间歇式能源协调优化调度技术提升电网消纳风电能力_

新能源发电技术在电力系统中的应用

新能源发电技术在电力系统中的应用 发表时间：2018-12-04T14:34:15.217Z 来源：《河南电力》2018年12期作者：张玉琴1 程佳音2 [导读] 在电力系统之中加强新能源发电的实际应用，有助于改善目前的社会能源供应系统效率较低的情况，推动社会能源的高效利用。 （1.国网河北省电力有限公司涉县供电分公司河北邯郸 056400； 2.国网河北省电力有限公司邯郸供电分公司河北邯郸 056000） 摘要：在我国快速发展的过程中，我国的新能源在不断地出现，作为一种可再生环保能源，大力发展新能源能够有效地节约资源，推动现代社会的可持续发展，同时也有助于今后可持续发展理念的推广。所以，在电力系统之中加强新能源发电的实际应用，有助于改善目前的社会能源供应系统效率较低的情况，推动社会能源的高效利用。基于此，本文就新能源发电在电力系统中的实际应用方向以及相应的应用要求进行一定的探讨和分析，希望在今后新能源发电的发展过程之中对相关人员能够起到一定参考作用。 关键词：新能源发电；电力系统；应用 引言 人们的生活和工业生产离不开电能，可以说电能是支撑我国经济发展的重要能源。随着人民生活水平的提高以及工业生产的进步，未来阶段内我国用电数量会逐年增长，而发电需要消耗大量的能源，过去中，我国发电普遍使用的是化石燃料，如碳煤以及石油等，而这些化石燃料并非可再生资源，用多少就消耗多少，如果一直使用化石燃料的话，必然会导致化石燃料的枯竭。在这样的背景下，研究新能源的应用具有十分重要的意义。 1分布式光伏的特点与应用效果的阐述 以光生伏特效应为基础，充分利用太阳能电池元件，将太阳能转化为电能的技术，就是我们所说的光伏发电。由于半导体硅在加入了不同特性的半导体材料，最终导致半导体内部出现了多余的空穴或者自由电子。分布式光伏发电是除了风力发电外在发电中光伏应用的新能源发电技术之一。其主要是通过将光伏发电接入风电场用电系统中，负责照明电力的需求，这种新能源技术已经得到了的大范围的推广和应用。我们常说的光伏发电，实际上就是日常生活中常见的太阳能发电，风电场采取在综合办公楼、材料库等建筑物安装太阳能电池板的方式，采取就近接入或者分散接入的方式将光伏发电接入发电站用电系统中。为了确保就近接入、分散接入的顺利进行，发电站必须在确保自身建筑配电间配有光伏并网逆变器的基础上，将光伏发电电流有效的转化为符合发电站用电要求的电能。就目前而言，国内外普遍采用的是直接电流控制火灾间接电流控制等几种类型的逆变器控制策略。如果采取直接电流控制的话，则电流控制器在通过电力反馈闭环直接对电流输出进行调节，不仅不会影响电网电压的稳定性，同时也确保了电流的稳态与动态等各方面性能。但是，其对于电流控制器性能的要求相对较高。而间接电流控制，虽然对控制器要求较低，结构简单且不需要引入反馈电流，但是由于间接电流控制的稳定性较差，电路的动态响应较慢，因此应用这一方式就会导致并网电流跟踪精度的下降。 2新能源发电在电力系统中的应用 2.1利用燃烧电池进行发电技术 燃烧电池是现代技术发展出的众多新能源技术中的一类，其工作方式与传统电池的工作方式并无不同，都是将化学能转化为电能。虽然在机构之上与传统电池相差不大：都存在正负极，电池之中都具备电解质以供电解，然而在具体的核心结构之中仍然与传统电池有所不同，即燃烧电池在其正负极之上并没有像传统电池那样放置有一定量的活性物质来保持工作的稳定以及效率的提高。在实际工作过程中，燃烧电池主要以供给的燃料与电池内部的氧化剂进行反应，通过这一反应从而实现电能的输出。因此在燃烧电池工作过程中，要想保证足够多的电能的产生，只需保证发生反应的燃料以及内部的氧化剂充足即可，相较于传统能源的使用条件而言已经有了极大地简化。所以从理论上来讲这一发电技术能够实现百分百的能源利用效率，而且即便在实际使用过程中受到环境因素的影响，也仍然能够保持远高于传统能源使用效率的百分之八十的能源利用。 2.2海洋能源利用的可能性与前景调查 地球是人们赖以生存的唯一家园，海洋所占面积为71%，陆地所占面积为29%，海洋所蕴含的资源非常大。可以说，谁掌握了海洋技术，谁就掌握了话语权。我国新能源发电主要采用风力发电、太阳能发电这两种方式，忽视了海洋所蕴含的能源。其实，海洋的能量巨大，并且是现阶段找到可替代能源前唯一可依靠的能源。海洋不仅蕴含大量的生物和物种资源，还潜藏大量的能源，比如生物能、潮汐能等，这些能源值得人们进行开发和利用，能够有效地缓解社会对能源的需求压力。海洋能源并不完全指海洋自身，地球存在于太阳系中，只要其一直存在，海洋能源就永远不会枯竭。现阶段，以海洋能为基础进行发电主要有两种方法：第一种：施工人员将沸点较低的水质加热使其呈现为蒸汽；第二种：以温水为基础，将其运送到真空室内加热至沸腾状态，从而转变为蒸汽。液体水转换为蒸汽后具有强大的热能，推动汽轮发电机进行发电，再从600～1000m深处进行冷却水的抽取，从而实现冷凝蒸汽的目的。1930年，法国科学家借助海水存在的温差进行发电，并取得试验成功，但发出的电能与消耗的电能相比少之又少，不值得推广和使用。目前，大多数国家都在积极研究海水温差发电。大量的试验证明，其具备一定的优点：（1）将温海水作为基础进行发电，能有效避免化学物质对海水产生污染；（2）采用开放式循环能降低试验成本，提高发电效率；（3）采用塑料制造的直接接触热交换器，能有效提高设备的抗腐蚀性；（4）能产生大量的蒸馏水，为其他部门的使用节省资源。我国的潮汐能发电在国际上具有一定的地位，并且正常运营的潮汐发电站已达到几十座。经过5～10年的发展，我国的潮汐能发电站势必会超过100座。由此可以看出，海洋能发电和宽阔的海洋一样具有巨大的发展空间和发展前景。我国的海岸线较长，具有丰富的海洋能源，具有一定的优势。海洋能是可再生能源，并且永远不会枯竭，其与煤炭发电相比较，不会消耗现有的能源，也不会对环境产生污染；与太阳能发电进行比较，不会占有现有的土地资源，能过提高土地的利用率；与核能发电进行比较，不需要消耗稀有的能源，也不需要强大的保护措施和科学技术作为依靠。 2.3太阳光伏发电技术运用 我国现阶段的太阳光伏发电技术可以分为三种，具体如下：（1）由电压源电压控制的太阳能光伏系统，这种太阳能光伏发电系统结构被称为独立户用型。（2）由电压源电流控制的太阳能光伏系统，这种结构被称为并网型。（3）融合独立户用型以及并网型太阳能光伏发电系统结构，可在电压源电压和电压源电流控制之间进行切换。而太阳能光伏发电的工作原理如下：利用太阳能电池将太阳能转化为电能，再由功率变化装置把转化来的电能调节成可以接入电网的电能。太阳能电池转化来的电能为直流电，只能为直流负荷输出所需要的电

