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基于隨機規劃的含風電場的電力系統節能優化調度策略

電網技術雜志|龍軍 莫群芳 曾建 廣西大學電氣工程學院 廣西壯族自治區南寧市530004
【摘 要】

含風電場的多電源電力系統優化調度是一個新的具有重要經濟和社會效益的復雜非線性問題。針對傳統的水火經濟調度模型以及新興的火風互補經濟調度模型,提出了基于隨機規劃的水、火、風混合系統短期優化調度模型,利用機會約束描述目標函數和約束條件,并給出不同置信水平下的調度方案。同時考慮水電站耗水量最小、火電煤耗量最小以及氮氧化物排放量最小3個目標,采用理想點法將多目標轉化為單目標問題。針對風電場風速及出力的隨機性,采用隨機模擬技術,結合序列二次規劃法找到目標函數的最優值。實例仿真結果表明了該調度策略的有效性和可行性。

【分 類】
  • 期刊
  • >
  • 自然科學與工程技術
  • >
  • 工程科技II
  • >
  • 電力工業
【關鍵詞】
  • 風電場
  • 節能調度
  • 隨機規劃
  • 機會約束規劃
  • 隨機模擬

電網技術 文檔目錄

電網技術雜志特高壓半波長輸電系列論文

特高壓半波長交流輸電系統經濟性與可靠性評估

摘要:結合特高壓交直流輸電技術經濟性方面的最新研究成果,采用最小年費用法對特高壓半波長交流輸電系統和±800kV特高壓直流輸電系統2種輸電方案的經濟性進行方案比較和敏感性分析,給出了特高壓半波長交流輸電系統的臨界經濟輸送功率和附加控制費用上限,并對特高壓半波長交流輸電系統和±1000kV特高壓直流輸電系統的輸電經濟性進行了比較。運用可靠性評估方法對特高壓半波長交流輸電系統和±800kV特高壓直流輸電系統2種輸電方案進行了定性和定量的可靠性評估。
1-6

特高壓半波長交流輸電系統穩態及暫態運行特性

摘要:分析了半波長交流輸電線路的特性,驗證了在仿真分析中半波長線路的分段等值法的準確性。通過仿真分析,得出半波長線路接入特高壓電網中的穩態及暫態特性:包括功率以及功率因數對沿線電壓分布的影響,線損率、輸電網潮流分布、甩負荷以及故障情況下輸電線路沿線過電壓情況。仿真結果表明,沿線在輸送超過自然功率時會出現過電壓,功率因數影響沿線最大電壓的位置,線損率在輸送自然功率時最小,在甩負荷以及短路故障情況下,沿線會出現不同程度的過電壓等。基于仿真結果,提出了半波長交流輸電線路接入電網的設計建議。
28-32
電網技術雜志電力系統

±660kV寧東-山東直流輸電換流閥最小交流電壓運行試驗的關鍵應力

摘要:首先介紹了直流換流閥基本結構與運行特性,分析了換流閥在最小交流電壓條件下開通、關斷的暫態過程,指出了影響直流換流閥可靠運行的因素,在此基礎上總結了最小交流電壓運行試驗的關鍵應力,為合成試驗裝置輸出提供了依據。最后通過寧東-山東±660kV直流換流閥最小交流電壓運行試驗結果,驗證了以關鍵應力為依據、以合成方法進行的最小交流電壓運行試驗經濟實用、充分等效,能夠滿足工程要求。
60-65

應用改進粒子群優化的模糊均值聚類算法的暫態穩定機組分群方法

摘要:針對模糊C一均值聚類方法(fuzzyC.means,FCM)應用于機組分群時存在易收斂于局部最優值的問題,提出了改進的粒子群優化(particleswarmoptimization,PSO)的模糊C.均值聚類算法(PSO.FCM)用于機組分群的方法,并闡述了分群算法中關鍵參數的選取方法。為充分利用FCM多特征量分析的優點,同時引入了功角、角速度作為分群特征量,提出了利用同調性指標自適應確定分群數目的方法,分群時采用約1個搖擺周期的數據分析。理論分析和仿真結果表明,所提方法能夠取得一致、穩定的分群結果,效果優于傳統的模糊聚類方法。
92-98
電網技術雜志大規模交直流混聯電網運行特性、風險及控制技術

