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考虑电力系统频率响应特性的鲁棒区间风电调度方法

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中国电机工程学报 2016年第22期36卷 6096-6102页

作者：陈建华张瑶郭子明张昊阎博国网冀北电力有限公司北京市西城区100053 中国核电工程有限公司北京市海淀区100840

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... 详细信息

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。

关键词：电力系统风电调度惯性响应鲁棒优化一次频率控制双层混合整数规划

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考虑调度成本的风电场群储能容量优化配置

电机与控制学报 2015年第3期19卷 88-95页

作者：戴武昌赵新飞李军徽赵春璋罗卫华东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012 国网国际发展有限公司北京100120 国网辽宁省电力有限公司辽宁沈阳110000

含大规模风电的电力系统运行调度,经常需要配置一定的备用容量来应对风电功率预测偏差,来确保系统运行安全性,降低了系统运行的经济性。储能系统具有对功率、能量的时间转移和快速响应的能力,为此,本文在考虑储能充放电效率基础上,建立... 详细信息

含大规模风电的电力系统运行调度,经常需要配置一定的备用容量来应对风电功率预测偏差,来确保系统运行安全性,降低了系统运行的经济性。储能系统具有对功率、能量的时间转移和快速响应的能力,为此,本文在考虑储能充放电效率基础上,建立风电场群储能系统容量配置数学模型,并以单位时间内储能系统成本和备用容量成本之和最小为目标,优化储能容量配置,算例分析表明,利用储能系统弥补风电功率预测误差较大时段的功率缺额,在满足同样系统安全的条件下,可有效的减少系统备用容量的增加。

关键词：风电调度功率预测备用容量储能系统容量配置

基于DSA功率预测模型的风电分层有功调度控制策略

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电力建设 2019年第2期40卷 63-70页

作者：刘琦方俊钧赵洁张胜峰刘涤尘陈寅武汉大学电气与自动化学院武汉市430072 云南电网有限责任公司楚雄供电局云南省楚雄市675000

为了增强含高渗透率风电电网的消纳能力,提高控制精度与运行经济性,提出了一种改进的基于双层递阶自适应模糊系统(double stage hierarchical ANFIS(adaptive neuro-fuzzy inference system),DSA)功率预测模型的风电分层有功调度控制策... 详细信息

为了增强含高渗透率风电电网的消纳能力,提高控制精度与运行经济性,提出了一种改进的基于双层递阶自适应模糊系统(double stage hierarchical ANFIS(adaptive neuro-fuzzy inference system),DSA)功率预测模型的风电分层有功调度控制策略。将有功调度分为系统层、风电场群层、分群子场层、风机机组层与反馈校正层,结合DSA模型对风电场超短期风电功率进行预测,考虑电网与机组安全运行等约束条件,给出了各个层级之间的协调控制关系与每个层级相应的功率分配方法,同时以滚动优化对误差进行校正。最后通过算例对所提控制策略的有效性进行分析验证,结果显示,所提控制策略在功率波动较大情况下其控制精度高,并且能有效减少风机启停次数,降低系统网损。

关键词：风电调度功率分配分层递阶控制 DSA模型风机分群

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大型风电场调度策略研究

大型风电场调度策略研究

作者：李艺欣华北电力大学

学位级别：硕士

随着当今社会生态环境的不断恶化,清洁能源发电的占有率越来越高。风能本身作为清洁能源而且资源极其丰富。以风能为基础的风力发电在技术层面上,风力发电技术日益成熟;在应用层面上,风力发电与其他清洁能源发电相比更为便捷,更为广泛,... 详细信息

随着当今社会生态环境的不断恶化,清洁能源发电的占有率越来越高。风能本身作为清洁能源而且资源极其丰富。以风能为基础的风力发电在技术层面上,风力发电技术日益成熟;在应用层面上,风力发电与其他清洁能源发电相比更为便捷,更为广泛,更为环保。所以风力发电在电网中所占的比例正逐年增加。随着风电渗透率的增加,风电场有功出力控制与调度成为保证电网安全运行的重要手段。由于大型风电场/群的区域跨度大,风电场内的风机所处位置分散,导致经过风机的风速以及各台风机的输出功率存在较大差异。本文引入聚类分析思想,通过使用类平均聚类方法和基于扩散距离的谱聚类的聚类方法,分别从风机的实测风速均值和风机实测输出功率的波动性两个维度对风电场内的风机进行聚类分析。得到的聚类结果就作为制定调度策略的基础与参考。根据聚类结果,首先,提出了区分风电场场级调度策略的阈值,基于该阈值,提出加权分配负荷的调度策略与基于相对运行损耗与相对启停损耗的调度策略两者结合的复合调度策略。最后,根据我国某风电场历史运行数据对调度策略进行仿真计算,验证了新策略在满足电网对风电场总出力要求的同时,减少风电场整体的输出功率与电网调度的误差以及风电场内每台风机的运行与启停损耗。