含微电网的配电网优化调度

2017年　4　月第32卷第7期电工技术学报TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Vol.32　No.7Apr.2017 收稿日期2016?03?15　改稿日期2016?05?10含微电网的配电网优化调度 张晓雪　牛焕娜　赵静翔 （中国农业大学信息与电气工程学院　北京　100083） 摘要　提出一种含微电网的配电网优化调度方法。首先根据多时间尺度微电网不平衡能量预测评估出未来调度周期微电网对外的最大输出功率和最大输入功率两个评估指标；然后以最大输出功率和最大输入功率为微电网与配电网交互功率约束条件的上、下限值，建立以运行成本最小为目标的配电网经济优化有功调度模型，并提出了求解该模型的最小费用最大流计算方法；最后在经济优化有功调度的基础上进行配电网无功优化。仿真算例表明，与基于微电网单一日前调度计划曲线的主动配电网优化调度方法相比，该模型与方法能够充分考虑微电网对外呈现的功率允许调节裕度，从而更有效地减少系统运行成本，降低网损，提高电压合格率。 关键词：配电网　微电网对外调节裕度评估　优化调度　无功优化　最小费用最大流 中图分类号：TM926 Optimal Dispatch Method of Distribution Network with Microgrid Zhang Xiaoxue Niu Huanna Zhao Jingxiang （College of Information and Electrical Engineering　China Agricultural University　Beijing　100083　China ） Abstract This paper proposed a novel optimal dispatch method of distribution network with microgrid.The goal of the method is to minimize the operation cost of distribution system by considering the power regulation adequacy of microgrid.To evaluate the regulation adequacy ，the maximum ′charging′and ′discharging′power of microgrid in next dispatch horizon were calculated based on unbalanced power prediction under multi?time scale.A minimum cost maximum flow algorithm was proposed to solve the optimization problem.Furthermore ，the reactive power optimization of distribution network was calculated based on optimal dispatch.Simulation studies demonstrate that ，compared with the normal distribution network dispatch method by considering microgrid day?head scheduling curve ，the proposed dispatch method can reduce system operation cost and network loss effectively and improve the voltage qualification rate. Keywords ：Distribution network ，external regulation margin evaluation of microgrid ，optimal dispatch ，reactive power optimization ，minimum cost maximum flow 0　引言 随着微电网（Microgrid ，MG ）技术的发展，分布式 电源（Distributed Generation ，DG ）以微电网的形式作为 一个双向可调度单元从配电网接入，MG 成为配电网 和DG 间的纽带，使得配电网不必直接面对种类不同、 归属不同、数量庞大、分散接入（尤其是间歇性）的 DG 。因此，配电网将逐渐演变为由大量隶属者不同的MG 和分散可控型DG 组成的主动配电网。如何对主动配电网内的MG 与DG 进行优化调度与控制，以达到最大限度的消纳可再生能源、减少系统运行成本、 降低网损、提高电压合格率的目标，从而实现主动配电网最优潮流分布，成为亟待解决的问题［1?9］。目前，国内外对主动配电网的研究主要集中在含DG 的配电网经济调度问题［10?17］以及DG 接入后对配电网电压分布、网损影响等方面［18?22］。针对含DG 的配 电网经济调度的研究通常以运行成本最小化或发电能万方数据