穩定域概念下考慮保守性的電力系統在線暫態穩定評估方法

摘要:電力系統故障后在線暫態穩定評估是一個難題。目前基于數據挖掘方法的相關研究存在2個問題:評估規則缺乏電力系統理論依據,評估結果難以保證保守性。針對第1個問題,文章提出穩定域概念下的暫態穩定評估方法,其穩定評估規則是對穩定邊界的近似與變換。針對第2個問題,文章提出一種基于新型支持向量機的暫態穩定規則訓練算法。該算法的核心在于通過調整傳統支持向量機模型得到保守支持向量機和激進支持向量機,利用這2種支持向量機生成的邊界將輸入空間分為3個區域:穩定區域、不穩定區域和灰色地帶。穩定區域和不穩定區域的穩定性評估確保正確,灰色地帶盡量小。最后,分別在IEEE 39節點系統和某省級電網中驗證了該評估方法的有效性。測試結果不存在漏報警和誤報警,灰色地帶隨著輸入特征數的增加而減小,根據需要可以控制在一定范圍內。
992-998

基于振蕩暫態能量下降的VSC-HVDC雙側模糊無功阻尼控制器設計

摘要:目前柔性直流輸電系統中低頻振蕩阻尼控制主要是利用柔性直流的有功功率進行調制。為不影響柔性直流輸送的直流功率并充分利用換流站的調制能力,基于振蕩能量下降原理提出一種同時利用柔性直流整流側和逆變側無功抑制低頻振蕩的阻尼控制器設計方法。首先推導出無功控制規律,依據此規律采用模糊邏輯方法設計出雙側模糊無功阻尼控制器。在控制器設計過程中,無需對系統進行辨識,因此控制器不依賴于系統特定運行狀態對應的精確模型,具有較強的魯棒性。最后,設計傳統極點配置阻尼控制器進行對比。仿真結果表明,基于文中方法設計的雙側模糊無功阻尼控制器能有效抑制系統低頻振蕩,魯棒性好,而且無需專門的參數協調方法也能達到兩側控制器協調輸出的效果,嚴重故障時能充分利用2個換流站的調制能力。
1030-1036
電網技術雜志直流輸電與直流電網

模塊化多電平換流器型高壓直流變壓器的直流故障特性研究

摘要:下一代高壓直流電網技術成為未來電網發展的重要方向,高壓直流變壓器是實現不同電壓等級的直流電網線路之間互聯的關鍵設備,也是制約直流電網推廣的技術瓶頸之一。然而有關模塊化多電平換流器型高壓直流變壓器(modular multilevel converter based HVDC transformer,M-HVDCT)拓撲的故障響應特性和故障穿越能力的研究尚未見諸報道。在搭建PSCAD/EMTDC仿真模型的基礎上,首先分析了M-HVDCT的直流側線路雙極短路、單極接地短路故障機理,分析了系統的故障輸出特性。結果表明,雙極短路時的子模塊電容放電是造成瞬態電流沖擊的主因,而變壓器耦合的閥側饋能則是穩態故障電流的原因;M-HVDCT對雙極短路故障具有故障隔離能力,而單極接地短路故障則會因為變壓器的耦合作用而傳到非故障側,從而給系統帶來負面影響。仿真實驗結果驗證了理論分析的正確性,研究結果將為直流電網技術的工程化研究提供重要的理論和工程應用基礎。
1051-1058