关键词：风力发电风电调度聚类分析风机输出功率特性复合调度策略

计及用户侧响应的含风电电力系统清洁经济调度

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电力系统及其自动化学报 2014年第12期26卷 74-79页

作者：傅利周步祥王小红罗欢张乐叶宗斌四川大学电气信息学院成都610065 国网泉州供电公司泉州362000

由于风电功率波动性大,直接接入电网会给电网安全运行带来很大的风险。为了提高风电并网后系统运行的灵活性,将用户侧响应和系统的旋转备用融入到含风电的电力系统调度计划中。基于准实时电价建立了负荷模型,将柔性负荷作为系统的备用调... 详细信息

由于风电功率波动性大,直接接入电网会给电网安全运行带来很大的风险。为了提高风电并网后系统运行的灵活性,将用户侧响应和系统的旋转备用融入到含风电的电力系统调度计划中。基于准实时电价建立了负荷模型,将柔性负荷作为系统的备用调峰,并考虑了火电机组的排污特性,建立了相应的模型。首先用优先顺序法确定各个时段机组的状态组合,再采用改进的细菌群体趋药性算法对模型进行优化求解。最后,通过一个含风电场的10机系统对模型进行仿真,结果表明所建立的模型具有一定的合理性。

关键词：风电调度准实时电价柔性负荷旋转备用改进的细菌群体趋药算法

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风电新型调度模式研究

风电新型调度模式研究

作者：李翔宇华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

我国风电产业已进入稳定持续增长的新阶段,风电并网容量也在逐年攀升。然而,由于风力的随机波动性和间歇性,使得风电场不能输出稳定的功率,对电力系统的运行可靠性、电能质量等的影响越来越大。正是由于这些问题的存在,目前的风电调度... 详细信息

我国风电产业已进入稳定持续增长的新阶段,风电并网容量也在逐年攀升。然而,由于风力的随机波动性和间歇性,使得风电场不能输出稳定的功率,对电力系统的运行可靠性、电能质量等的影响越来越大。正是由于这些问题的存在,目前的风电调度模式中,电网调度部门为了维持电网的安全稳定,有时会限制风电上网功率,造成风力发电量损失。为解决风电并网过程中的“弃风”问题,本文提出了一种计及风功率预测误差的风电场新型优化调度方法。该模型的建立首先参考风电场历史上实际输出功率与预测功率的偏差,对风电场当前提供的风功率预测曲线进行修正。并在此基础上引入“时间窗口”,以修正后的风功率预测曲线为基础,在每一时间窗口内计算出符合目标函数的功率参考值。在整个调度过程中可以利用储能配合实现风电并网功率按照调度指令平稳输出。为促进风电场积极参与“源—网”协调,本文对参与风电并网的风电场提出了一种奖惩机制。该奖惩机制以风电出力的波动率为基本判据,对风电场输出进行奖惩。本文最后通过分析风电场并网过程中风电出力的波动性和不确定性对电力系统和风电场运行的影响,建立了适用于风电并网的综合评估体系。本文建立了新型风电优化调度模型,并结合储能配置改善风电上网性能,将其和其他调度模型代入到本文提出的奖惩机制中,进行综合评估对比。结果表明,风电场采用本文提出的优化调度方法,并网电力可以更加平稳可调度,且配置的储能装置符合经济性。本文提出的奖惩机制和综合评估体系是为未来风电并网调度进行设计,有助于促进风电场自觉配备储能输出电能质量更优的电力、积极参与“源—网”协调。

关键词：风电调度储能配置奖惩机制综合评估

基于MPC的风电场有功和无功功率协同调度研究

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基于MPC的风电场有功和无功功率协同调度研究

作者：罗志翔重庆大学

学位级别：硕士

传统化石能源面临的窘境促进了风电技术的发展,在国家政策的刺激下,国内风电产业发展形势大好,我国的风电装机总容量和新增装机容量已经连续八年蝉联世界第一,国内已经建立了大量的大规模风电场。但是,风的随机性和突变性,以及电网负荷... 详细信息