面向新能源消纳的电网规划方法初探

面向新能源消纳的电网规划方法初探 发表时间：2017-04-27T09:13:34.487Z 来源：《电力设备》2017年第3期作者：王执中[导读] 摘要：随着新能源的利用与不断发展，传统的电网规划已不能满足实际生活中的需求，因此再此背景下，如何将新能源消纳入电网规划就成为了人们所关注的重点问题。 （北京中恒博瑞数字电力科技有限公司北京 100010）摘要：随着新能源的利用与不断发展，传统的电网规划已不能满足实际生活中的需求，因此再此背景下，如何将新能源消纳入电网规划就成为了人们所关注的重点问题。基于此，本文通过对新能源消纳与电网规划理念进行概述，提出了新能源在消纳电网规划中的相关方法，并希望通过本文能为相关工作人员提供一定的经验借鉴。 关键词：新能源；消纳；电网规划；方法在传统电网规划方法实施过程中，逐渐凸显出了社会效益较低的问题，而其问题又影响到了电网规划工作的有序开展，因而在此基础上，电网规划部门在工作开展过程中，应注重推广新能源规模的发展，继而由此完善电网规划方法，并可通过结合新能源消纳能力提升电网规划内容的精准性，以达到最佳的电网规划状态。具体内容为如下所述。 1 新能源消纳与电网规划结合得新理念 协调新能源以良好发展电网规划的主要目标是，促使在电网运行中对新能源实行合理吸纳，充分发挥出新能源的低碳、节能效益。对于新能源的合理消纳处理主要分为两点：一点是系统的灵活性较强，在满足新能源出力剧烈波动变化需求的同时，可减少新能源限电状况发生。另一点则是在新能源的消纳中，并不会对电力系统造成较大的成本负担，也就是指电网系统在新能源消纳处理中，支出的投资、运行花费并不会出现明显的上升。由此可见，对于新能源的消纳处理并非是指想方设法的去完全接纳新能源，而是寻求一种可实现消纳新能源各影响因素平衡的方式，并在新能源消纳能力及投资成本间做折中处理。 2 新能源消纳电网规划的方式 2.1 加大储能技术的发展力度 在智能电网建设过程中，针对新能源的特点与分布式发电，以及即将出现的大规模新能源发电站的建立，储能技术是非常重要、不能缺少的一项技术，同时也是智能电网建设顺应新能源发展趋势的一项有力支撑。具备智能电网所需要的储能能力的储能装置需要就以下几个方面进行限定：第一，能量密度方面，需要具备小体积、大能量的特点；第二，功率密度方面，对于突变情况的响应速度要快；第三，储能效率高；第四，环境适应性强，能够适应特殊环境；第五，储能的容量大，能够适应新能源间歇性及不稳定性的特点。针对具有上述功能的储能装置进行研发设计，大力发展储能技术是满足新能源环境下我国智能电网建设的关键技术之一。 2.2 制度电网规划方案 基于新能源消纳的基础上，其对电网规划方案的完善提出了更高的要求，对于此，首先要求相关工作人员在电网规划工作开展过程中，应深刻认识到电网规划方案在电网发展中的重要性，即引导电网趋向于正确的方向发展，继而基于此完善电网规范方案内容，促使相关工作人员在电网规划实践工作开展过程中，能依据规划方案规范自身操作行为，避免不合理规划现象的产生以影响到电网的进一步发展。其次，由于新能源消纳对原有的电网规划提出了更高的要求，因而基于此来拓展规划范围及具体细节是非常必要的。最后在电网规划方案制定过程中需从决策方式等途径寻求突破，以有助于电网规划行为的有序展开。 2.3 构建电网规划模型与框架 新能源环境下电网规划的创新还应尽可能的提高电网规划的灵活性，建立不确定因素下的灵活电网规划模型，并在此规划层面上强化电网的自愈能力，从而实现资源优化配置和安全稳定运行的协调统一。同时还需坚持效益和效率优先的原则，加强对风电接入系统的研究力度，积极推动清洁能源的高效利用，做好对电网规划方案的评估工作，以分阶段的实现智能电网的建设。此外在规划框架中，首先需做的是建立多个不同的备选网架结构方案，以便通道建设能力及稳固约束的限制条件之下，对网络传输容量充裕的最佳方案进行制定。其次，需做的便是在运用电网模型获取到最佳的最大输电容量方案后，应对各网架结构方案做评估处理，以此明确各方案的新能源消纳能力。再次需做的便是在评估处理中，如果新能源消纳能力能够充分满足盈亏平衡小时数需求，那么则可做输电容量减少处理，同时在此基础之上，相关人员可对系统做再次评估处理，直到系统对于新能源消纳能力无法满足相应需求为止。最后，在对框架方案的投资及运行成本做对比分析处理之后，便可进一步明确最佳的规划方案。运用此分析方式所获取到的电网规划框架方案，可在满足新能源消纳需求的同时，促使电网系统运行始终处于最佳状态中。 2.4 加快跨区域输电通道建设 消纳问题已成为制约风电等新能源进一步发展的最大瓶颈。从全国看，目前风电占总装机的比例只有6%左右，因地理和国家政策等优势，我国中、东部地区风电消纳市场巨大，相关风电消纳资源非常丰富，但“三北”地区风电消纳较为困难。而要想改变这种状况，就必须加快中东部和西部之间的跨区域输电通道建设，从而把风电消纳问题进行有效引流，同时还要加强和西部地区的联系，协助风电消纳情况严重的区域进行新能源电网建设，以从根本上解决消纳问题。 2.5 完善大电网和分布式电网的互动 新能源分散性的特点给智能电网的建设提出了统一的大电网和分布式的电网平行发展的发展要求，在这一要求中相关人员必须要处理好统一的大电网同分布式的电网之间的有效互动。另外在建设过程中要用发展的眼光看待事物，充分考虑新能源与新形式的出现和利用中的类似问题，只有结合新能源的使用情况，进行全面地分析，才能够使资源得到最佳限度地运用，提高智能电网的运行效率，从而使智能电网发挥出最佳效果。 2.6 构建三级网络，完善电能质量监测体系 新能源环境下电网规划的创新还体现在构建三级网络电能质量监测体系。首先，要将现有的省级电能质量监控主站予以升级，并建设区域电网电能质量监控主站；其次，在光伏电站、集中式风电场和重要的系统变电站、高载能企业等接入关口处，增设电能质量监测终端设备，以增加暂态量的监测点，从而对电能质量实现长期且实时有效的监测；最后，为了防止发生“重监测，轻分析”问题，相关部门的监测分析职能要予以强化，从而提高电网规划的合理性。 2.7 智能电网建设过程中政府作用的发挥