交直流混聯系統節點網損微增率算法

摘要:交直流混聯系統的網損問題和傳統交流系統的有很大不同。交流系統主要通過配置無功來降低網損,而直流系統主要通過調節直流有功功率來降低網損。交直流混聯系統的網損問題就變得更加復雜。對增廣雅可比矩陣進行修正,將直流系統的有功和無功功率設作和電壓相關的交流負荷,與交流系統的網損微增率算法相結合,提出一種能夠計及平衡節點的交直流混聯系統網損微增率算法。該算法能夠直接計算包括平衡節點在內各節點的網損微增率,可以任意選取平衡節點而且計算結果不受影響。在IEEE 9、IEEE 22、IEEE 39節點系統算例計算結果驗證了該算法的合理性,并且在計算精度和計算速度方面具有較大的優越性。
1081-1086
電網技術雜志直流電網基礎理論及關鍵技術

用于直流電網的大容量DC/DC變換器研究綜述

摘要:發展高壓直流電網是解決電能大容量遠距離傳輸及大規模可再生能源匯集的有效手段,高壓大容量DC/DC變換器是實現不同電壓等級的直流電網線路之間互聯的關鍵設備,也是制約直流電網推廣的主要技術瓶頸之一。然而已發表的研究工作主要集中于DC/DC變換器在中低壓小功率應用,其在高壓大容量場合的應用研究較少。為此,首先分析了高壓直流電網對大容量DC/DC變換器的技術需求,然后系統回顧了高壓大容量高增益DC/DC變換器拓撲的國內外研究現狀,并總結了各類DC/DC變換器的特點及其在未來高壓直流電網中的應用前景。在此基礎上指出了高壓直流電網用的大容量DC/DC變換器亟待研究的關鍵問題。所述內容為未來高壓直流電網技術的研究和工程化應用提供了一定的技術參考。
670-677

適用于直流配電網的測距式保護

摘要:提出了一種測距式保護,以保障基于電壓源換流器的直流配電網安全可靠運行。在概述直流配電網拓撲結構的基礎上,分析了雙極短路故障各階段電氣量特征,重點探討了R-L模型算法用于直流線路測距時在變量獲取方法和數值穩定性兩方面存在的局限性,并相應提出了新型變量獲取方法以及提高算法數值穩定性的辦法。仿真結果驗證了所提保護算法的可行性,保護動作時間在20 ms以內,在40 d B白噪聲情況下,測距誤差仍保持在1%以內,區外故障時可靠不動作。所提保護利用常規采樣頻率即可較好地滿足直流配電網對保護速動性與選擇性的需求。
719-724

基于運行模式與運行指標綜合評價的直流微電網優化配置

摘要:以低壓直流微電網為對象,研究了其容量優化配置方法。針對直流微電網需要采用并網變換器與電網連接的特點,考慮并網變換器容量限制和上網電價等因素,以系統投資費用、運行和維護費用最低為運行目標,同時設置蓄電池荷電狀態、負載失電率、系統能量過剩率以及可再生能源利用率等約束條件,利用粒子群優化算法對系統的最優配置進行求解。在分析直流微電網運行方案的基礎上,提出基于系統離網運行、并網運行及離并網切換運行3種情形的優化配置方法。考察不同負載失電率和可再生能源利用率下的系統等年投資與維護費用變化趨勢,同時利用優化配置結果對系統運行模式進行驗證。最后對不同運行模式與不同運行指標下的優化配置結果進行對比和分析。
741-748
電網技術雜志配用電大數據技術

基于智能配電網大數據分析的狀態監測與故障處理方法

摘要:針對當前智能配電網傳統保護方法存在的整定復雜、配合困難以及適應性差等問題,提出一種基于智能配電網大數據分析的狀態監測與故障處理方法。首先,根據網絡關聯矩陣以及區域差分規則,對各節點測控一體化終端采集的電流、功率數據進行預處理;然后,將預處理結果在時間以及空間上進行數據融合,并生成高維時空狀態監測矩陣;此后,將此矩陣進行多維尺度降維以及局部異常因子檢測,以計算出各節點的局部異常因子(local outlier factor,LOF);最后,根據各節點LOF值的大小以及節點關聯關系,實現故障的檢測與定位。文中不僅給出了配電網線路故障的判據,還提出了傳感器故障場景下的防誤動判據。RTDS半實物閉環測試驗證了所提方法的有效性。
774-780
電網技術雜志可再生能源發電與綜合消納技術

