和火电机组经济运行。基于分解协调思想,实现上、下层问题的协调和下层问题的交替迭代求解。最后,以改进的IEEE30节点系统为例,进行多种场景的仿真计算分析,结果表明所提策略能有效提升系统可再生能源的消纳能力和系统运行的经济性,验证了该模型的有效性。

  单位:1. 现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学);2. 中国电力科学研究院有限公司;3. 国网甘肃省电力公司调度控制中心;4. 深圳供电局有限公司

  摘要:我国西北地区风、光资源丰富,风电装机容量增长迅速。受电网调节能力弱、电力市场价格机制单一等技术与政策因素的综合影响,弃风现象严重,如何提高风电消纳水平是西北风光大省普遍面对的难题。在考虑综合成本的前提下,兼顾风电预测和价格型需求响应二者的不确定性以及系统安全约束,构建了基于光热电站和价格型需求响应参与风电消纳的调度模型。该模型将光热电站和价格型需求响应二者与风电优化调度相结合,通过源荷两侧的协调调度共同提高系统消纳风电的能力。仿真算例首先利用场景削减法将风电场全年出力水平削减为3个典型场景,并与传统调度方法对比说明文中模型的普适性;然后,对不同调度模型进行对比分析,验证文中所提模型的有效性。

  摘要:随着能源互联网的不断发展,分布式储能使用需求日益增长。基于用户侧电能管理,提出一种考虑优化负荷特性的储能系统规划和调度综合优化模型。在两部制分时电价的背景下,以用户侧储能系统全寿命周期内总的净收益为外层目标函数,综合考虑了储能削峰收益、峰谷套利收益、全寿命周期成本等因素;以储能系统日调度周期内收益为内层目标函数,研究用户侧储能系统各时段充/放电值的优化。结合工程实际,通过遗传算法和混合整数线性规划求解双层优化配置模型,算例测试比较了锂离子和铅炭两种电池的额定容量/功率配置、削峰率和净收益,分析了负荷曲线特性、储能单位成本和能量转换效率储能成本对于经济效益的影响,为用户侧储能系统的优化配置提供建议。

  单位:1. 大连理工大学电气工程学院;2. 国网辽宁电力有限公司技术经济研究院

  摘要:从电热综合能源系统角度,电力系统消纳风电所带来的下调峰需求,既可在电力系统侧用电储能满足,亦可耦合给供热系统,由储热、电锅炉、低压缸切除进行供热调峰满足。首先,从热电厂以电定热运行方式下选择调峰热源的角度,对比分析了低压缸切除、储热、电锅炉3种调峰方案的调峰成本、节煤效果和适用场景的差异性;进而,建立了含电储能方案和低压缸切除、储热、电锅炉方案的电热综合能源系统协调优化调度模型;最后,通过理论分析和算例计算研究了上述4种不同调峰方案的单一运行和协同运行规律。

  摘要:提出了以新能源发电为主电源的独立微网多目标日前优化调度模型。该模型包括分级分类的用户需求响应和负荷控制机制,并考虑了需求响应的随机性。然后提出了与自适应加权和算法相结合的近似动态规划算法求解该优化问题。在算例中建立了可再生能源渗透率100%的巴基斯坦独立微网模型。在不同的日运行模式下调度结果验证了文中提出的模型和算法的有效性。它们能较好地满足以新能源发电为主电源的独立微网日前调度需求。面对实际运行中电源、负荷和需求响应的不确定性,该文采用的随机优化算法能得出适应性较强的日前调度方案,并且优化效果优于确定性动态规划算法。

  摘要:通过迅速发展的能源互联网技术,微能源网能够提供电、热、气等多类型的能源,实现多种能源的统一调度。直接负荷控制作为一种重要的需求响应方式参与微能源网优化运行,但风光出力和受控负荷响应直接负荷控制的不确定性会对优化运行结果产生重要影响。建立了考虑受控负荷响应功率不确定性的直接负荷控制模型,使用(p,w)-norm不确定集刻画响应直接负荷控制的负荷功率和风光预测出力的不确定性,建立微能源网鲁棒随机优化调度模型,通过(p,w)-norm不确定集下的鲁棒线性优化理论,实现随机优化模型向确定优化模型的转化。算例结果验证了直接负荷控制参与微能源网优化运行的作用和考虑直接负荷控制不确定的必要性,以及鲁棒性指标和波动量指标对经济性和鲁棒性的协调作用。

  单位:1. 新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司);2. 国家电力调度控制中心;3. 伦斯勒理工学院电气计算机和系统工程系美国