微电网能量管理运行优化研究

微电网能量管理运行优化研究 发表时间：2017-07-03T11:17:13.947Z 来源：《电力设备》2017年第7期作者：侯方域陈灿灿 [导读] 摘要：主要研究微电网能量管理优化问题，提出了电网分级分布式衰减能量管理系统的建设方案，设计了电力预测，经济调度，需求响应和联络线功率控制等功能电网能源管理系统软件。 （国网晋城供电公司山西省晋城市 048000） 摘要：主要研究微电网能量管理优化问题，提出了电网分级分布式衰减能量管理系统的建设方案，设计了电力预测，经济调度，需求响应和联络线功率控制等功能电网能源管理系统软件。在此基础上，本文提出了一种基于改进遗传算法的最小化总运营成本目标的微电网，通过仿真验证了一种用于优化能量管理和算法有效性的新方法。 关键词：微电网；能源管理；分层优化；多代理系统 为了充分发挥低碳微电网的优势，经济，需要优化微电网功率调度，以最大限度地利用微型电源。根据微网系统的特点，提出了一套相对完整的微网能量管理系统，每个功能模块和主要任务的特点完善细节，系统可以实现综合监测，预测，时间和历史信息的微网系统的状态同步监测，预报警和预防控制以及微网电力多目标优化运行综合协调控制功能。微电网能量管理系统进一步完善微电网控制功能，提高微电网的控制精度和有效性，为开发和工程应用原型系统提供重要支撑。 微电网具有分布式发电（微）电源小型化和数量少的特点，微发电特性不同，发电和环境条件，如温度，风速，日照辐射密切相关，输出具有很大的随机性和挥发性。微电网中的负载将随时间，天气和经济因素而变化。这使得分布式发电设备的故障率也随环境条件和时间而变化，电源和负载程序之间的能量交换也变得更加复杂。 对于更多能源的微电网，能源管理系统需要从微电网系统的安全性，电源质量，经济和环境等方面全面控制。目前，微网系统网络结构框架，调度控制策略和控制单元级功率/能量存储的微网系统级能量管理系统研究的主要研究仍然在婴儿理论中。主要对微电网能量管理系统的人机界面设计进行了优化。提出了基于中央控制器的微电网能量管理策略的层次控制，微电网运行分析的两种市场政策。微电网经济运行调度政策的能量研究和人机界面的设计。通过对基于PQ控制仿真模型的逆变器的研究和基于下垂控制逆变器数学建模，微网控制策略的分析。微网格系统的微网格研究领域目前很少有研究文献层面的能源管理系统。综上所述，根据传统能源管理系统的电网本身的特点，本文提出了一种相对完善的微电网能源管理系统， 实现同步监测，预报预警和预防控制以及多目标优化运行综合协调控制功能的综合监测，预报，实时和历史信息系统。下面从系统功能和系统结构两个方面介绍，并重点介绍信息采集和数据预处理，网络分析，能量优化功能模块的主要任务及其完善的特点。 微电网能量管理系统功能系统结构如图所示 分为信息采集和数据预处理，网络分析和能量优化三个方面。 1 信息采集和数据预处理主要任务是收集微网单元的模拟量和开关量数据，天气信息，相量数据，并连接到电网能源管理系统数据；结合CIM模型，微电网管理历史部分信息，数据预处理，为下一步应用提供集成模型，图形和参数。通过使用SCADA测量实现，与 - PMU-2混合，用于微网系统状态的同步监测，克服了SCADA监测过程，对不同监测点之间的统一监测结果缺乏精确的定时和总体动态分析进行了在整个系统上，仿真模型只能通过离线校准问题。利用SCADA和-PMU-2与微电网和模块之间的能量管理系统进行数据传输，传输控制模块之间，一套基于CIM模型的PI（工厂信息）实时数据库系统进行数据交换存储基地，通过CIM模型，可以在微网能量管理系统内部和不同能源管理系统之间进行数据共享和交换，实时监测微电网等电气参数的并网节点信息，保证微电网电网和连接到电网之间的能量交换的安全稳定性。使用历史段管理模块，关联，合并，数据修改模型，如数据挖掘预处理，数据BuZhao功能实现收集信息的集成并形成历史段，下一步系统使用先进应用功能模块分析。 2 网络分析结合综合模型，图形和参数在一个单元中，用于微电网状态估计，基于微电网状态变量的混合测量；根据微网状态变量和控制变量，结合微电网，设备的健康状况，评估风险分析和敏感性分析，并预测潜在故障，定量消除趋势故障的调整因素限制；通过预警和报警模块，可以通过声光报警，故障情况，快速采取相应的预防措施或应急控制。基于混合测量的状态估计，在网络拓扑分析的基础上，基于模拟数据采集，SCADA模块和相量数据 - PMU-2模块采集，计算电网的状态变量。系统进入风险分析和敏感性分析。使用风险分析模块，在微网系统中定量随机故障因素，建立定量指标计算的风险表征系统，进行分析。经过灵敏度计算与控制变量的微小变化和状态变量之间的关系的变化，计算分支微电源的限制趋势，负载灵敏度，计算在此分析的基础上迅速消除限制量的微功率有功功率的调整，可以调整为更小，更快，更好的结果用于提供快速指导预防和控制危险情况。综合分析和灵敏度分析结果进行风险评估，安全分析，通过声光报警，预防措施和应急控制模块预测可能的风险状况和故障状况，同时处理微网系统是自动或手动干预或危险情况的故障，其优先级高于微电网优化调度模块。 3 能量优化的主要任务是确保系统安全的微网系统网络分析，在基于微电网信息的状态估计的基础上，结合微型发电机，负荷预测，储能单元能量状态预报和分析系统运行，实现微电网多目标优化运行和综合协调控制。根据微网控制目标的不同操作模式和系统，在预测信息和基于系统分析的运行中，分析微电网互联/隔离网运行模式的系统状态，微功率控制策略和储能系统，运行系统分析指标，具体单位

