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大规模风电接入电力系统后,随机性的风电出力增加了电网在功率平衡和稳定控制问题上的复杂性。为了增强电网对高比例风电的适应能力,在电力系统中配置灵活性强的储能电源是一种有效的解决方案。 为了合理配置储能电源,本项目首先对风电出力变化特性进行了本源分析。从接入系统的风电场出力整体出发,研究了风电出力在不同时间尺度上的概率分布特性。为适应多种储能电源的不同特性,采用离散傅里叶变换对风电出力进行频谱分析,提出多时间尺度的风电出力建模方法。 从大电网的大规模风电接入和利用角度,提出以抽水蓄能等能量型储能为主体,其他快速反应型储能为补充的电力系统储能整体架构。在对抽水蓄能动态、静态效益综合分析的基础上,研究了抽水蓄能与风电配合的优化运行方法;综合考虑电力系统常规电源特性、负荷特性,建立新型电力系统中抽水蓄能电站的综合容量规划模型。 针对电池储能在含高渗透率风电电力系统中的优化配置问题,主要从两个角度进行了研究:1)平滑风电短时波动性问题;2)参与风电加入后系统整体调峰问题。从四个方面深入开展研究:电池储能运行优化,电池储能的变寿命模型,参与调峰的电池储能优化配置,和参与平滑风电短时波动的电池储能优化配置。本项目提出考虑前瞻性的电池储能充放电功率优化方法。该方法以控制风电出力相邻两个时间段的波动幅度为目标,考虑了前瞻可信周期内风电出力波动对当前时刻充放电决策的影响,使电池储能充放电功率优化更加全局化。从电池储能的运行技术经济特性出发,考虑电池储能放电深度对其实际使用寿命的影响,提出了电池储能变寿命预测模型。基于电力系统对并网风电最大功率波动率的技术约束,在考虑电池储能变寿命模型的基础上,提出用于改善风电场出力波动性的电池储能容量优化方法。针对无能量型储能电源的含风电电力系统,研究了采用电池储能进行调峰以改善风电反调峰特性问题,提出了考虑变寿命特征的调峰用电池储能容量优化方法。 针对多元储能优化配置问题,提出以不同特性的储能分别应对不同时间尺度风电出力变化的储能配置思路。考虑电力系统的负荷特性、常规电源的调节能力和多元储能响应能力,以系统经济性和能源利用效率等为优化目标,提出了含高渗透率风电的电力系统多元储能电源优化配置模型和方法,可避免多类型储能在容量配置方面的重复性。 本项目的研究可为电力系统储能电源的合理发展、大规模新能源并网和充分利用提供重要理论支撑。 2100433B
大容量高渗透率风电接入电力系统后,随机性的风电出力增加了电网在功率平衡和稳定控制问题上的复杂性。为了增强含高渗透率风电电力系统的功率平衡能力,解决大规模风电入网难题,在电力系统中配置具有灵活调节性能的储能电源是一种有效的解决方案。为了合理配置储能电源,本项目将深入研究大容量风电出力在不同时间尺度上的概率分布特性及跨时间尺度耦合特性,建立适合多元储能电源中长期优化配置研究的风电场出力模型;综合考虑负荷特性和常规电源特性,研究以抽水蓄能为主的多元储能电源在含高渗透率风电系统中的优化运行问题;基于节能发电调度政策,提出抽水蓄能电站在新型能量市场与旋转备用市场的容量分配策略,定量评估多元储能电源系统的综合效益。基于新的电力系统规划评估准则,建立含高渗透率风电的电力系统多元储能电源优化配置理论。本项目的研究可为未来电力系统储能电源的合理发展及布局提供重要理论支撑。
简单的说,就是变电站内的交流低压系统(380V),为站内的主变风冷电机、开关打压电机、直流系统、UPS、厂区室照明、空调系统、五防模拟屏、主控台、给水泵、污水泵等设备供交流电的电源。
与动力电源相对的是控制电源,所以,凡是向电器供电的电源都统称为动力电源,只有向保护及控制系统供电的电源称为控制电源