  摘要:随着局部地区风电渗透率的不断提高,风力发电振荡脱网事故频发,阻抗建模成为分析大规模风电并网振荡问题的一种有效方法。控制硬件在环仿真作为获取风电机组阻抗特性的有效方式,其阻抗测量结果受仿真平台性能参数的影响。研究了基于控制硬件在环实时仿真的风电机组阻抗测量建模方法,定量分析了对于测量精度影响较大的因素。首先介绍了控制硬件在环实时仿真建模方法,搭建了风电机组控制硬件在环实时仿真实验平台,给出了基于控制硬件在环考虑频率耦合的阻抗测量方法;然后建立了考虑仿真步长、接口延时、开关模型等效参数的阻抗测量数学模型,计算分析了控制硬件在环实时仿真模型对阻抗在不同频段幅值与相位精度的影响;最后针对某双馈风电场次/超同步振荡案例,开展了基于控制硬件在环实时仿真的阻抗测量以及基于控制参数修正的阻抗重塑,有效解决了现场振荡问题。验证了控制硬件在环实时仿真为开展风电机组阻抗测量和分析提供一种有效研究与实验手段。

  单位:1. 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学);2. 国网冀北电力有限公司

  摘要:随着以变流器接口并网的新能源比例不断提高,电力系统一次调频能力降低,频率稳定受到威胁。风电机组通过在并网变流器附加综合惯性控制实现辅助调频。然而,风电机组提供频率响应后,转子转速恢复可能给电力系统带来频率二次跌落危害。现有辅助调频参数设置多从风力机组自身调节能力出发,缺少考虑与系统的耦合作用。首先研究风电机组调频控制参数对系统一次调频的影响机理,分析参数整定的制约因素,然后根据一次调频综合评价指标来确定参数的取值范围。最后,设置了不同风电出力占比的仿真场景,探究参数在不同风电出力占比下的取值规律。

  单位:1. 新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司);2. 西安交通大学电气工程学院

  摘要:构建风电功率时间序列模型对电力系统中长期规划、年/月调度和安全稳定运行具有重要意义。针对传统马尔科夫链-蒙特卡洛法(Markovchain-MonteCarlo,MCMC)法存在的缺陷,提出一种基于粒子群优化的K-means MCMC风电时间序列建模新方法。首先,对历史风电功率数据进行聚类,并对聚类后的不同类别风电功率序列选取最优状态数,分别建立状态转移矩阵;其次,用拟合度较好的混合高斯分布拟合多时间尺度的风电最大波动率的概率分布特性;最后,采用基于类间转移概率矩阵的MCMC方法依次生成模拟风电出力时间序列;同时,在生成模拟序列过程中叠加高频波动分量,使模拟序列延续历史风电序列的波动特性。通过对比本所提方法和传统MCMC法分别生成的模拟风电出力序列以及历史风电功率序列,验证了所提方法的有效性和准确性。

  作者:叶林,陈超宇,张慈杭,孙舶皓,汤涌,仲悟之,翟丙旭,蓝海波,吴林林

  单位:1. 中国农业大学信息与电气工程学院;2. 中国电力科学研究院有限公司;3. 国网冀北电力有限公司;4. 国网冀北电力有限公司电力科学研究院

  摘要:随着风电并网规模的不断扩大,常规电源调频已很难满足系统频率稳定性要求,需要风电集群参与系统调频。首先根据风电集群并网特点,建立含风电集群的多区域互联系统自动发电控制(automatic generation control,AGC)模型;然后根据风电场的超短期功率预测值判断风电场在调频过程中的备用容量,基于分布式模型预测控制原理,以尽量利用风电参与AGC控制、减少火电机组出力为目标,提出一种含风电集群的多区域互联系统AGC控制方法。即利用风电场的备用容量实现风电场参与AGC控制,减少常规电源调频压力。最后通过算例分析,对所提出策略的可行性与有效性进行了验证。

  摘要:针对直驱风电场经柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)并网引发的次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)问题,建立了并网系统的动态数学模型。利用特征值法分析了系统中存在的振荡模式,通过参与因子分析可知SSO模式是由直驱永磁风力发电系统和VSC-HVDC共同参与的,分析了直驱永磁风力发电系统直流侧电容、VSC-HVDC交流侧相电抗器、VSC-HVDC直流侧电容和电抗、风电场并网阻抗X/R的大小、等值风机台数对SSO阻尼特性和频率特性的影响。同时,建立了聚合等值风电场经VSC-HVDC并网的动态模型,利用特征值法分析了风电场的聚合特性对系统稳定性的影响。此外,将VSC-HVDC的接入分成源-网-控3部分,在3种不同的运行场景下利用特征值法分析得出VSCHVDC的控制特性和交流侧网络特性对系统SSO特性的影响。通过在PSCAD/EMTDC中搭建了直驱风电场经VSCHVDC并网的仿真模型,验证了理论分析的正确性。

  单位:1. 新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司);2. 国网福建省电力有限公司经济技术研究院