新能源发电在电力系统中的应用

新能源发电在电力系统中的应用 发表时间：2017-05-16T15:26:32.673Z 来源：《电力设备》2017年第4期作者：李翔波 [导读] 摘要：新能源发电技术是解决电力生产消耗过多煤炭等战略资源的最佳途径。 （广州艾博电力设计院有限公司广东广州 510080） 摘要：新能源发电技术是解决电力生产消耗过多煤炭等战略资源的最佳途径。本文以新能源发电形式为研究对象，着眼于电力系统运用实际情况，将简单阐述一下新能源对电力系统的影响，并对现行的几种新能源发电技术进行简单点的介绍。 关键词：新能源发电；原则；电力系统；应用 引言 能源危机日益严重的今天，人们迫切需要找到新的方法来进行发电，在相关的研究人员的努力下，分布式发电同新能源发电应运而生。为确保电力系统能够在整个现代经济社会建设发展中得到长时间且可持续性的发展，展开有关新型能源在电力系统中的应用研究势在必行。所以，随着我国能源需求的逐渐提高，新能源发电逐渐获得了政府的支持和人们的关注。利用新能源进行发电解决了传统发电过程中对环境的污染问题，并且减少了不可再生的化石燃料的使用，取而代之的是可再生的清洁的新能源，比如风能、太阳能等。但是在利用新能源进行发电的过程中，多个小型的发电站所产生的电流对电力系统会不可避免的产生一定的影响，所以，本文首先分析新能源发电对电力系统的影响，进而提出几种新能源发电技术。 一、新能源发电对电力系统的影响 在新能源发电的电力并入国家电网的过程中会对电力系统造成一定的冲击，这是因为由于部分地区的新能源发电机组容量有限，只能采用异步发电机，这种发电机因为缺少相对独立的励磁装置，所以在发电机所发出的电能并入电网之前发电机自身是没有电压的。在发电机并网前后其电压电流必然会出现一定范围内的波动。根据相关的数据资料记载，在并网时会出现大概比额定电流大5-6倍的并网冲击电流。在并网过程中，特别是对于容量较小的电网而言，数量比较大的异步发电机同时并入电网的瞬时会将电网电压大幅拉低，瞬间降低的电压会对在同一电网上运行的其它电气设备造成一定的影响，达到一定程度之后就会威胁到整个电网的运行安全和稳定。 在新能源发电的电力并网过程中，除了上文所介绍的对电力系统造成冲击以外，新能源电力并网还会对电力系统的稳定性造成一定的影响。当风力发电的电能并入大型电网的过程中，由于大型电网所配备的备用电容和调节电力的设备比较充足，因而风电并网不会对电网造成太大的影响。但是风电所并入的电网并不都是具有相当调节能力的大型电网，当风电将要并入小型电网的时候，并网所造成的频率改变和对电网的稳定性造成的影响不容忽视。同上文所介绍的情况一样，当多台大型风力发电机将其所发的电量同时并入电网中的时候，会造成电网电压的瞬间降低。风力发电过程中，风速是不稳定的，当风速超过切出值的时候，风力发电机就会从额定出力状态自动退出并网状态。由于风电的并入而造成的电网电压的下降无疑会对电网运行的稳定性带来一定的威胁。 二、新能源发电在电力系统的应用 1、利用开发风能发电 在目前的电力电子背靠背变频技术的支持下，风力发电系统能够对发电功率的各个参数的输出作业进行有效的调整和控制，风力发电的目标也是通过控制电磁转矩控制机组转速频率来实现的。风能在利用过程中因为没有产生辐射、也不会对空气产生污染是一种公认的清洁的可再生能源，风力发电基本原理，利用自然界的风力带动发电企业安装的风车叶片旋转，通过增速机把风车旋转的速度加快，从而带动发电机发电。 2、利用海洋能发电 （1）波浪发电 波浪发电需要利用转换装置，把波浪能转化为机械、气压或液压的能量，以催动机械的运行。其中，我国最典型的波浪发电案例，应该是广东油尾建成的100千瓦的振荡水柱式波浪发电站，当然，还有一些地区也取得了很好的效果，如海南、福建，现如今，很多沿海城市已经把建设100千瓦以上的波浪发电站，作为建设目标。虽然说波浪发电技术难度大、需要耗费大量资金，但是却符合我国经济市场的发展需要，具有广阔的发展空间。 （2）潮汐发电 潮汐是海洋水位受太阳和月球等天体的引力影响，发生变化，进而产生水位波动的一种自然现象。因而，潮汐发电的方式是：利用潮水涨落产生的水位差，创造势能，把势能转化为电能，来投入使用。可再生、存储量大、生产成本少是潮汐能的最大优势，同时，潮汐能是一种清洁能源，不会引起环境污染，把潮汐能发电水库建立在河口或海湾，不会占用地区的耕地。但是，在潮汐能发电方面，我国存在着电价高、成本高等问题，给潮汐能的推广和运用带来不利影响。 3、太阳能发电技术 目前世界储备量最多的自然资源就属太阳能了，当电力、煤炭、石油等资源存储量耗尽时，太阳能发电将成为解决能源危机的最佳方法。在地球外层空间建立太阳能发电基地是太阳能技术的基本构想，产生的电能将通过微波传输到地面上太阳能接受装置里。然后在经过相应的处理把太阳能从液态变为气态，用于汽轮发电机发电。其中太阳能发电形式包括：光伏发电和光热发电：光伏发电光伏技术随着科学技术的发展而不断得到更新，这不仅提升了电能产生的效率，同时各种能源的转化运用也得到了加快。由于光伏发电领域在国内起步比较早，所以经过长期的研究发展在太阳能电池组件的生产能力等方面取得了诸多成就，对于缓解国内能源危机提供了很有效的方式。太阳能电池把太阳能转变成电能的部件主要运用了光伏效应。太阳光的光子在电池里激发出点子空穴对，电子和空穴则会移动到了电池的两端，如果外部存在通路就会有电流的出现，最终生成电能；光热发电技术是指将自然界中所有的光能聚集在一起，然后结合聚光器汇集太阳能。由于受技术的限制，国家在研究光热发电方面进展迟缓，对光热发电能源尽管进行了全力研究但还是没有取得很突出的成绩。 4、利用生物质能发电 生物质发电时蕴含在生物中的能量，具有可再生、低污染、分布广等特点，在能源资源中占有比例重，是第四大能源。在中国，农村地区秸秆等资源丰富，大部分都是经过燃烧处理掉，造成了资源的严重浪费，如果将其利用与发电上，将会创造大量的电能。同样，在一部分的林区，可以实施林业生物质直燃的方式进行发电。在甘蔗种植面积较大的区域，可以变废为宝，利用蔗渣进行直燃发电。另外，在人口密集，土地资源匮乏的地区，可以利用垃圾焚烧进行发电，既能够有效解决发电问题，还可以同时解决了垃圾处理问题。最后，在大