基于模糊序優化的風功率概率模型非參數核密度估計方法

摘要:風功率概率分布模型的研究對于風電場規劃以及運行都具有重要意義。提出了一種基于模糊序優化的風功率概率密度模型非參數核密度估計方法。該方法利用風電運行數據樣本構建風功率概率密度的非參數核密度估計模型;然后建立用于模型帶寬選擇的多目標優化模型;最后利用模糊序優化對帶寬優化模型進行求解。實際算例結果表明,所提建模方法完全由樣本數據驅動,不需要對概率密度模型進行先驗主觀假設,因而具有更高的建模精度和更強的適用性。
335-340

基于頻譜分析的微網混合儲能容量優化配置

摘要:為含多種分布式電源的微網系統配置適當容量的儲能,可有效提高微網供電的可靠性和靈活性。針對風光互補獨立微網系統,考慮儲能設備的運行特性對其循環使用壽命的影響,對微網儲能容量優化配置進行了研究。在對微網凈負荷功率進行頻譜分析的基礎上,提出了協調蓄電池與超級電容器運行的微網系統功率分配策略。通過分析儲能系統的成本結構,建立了以儲能系統年綜合最小成本為目標函數,同時考慮儲能充放電功率、剩余電量等約束條件的微網混合儲能容量優化模型。實例驗證了所提方法的技術合理性和經濟實用性,為微網儲能規劃設計提供了理論依據和技術支持。
376-381
電網技術雜志低碳電力技術

計及碳排放的含風電場電力系統隨機可用輸電能力協調決策

摘要:新能源的大規模并網對電力系統的低碳減排具有重要意義,但電能的遠距離輸送也給電力系統安全穩定帶來了挑戰,其中可用輸電能力(available transfer capability,ATC)是評價系統安全裕度的重要指標。在低碳減排背景下,如何協調決策ATC與碳排放之間的關系具有現實意義。建立了一種基于機會約束規劃并計及碳排放約束的隨機ATC協調決策模型。通過多目標規劃優化決策ATC與碳排放,采用法線邊界交叉法求解該多目標優化問題。針對風電出力的不確定性,構造隨機ATC的機會約束規劃模型,采用基于半不變量法和原對偶內點法的啟發式算法進行求解。最后采用IEEE 30節點系統及某地區實際電網驗證所提模型的有效性和實用性。結果表明,所提模型協調了電力系統安全性與環保性之間的關系,對運行調度人員具有指導意義。
405-411

國內微電網項目建設及發展趨勢研究

摘要:微電網作為堅強智能電網的重要組成部分,能夠高效地集成各種分布式能源,提高可再生能源的滲透率,彌補大電網供電集中的缺陷,因此近年來備受關注和發展。由于我國微電網研究起步晚,技術、標準和推廣性尚不成熟,仍處于實驗和摸索階段。因此根據現有的文獻資料,首先簡要說明微電網的定義、分類、用途及結構,然后分析了中國微電網試點項目建設情況及特點,最后結合我國現有微電網特點及科研現狀總結了我國微電網的發展趨勢。
451-458

期刊名稱:電網技術

期刊級別:北大核心期刊

期刊人氣:5680

雜志介紹:
主管單位:國家電網公司
主辦單位:國家電網公司
出版地方:北京
快捷分類:工業
國際刊號:1000-3673
國內刊號:11-2410/TM
郵發代號:82-604
創刊時間:1957年
發行周期:月刊
期刊開本:A4
下單時間:1-3個月
復合影響因子:2.821
綜合影響因子:2.389
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