二段进线柜出问题了,那把二段进线柜退出来,
含风电的电力系统动态经济调度研究
随着风电大规模的并网,风电的波动性和随机性给电力系统经济调度带来了困难。针对这种情况,本文在常规电力系统经济调度机组约束条件基础上,加入正负旋转备用容量约束,应对风电的不确定性,建立含风电的电力系统动态经济调度模型,并利用改进的粒子群算法与二次规划算法结合的方式对模型进行求解。仿真实验结果表明,本文所建立的调度模型能有效应对风电接入引起的备用需求变化,调度方案在满足安全、经济约束条件的情况下,能够取得最小的机组运行成本。
微电网电源优化配置策略
风电、光伏接入主网对于提升电网电压、减少远距离输电损耗具有重要作用,但其固有的间歇性和波动性对电力系统的安全稳定造成不可忽视的影响。铅酸电池、锂离子电池等储能设备可以使弥补分布式电源出力的不稳定性,使出力曲线更加平滑。研究中,负荷通常被视为一个整体,而在实际运行中,不同类型的电力负荷在供电可靠性需求中并不相同。本文分析了源荷匹配机制,提出了考虑建设投资、运维成本、环保投资、缺电损失的电源容量规划模型。
本书主要讨论储能技术在电力系统中的具体应用,详细介绍了各种储能技术的基本原理及具体示例、储能对电力系统的影响,并对各种储能技术的特点进行了分析,重点关注了可再生能源与储能之间的关系。本书适合从事电力系统储能技术研究的科研工作人员或企业研发人员阅读。
风电出力受自然天气条件的影响很大,当系统中含有大规模风电场时,确定性潮流无法全而反映系统稳态运行情况,由前述随机潮流的概念可知,系统随机潮流分析是解决该问题的有效方法。国内外学者对含风电场的电力系统随机潮流研究早已有涉及。从现有研究成果来看,系统随机潮流模型算法与常规系统基本一致。事实上,风电这一非常规随机因素引入后,进行系统随机潮流分析需要解决的关键问题是模型中如何计及风电场出力随机性。此外,由于风电出力随机性区别于常规系统中一般随机性因素而具有一定特殊性,对此计算中如何处理亦是含风电场随机潮流分析需要进行深入研究的问题。现主要从上述两个方而综述含风电场的随机潮流方法,具体如下。
蒙特卡罗抽样法是进行风电场出力随机性分析最直接简单的方法,如有文献均采用蒙特卡罗法分析风电场出力的随机性,并采用模拟法计算含风电场的电力系统随机潮流,比较分析了风电接入对系统节点电压和支路潮流的影响。
为采用计算速度相对较快的解析法计算含风电场随机潮流,有文献分别提出了风电出力随机性不同处理方法 。
(1)随机潮流模型中风电场潮流计算模型问题。现有含风电场随机潮流研究时,大多数文献假设风场与外界系统按恒功率因数发生无功功率交换,即将风电场等效为PQ节点,该处理方式与系统实际并不完全相符,为此有文献将风场风机分为恒速}巨频异步发电机、恒功率因数控制方式的变速恒频双馈机、恒压控制方式的变速恒频双馈机三种类型,分别建立对应无功概率模型,采用半不变量和Gram-Charlier级数展开法研究了风电场不同控制方式下系统的随机潮流 。
(2)风场间出力相关性问题。随机潮流计算中往往为了简化模型、加快计算速度而假设系统各节点的注入功率相互独立。事实上,这一假设与常规系统实际运行已经存在一定差异,而风电并网将进一步加大该差异。因为多个风电场地理位置相对靠近而使得其基本处于同一风速带,从而使得各风场风速具有较强的相关性,各风场出力也具有较强的相关性。因此,随机潮流分析时应考虑风速相关性以更准确地评估风场并网后系统静态运行特性。不少学者对此进行了探讨。
(3)风场内有功无功出力相关性问题。有文献提出含风电场的电力系统随机潮流分析时,应计及风电场有功、无功相关性尤其是采用异步发电机的风电场,该文将风电场有功无功同其灵敏度矩阵中对应的权重元素组合为一个随机变量,采用半不变量法进行随机潮流分析,研究表明计及风场有功无功相关性后计算结果更准确,更接近系统电压或潮流的真实分布情况。