冀北电网风电优先调度方案

冀北电网风电优先调度方案 一、今冬明春电力装机情况 近年来，冀北电网经营区域风电发展迅猛，从2010年底至今，风电装机从325万千瓦增长到584.5万千瓦，增长近1.8倍。预计至2012年底，冀北电网风电总装机容量达到611万千瓦。 冀北电网2012年底预计装机容量达到1693万千瓦，其中火电1040万千瓦，水电42万千瓦。火电装机比例达到61.4%，水电装机比例为2.5%，风电装机比例达到36.1%。冀北电网电源结构以火电为主，电网调峰运行主要依靠火电机组，以抽水蓄能机组为辅。 二、电力电量平衡情况 1、负荷预测情况（计划处补充） 2、风电电力预测 2012年底冀北电网风电装机容量达到611万千瓦，不考虑风电限电，预计正常来风情况下风力发电日最大电力达到428万千瓦以上。考虑冀北地区季风性气候，夜间风电大发的概率较大。

3、电力电量平衡情况（计划处补充） 三、电网运行存在的突出问题 1、电网调峰困难（计划处补充） 目前，冀北风电在京、津、冀北电网范围内统一平衡消纳。京、津、冀北电网总装机容量5505.2万千瓦，火电装机容量4824.8万千瓦，其中供热机组占火电装机比例的48.22％；抽水蓄能电厂2座，装机容量共为107万千瓦；常规水电装机容量54.5万千瓦。通过装机比例构成可知，京津唐电网的电源结构比较单一，供热机组装机比例较高导致供热期电网调峰能力不足。冬季供热期，为保证供热民生需求，供热机组调峰能力受限将影响全网的调峰能力；同时由于冬季处于大负荷期，火电机组需全容量投入，全开机方式下电网调峰能力的下降导致低谷负荷时段调峰困难。因此，在冬季供热期的后夜调峰困难时段（主要集中在凌晨2：00－5：00），会发生弃风限电的情况。 2、网架结构约束（系统处补充） 目前，冀北电网送出受限主要集中在张家口地区，张家口风电送出主要通过沽源和万全500千伏变电站送出，最大输送能力为210万千瓦，最大同时出力按70%考虑，现有电网只能满足300万千瓦风电装机的送出。但目前张家口地区风电装机已近400万千瓦。张家口电网的220千伏和500千伏通道均无能力输送更多风电。

智能电网中微电网优化调度综述

智能电网中微电网优化调度综述 智能电网是一种智能技术系统，它包括优先使用清洁能源、动态定价以及通过调整发电、用电设备功率优化负载平衡等特点。终端用户不仅能从电力公司直接购买用电，同时还可以从储能设备中获取新能源和清洁能源，例如太阳能、风能，燃料电池、电动汽车等。另一方面智能电网具备高速、双向的通信系统，供电端与用电端实现实时通信、并且系统能够保证电网安全、稳定和优化运行。具有坚强、自愈、兼容、优化等特征。 微电网是一种新型的网络结构，是实现主动式配电网的一种有效的方式。由一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元，可实现对负荷多种能源形式的高可靠供给。微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置，它们接在用户侧，具有成本低、电压低及污染低等特点。开发和延伸微电网能够促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，使传统电网向智能网络的过渡[1]。 1、微电网的组成及结构 微电网是由多种分布式电源（既包含有非可再生能源发电的燃料电池、微型燃气轮机；又包含可再生能源发电的风力和光伏发电单元等），再加上控制装置、储能装置和用电负荷共同组成。微电网的组成结构十分灵活，可以满足某片区域的特殊供电需求。微电网不仅可以通过公共连接点（PCC）与大电网连接，采用并网运行模式；还可以在大电网电能质量下降或者电网故障而影响到微电网内负荷正常用电时，在公共连接节点（PCC）处与大电网断开，采用孤岛运行模式。 典型的微电网结构如图1-1 所示。它是由热电联产源（CHP）如微型燃气轮机、燃料电池，非CHP源如风力发电机组、光伏电池组及储能装置等组成。微电源和储能设备通过微电源控制器（MC）连接到馈线A和C。微电网通过公共连接点（PCC）连接到配网中进行能量交换，双方互为备用，提高了供电的可靠性[2]。