传统化石能源面临的窘境促进了风电技术的发展,在国家政策的刺激下,国内风电产业发展形势大好,我国的风电装机总容量和新增装机容量已经连续八年蝉联世界第一,国内已经建立了大量的大规模风电场。但是,风的随机性和突变性,以及电网负荷的不确定性使得风电场的功率输出具有很强的波动性和不确定性;不合理的风电任务分配会增加风电机组的疲劳荷载。因此实现风电场内功率的精细化控制,对于减小风电场并网点电压的波动、减小风电机组的疲劳损耗、提高电网的风电接纳能力有着重要的意义。本文主要针对风电场内的功率调度问题展开研究,协同有功功率和无功功率一起调度,风电场内的功率调度是基于风速预测信息安排未来一段时间内风电机组的发电任务,在时间轴上呈现预估性;并且风电调度问题是一个多约束、多目标的优化问题,这与模型预测控制的预测特性、处理约束条件的能力、在线求解优化问题的特点相吻合。因此,本文将模型预测控制用于解决风电场内功率调度问题,并就如何提高控制的精细化、减小优化计算量进行了更深入的研究。本文的只要研究工作体现在几个方面:(1)在阐述了风电场各主要模块的动态特性的基础上,构建风电场的简易线性模型,并进一步构建基于模型预测控制的风电场内有功和无功协同调度策略,然后分析模型预测控制的优化计算策略。(2)针对集中式模型预测控制中心控制器的计算负担大、容错性不强、扩展能力差等问题,引入分布式控制框架予以改进,以每台风电机组作为单独的智能体,提出多智能体分布式预测控制,制定多智能体分布式预测控制的协同控制策略,并且通过仿真实验验证了算法的有效性。(3)根据风电场内集电线路的连接情况,对风电机组进行分组,构建基于线路拓扑的分组-分布式模型预测,制定子系统之间的协同控制策略,最后通过仿真实验验证算法的有效性。

关键词：风电调度有功和无功协同模型预测控制分布式

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风电场集群优化调度研究

风电场集群优化调度研究

作者：刘伟北京交通大学

学位级别：硕士

我国风力发电从2005年开始大力发展,截止2010年底,全国风电装机容量已达44.3Gw。风力发电在所有间歇式能源中,发展最快,规模最大,且仍有巨大的发展潜力。对于我国风电发展较为集中的“三北”地区来说,由于风电容量迅速膨胀,其电网调度... 详细信息

我国风力发电从2005年开始大力发展,截止2010年底,全国风电装机容量已达44.3Gw。风力发电在所有间歇式能源中,发展最快,规模最大,且仍有巨大的发展潜力。对于我国风电发展较为集中的“三北”地区来说,由于风电容量迅速膨胀,其电网调度运行问题也越来越突出。目前,系统可提供的调峰容量与电网输送能力不足是风力发电并网运行的主要制约因素。通过风力发电的优化调度,可以在风电受限条件下最大限度地提高风电的利用率本文从风力发电的基础理论开始,研究了风力发电机组的功率控制及输出特性,分析了双馈型机组功率的解耦控制及良好的无功功率输出能力。通过研究风力发电的出力特性,为风电的优化调度提供决策基础。在研究风电场的功率控制时,本文提出了基于混合整数规划的风电机组组合模型及风电场最优潮流的功率分配模型,经过将两者相结合来共同实现风电场的最优功率分配。该模型不仅使风电场输出的功率满足了调度要求,而且实现了风电场运行的最佳经济性。随后通过算例对该模型进行了检验。从计算的结果来看,经过该模型优化分配后风电场,其总出力达到了调度下发的调度指令,同时风电场总的有功损耗与总的无功损耗也达到了减少。最后研究了当风电场集群的总出力受限时,各风电场间的功率优化分配算法。针对地区是否具有风电功率预测能力,本文也提出了四种优化分配模型。通过把这四种方案应用到实际算例后,分别得到了各风电场的四种不同的发电计划,进而得到了四种方案下各风电场的实际出力。在分析了四个实际总出力及四个不同的风电损失电量后发现,基于风电功率预测的算法比共它的两种具有明显的优势,这也表明了风电功率预测对于风电调度管理具有重要的意义。总体上来看,本文研究了不同层级的功率优化调度模型。这些方法在保证电网安全稳定运行的同时,提高了风电利用率并实现了风电场的经济运行。

关键词：风电调度优化分配整数规划最优潮流

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基于组合权重的多模式融合风机气温预测方法

南方电网技术 2023年第2期17卷 111-117页

作者：卓毅鑫秦意茗胡甲秋黄馗唐健蒙文川李仲怡广西电网电力调度控制中心南宁530023 南方电网能源发展研究院广州510663 广西壮族自治区气象服务中心南宁530022

在寒潮天气下山区风机覆冰期预测困难,造成风电功率预测偏差大,而精确的风机气温预测是提升覆冰期预测准确率的关键。由于气温的异质性和波动性,单个模型较难适应不同风电场的气温预测需求,提出一种多模式融合的风机气温预测方法(multi-... 详细信息

在寒潮天气下山区风机覆冰期预测困难,造成风电功率预测偏差大,而精确的风机气温预测是提升覆冰期预测准确率的关键。由于气温的异质性和波动性,单个模型较难适应不同风电场的气温预测需求,提出一种多模式融合的风机气温预测方法(multi-mode fusion fan temperature prediction method,MMTP),通过AHP-独立性权法-熵值法的组合权重法,集成多种人工智能算法,不仅提高了预测的普适性,还能实现不同模式优势互补。仿真结果表明:该方法能有效地提升气温预测准确率,48 h预报时效内比单一模式预报误差平均降低约8%;采用该方法进行气温订正后,风机覆冰期预报准确率显著提高,覆冰期预报误差减小了3~6 h。

关键词：风机覆冰气温风电场风电调度新能源