由上述分析可知,目前含风电场的电力系统随机潮流基本模型算法已建立。但是,当前含风电系统随机潮流研究大多均基于风速服从Weibull分布的基本假设。事实上,含风电系统的随机潮流计算应根据分析周期的不同分为以下两种:中长期随机潮流问题;短期随机潮流问题。其中,中长期随机潮流计算时一般假定风速服从Weibull分布,考虑风电出力从零到满发随机波动,其分析结果适用于系统长期或中长期评估。而短期随机潮流计算时一般考虑风电出力值为预测结果加上随机波动的预测误差,即系统随机变量为风功率预测误差,此时的结果适用于系统短期或在线评估分析。基于上述随机潮流问题的划分,给出几个值得深入研究的相关问题,以供参考。具体如下:
(1)含大规模风电并网的中长期随机潮流解析化方法研究。现有含风电场的随机潮流解析方法,虽然其实用性较强,但对于风电并网规模较大且需考虑风电出力波动范围较大的中长期分析这一特殊场合,可能存在不适之处,具体分别表现模型与算法两个方而。首先,现有解析方法中大多采用最常用的线性化交流模型,其精度能否适应上述特殊场合有待深入研究。其次,在算法方而,现有解析算法以基于半不变量和级数展开法最为常用,其中级数大多为A型Gram-Charlier级数或Edgeworth级数。而数学界研究已表明,当随机变量的三阶或四阶矩超出一定范围时,其逼近所得概率密度函数可能出现负值,导致结果不满足基本概率公理。因此,将此方法直接用于上述场合分析值得探究。
(2)计及动态调度策略的中长期随机潮流方法研究。在现有随机潮流文献中,亦即中长期随机潮流研究,为简化分析或受模型、方法限制,负荷或间歇性电源出力波动时均没有考虑系统中各机组出力调整,而是将其视为不变的恒量,完全依靠单一的平衡节点实现功率平衡,这显然不相符合电网实际运行。事实上,电网运行时会根据负荷水平的不同及时调整系统发电计划、重新安排机组出力(尤其是承担峰荷的机组),以力求系统运行经济性。此外,一方而随着智能电网建设工作的深入开展,系统的互动性、兼容性、经济性等特征愈发明显。这在一定程度上也预示着未来电网分析工作必须而对诸多随机因素并恰当处理系统在此环境下运行状态的动态调整问题,从而使系统分析方法满足实际需求。另一方而,我国风电“建设大基地、融入大电网”的发展路线,也进一步突显了计及动态调度策略是系统分析的必然要求。因此,研究计及动态调度策略的中长期随机潮流分析方法具有重要意义,应作为后续研究的重要方向。
(3)短期随机潮流方法研究。由于短期随机潮流研究时一般考虑功率波动范围相对较小,风电出力随机变量取决于风功率预测误差,因而当前含风电场的电力系统随机潮流计算模型与求解方法基本适用。然而,难点问题是如何建立准确的风电功率预测误差分布模型,用于描述风电出力短期随机波动性。因此,研究一种考虑风电功率预测误差分布的随机潮流实用方法是短期随机潮流研究的重点。
译者序
原书前言
致谢
引言
第一部分 储能应用
第1章 电力系统的发展趋势
第2章 作为电力系统结构单元的储能装置
第3章 储能技术的应用
第二部分 储能技术
第4章 热能储存
第5章 飞轮储能
第6章 抽水蓄能
第7章 压缩空气储能
第8章 氢气与其他合成燃料储能
第9章 电化学储能
第10章 电容器储能
第11章 超导磁储能
第12章 电力系统自身储能
第13章 储能系统选择注意事项
第三部分 电力系统储能注意事项
第14章 储能系统集成
第15章 储能对电力系统瞬态的影响
第16章 电力系统储能优化机制
第17章 储能与可再生能源
结论
参考文献 2100433B