提高新能源消纳能力的电力系统调度研究 郝东升

提高新能源消纳能力的电力系统调度研究郝东升 发表时间：2018-11-16T14:03:24.140Z 来源：《河南电力》2018年10期作者：郝东升何红亮 [导读] 受到了人们的青睐。然而，在使用新能源的过程中却存在着一些的漏洞，即实际接收能源与能源转换之间存在着数据差异，换言之，有一部分的能源在转换过程中“跑”了，这样不仅会浪费成本，还会降低整个转换过程的安全性、可靠性。所以，对转换过程的各电力系统进行能源分配，是促进能源顺利发展的需求。 郝东升何红亮 （国网冀北电力有限公司北京市 100052） 摘要：如今，新能源已经成为了主要的能源。新能源的清洁度高，而且又有很大的储备量，受到了人们的青睐。然而，在使用新能源的过程中却存在着一些的漏洞，即实际接收能源与能源转换之间存在着数据差异，换言之，有一部分的能源在转换过程中“跑”了，这样不仅会浪费成本，还会降低整个转换过程的安全性、可靠性。所以，对转换过程的各电力系统进行能源分配，是促进能源顺利发展的需求。关键词：新能源；消纳能力；电力系统调度 1研究现状 1.1风电型系统 在整个电力调度的过程中，风和火是重要的动力来源。然而，利用火力会造成高污染，这就违背了发展的持续性和清洁性的相关原则。在风电产生之后，极大地改善了环境协调的情况。风能产生于自然，依托于自然强大的创造能力，所以就具有“无尽”的特性。与此同时，这种能源没有实体化形态，电力转换时不会出现污染现象，这样不仅保证了能源消纳过程的环保性，而且也保证了消纳结果的高收益性。然而，要利用来自于大自然的能源，也就意味着该种能源的产生时间和产生质量会受制于自然，具体就表现在风能利用时间的不稳定性，利用效率也不稳定。 1.2太阳能、风能的发电 能源使用不再依托于某一个单一能源，而是将所有可用能源进行了配对重组，形成两两互补的形式。这种模式旨在强化发电的效率，实现资源之间的互补与优化，以风和光为例，使用风能存在不稳定性，而光具有一定的稳定性和持续性，这就很好地弥补了风能使用的缺陷。然而，虽然稳定性的问题得以解决，却出现了电力供应不足的现象。同时，风、电、水等的结合虽然会产生稳定性强、流量充足的电力，但这种大流量却也对系统造成了较大的冲击力，使得系统超负荷运转，造成了系统原本消纳能力得不到充分发挥的结果。 2风电系统调度模型 在系统中，消纳范围往往是根据需求发生变化的，在某一个特定的阶段，风力转换成电力的最大值通常都是固定的。也就是说，这一阶段的消纳上限只适用于该阶段，而不能对其进行阶段延用，否则的话就会出现数据错误的情况，从而影响到整个转化过程的效率。所以，对该系统进行阶段化负荷检测十分的必要。对于系统负荷检测，必须要清楚系统的状态、消纳、能量接收等的数据，在保证数据不变的前提下，演算、推测负荷容量，并且设计出最节省成本的最优方案。演算的公式依据如下： 设定公式是以各数据趋于完美情况为基础的，所以这种公式所得出的最终成本数据无限接近于零。这显然与经济投资现状不符。所以实际中进行计算的时候，还要考虑机组问题，确定机组出力情况，并且根据该项数值来进行范围界定，以尽量保证该范围处于可控范围以内。此外，还应该预测风电转换的能量和时间，以确定其消纳的大致范围，与最终的实际消纳进行对比，以保证两者之间的差距不会太大，从而实现高效化地控制成本。此外，本系统的工作还应具有安全保证相关的工作，这就要求在进行实际操作的时候，控制人员要控制好风电转化的容量以及速度，保证两者之间始终处于平衡状态。与此同时，相关人员还要监督能源的接收和转换过程，进而保证传输的稳定性。 3太阳能蓄热机组调度 太阳能具有一定时空限制，所以想要将其转换成电力，就需要先进行能量储存量，这就要借助一些设备。需要考虑的费用成本主要有几个方面：第一，蓄热机组当前的运转能力；第二，其不断上升的效率。这两者之间的关系并不是相互孤立的，而是呈现一种比例趋势。所以，为了节省系统调度的经济成本，将探讨这种函数关系。蓄热机组是一种存储机器运转热量的模式。想要改善机组运转的温度，只需调节机组中的冷却装置，保证机组运转的安全性、可靠性，从而达到控制成本的目的。消纳能力的上限一般与机组运转能量之间相互影响，而且影响力度大多呈现出一种直线上升或者下降趋势。假设这种趋势的最大、最小值分别为△g+（Pg）和△g-（Pg）。这种趋势如果与机组其他数据形成联系，例如煤耗量、爬坡率等，就会形成机组成本计算的函数公式，如下： 在公式中，只要清楚其中各项数据值，就可以得出该系统所需的经济成本，分析出成本损耗的最大环节。当明白问题的产生点之后，就可以进行数据推测，明确可以减少成本的地方，使得公式的最终结果为最小值，以保证能源消纳的有效性。 4太阳能、风能的快速调节机组调度 为了保证电力转换的稳定性，需要进行能量分配，使得电力转换容量的时刻、季节间大体相同，这就需要借助快速调节机组。在这种模式中，所有工作都是以上述机组研究为基础展开的，并将机组的蓄热持久性作为主要研究对象。与上述模式不同，该种模式一改经济成本各因素之间的线性关系，转而形成一种无规律的、非线性的关系。所以为了便于我们的数据计算和成本规划，对公式的设计则最好以不等式为基础。在上一阶段的研究中，公式设计并没有考虑机组的“余热”时间，这是对成本的一大损耗。所以在此研究中，可以适时减少热能的投资，将机器“余热”作为能源的一部分，减少成本。因为公式计算中含有某些变量因素，使得公式结果存在变动性，这就造成了成本各组成部分之间关系的无规律性，加大了对成本的预测、规划和控制。所以在计算过程中就要使用一个数据包容性足够大的正数，对这些关系进行限制、约束，在外力的借助下，实现“非”与“线”的有机转换。在约束设计结束之后，还可以改变公式中的某些变量，检测线性关系是否始终适用。 5结语 总之，在实际应用这种能源的过程中，设备对能源的接收值与最终转换的电力值之间存在出入，达不到预计的消纳效果，加重了能源

清洁能源联合优化调度

清洁能源联合优化调度 发表时间：2017-12-04T16:01:21.260Z 来源：《电力设备》2017年第23期作者：任亮 [导读] 摘要：恩施地区水、风电资源丰富，均为水、风、光、生物质等清洁能源发电，但电网结构薄弱，电力供应丰余枯缺矛盾突显，结合电网实际情况，开展水电及新能源电厂联合优化调度，通过“接入数据标准化建设”、“自然资源耦合性分析”、“电网风险安全性分析”三大手段及“发电计划智能管理”、“计划安全校核管理”两大核心管理流程，优化发电资源联合调度，在电网电力外送卡口，部分断面卡口的情况下，有效减少了弃风、弃水的发生， （国网恩施供电公司湖北省恩施州 445000） 摘要：恩施地区水、风电资源丰富，均为水、风、光、生物质等清洁能源发电，但电网结构薄弱，电力供应丰余枯缺矛盾突显，结合电网实际情况，开展水电及新能源电厂联合优化调度，通过“接入数据标准化建设”、“自然资源耦合性分析”、“电网风险安全性分析”三大手段及“发电计划智能管理”、“计划安全校核管理”两大核心管理流程，优化发电资源联合调度，在电网电力外送卡口，部分断面卡口的情况下，有效减少了弃风、弃水的发生，保证了电网安全稳定运行，大幅提升了地区清洁能源发电效益。 关键词：标准化；耦合性；安全性分析智能管理；安全校核； 恩施地区地处山区，经济欠发达，属于贫困地区，工业滞后，用电负荷较小，但地区水、风能资源丰富，清洁能源发电电力充足，特别夏季丰水期，小水电出力大，电力消纳基本以外送为主。但恩施地区电网结构单一，仅通过一座500kV变电站外送电力，通道卡口严重，为保证清洁能源电力外送，只能通过内部挖潜，结合地区发供电特性，建立清洁能源与地区电网计划管理模型，提升清洁能源发电效益。 一、超前预控，结合电网实际，计划提前安排 1、督促发电厂开展设备自查，及时发现设备隐患，并根据情况制定相应整改措施，地调会同有关部门跟踪检查电厂自查整改情况，对电厂未按要求整改问题依照相关管理规定作出处理。 2、结合年度、月度检修计划，协调网厂合理实施检修计划。根据地区发电出力特点，结合电网实际，在年度、月度检修计划中合理作出相应安排，尽量避免在水电、风电出力较大的周期开展检修，同时协调各单位、各部门做好检修安排，在检修计划调整中能够按照调度安排及时进行相应配合，安全高效的完成检修计划，避免重复、超周期检修对发电造成影响。 二、整合厂站数据，实现接入数据标准化管理 1、以自动化系统为平台，实现清洁能源数据全接入 1）依托D5000智能电网技术支持平台，接入地调直调水电站、风电厂、生物质电厂相关自动化运行信息。水电厂及生物质电厂接入信息包含电站升压站内设备遥测、遥信及机组运行信息；风电厂接入信息包含厂站端设备遥测、遥信及集电线路相关信息；通过D5000平台整合相关数据，实现了水、风、生物质发电数据实时在线监测。 2）依托水情水调自动化系统，实现了恩施地区小水电数据全接入。恩施地区水资源丰富，小水电站数量较大，且分布广泛，大部分小水电地理位置偏僻，信息通讯不便。要求各电站根据自身调节能力建设相应水情水调自动化分站系统将相关水情信息接入地调水情水调自动化主站系统，县调小水电站通过小水电采集装置将有功、无功、电量等数据上送地调水调自动化主站系统，实现地调对地区所有发电数据的可视化。 3）实现水情水调自动化系统与D5000系统数据共享。结合新建D5000智能电网技术支持平台，做好数据互通，结合两套系统各自不同特点。取长补短，为做好清洁能源优化调度提供高效的数据支撑。 2、以监控信息为参照，开展接入数据标准化建设 1）参照电网监控信息标准化管理要求，对发电厂站端接入数据开展标准化管理，对接入清洁能源发电厂信息进行分类管理，对不同发电厂类型上送信息制定不同类型上送标准化模板，实现接入信息统一化、标准化； 2）参照自动化数据相关管理规定，对接入数据时间间隔、上送原则，数据精度按相应规定作出统一要求，实现不同类型数据的一体化、标准化。 三、开展山区水、风电耦合特性分析 1、恩施州水、风电资源富集，近年来，清洁能源开发力度不断加大，电网装机容量呈现突破性增长。水风电叠加发电时，外送卡口严重，造成电厂大量弃水弃风，不符合国家可再生能源收购政策，各方经济效益也受到严重影响。通过与气象部门合作，根据历史数据研究总结山区水、风电资源特性，有效化解其随机性对电网运行的影响，提高水风电发电量。 2、在气象学上，水、风都是自然现象，“风之起，则雨之将至”，说明风是下雨前的不充分预兆，是雨的使者，一般情况下，风与雨都会伴生而来。在地理学上，在我国，“东风”和“东南风”有吉祥之意，预示会带来降雨，风调雨顺。在中原和西南部地区，有民谚曰：“东南风、雨祖宗”，也说明偏东偏南风大多与雨伴生。在资源特性上，恩施州风电都集中于利川市齐岳山系，该山脉位于恩施州的西北部，来风主要以东南风、西南风为主。恩施地区水电主要分布在清江及其支流忠建河、马水河、云龙河等，乌江支流唐崖河、郁江等，均位于齐岳山的东部和南部。通过恩施州来风和降雨实际情况，找出风和雨的伴生规律，研究其耦合特性。在一个完整的风雨耦合过程中，首先是起风，风电大发，然后风力减弱，出现降雨，经产流汇流形成径流，进入水库或引水前池，水电厂通过发电来消落水位，直至下一个循环开始。在汛期电网调度中，通过风、水电的不同发电特性和时间差，可以较好的进行发电调节。来风之前水电尽量消落水位，来风后减少水电出力，让出空间满足风电大发，降雨后风电出力减小，水电加大出力，保持外送负荷满足电网稳定极限约束要求，且维持高负荷率运行，满足不同清洁能源送电需求。 四、结合电网风险分析，进行发电计划智能化管理 风能是间歇性能源，风电场输出功率具有很强的随机特性，给电力系统计划管理带来了很大困难，同时也给电网安全稳定运行带来了很大风险，通过水风电发电计划智能化管控，优化水风电联合运行，有效减小了风电随机波动对电力系统不利影响。智能化的发电计划管理体现在以下几个方面： 1、调度发电计划的核心业务是安排月、日前、日内等不同周期的电力电量平衡，安排机组的电量计划、开停机计划和出力计划。发电计划智能化管理，通过对发电计划的闭环控制，从而提高发电计划跟踪电网结构、负荷需求、来水情况、风力预测、燃料供应等因素变