计及需求响应的风电并网系统可用输电能力计算
风力发电场并网评估
风力发电场并网评估摘要：随着能源是整个世界发展和经济增长的最基本驱动力，是人类赖以生存和发展的基础，在人类发展的历史长河中，能源消费结构一直以来是以石油、天然气、煤炭等作为常规能源为主，但是这些常规能源储存量是非常有限的，经济越是增长对能源的需求的越多，时不时出现了能源的危机。
出现能源危机的同时大量消耗常规能源还会给人类带来严重的环境污染问题、气候变暖温室效应等。
关键词：风电场有功功率；风电场无功功率评价；低电压电穿越能力评价；风电场频率评价；运行适应性评价；电能质量评价引言：进入21世纪以来，加快发展清洁能源已成为世界各国推动能源转型发展应对全球气候变化的普遍共识和一致行动。
风能作为一种清洁的可再生能源，其蕴藏量十分巨大，全球的风能量约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
我国幅员辽阔，海岸线长、风资源比较丰富，可开发利用的风能储量约为10亿KW。
我国正在大力度实施节能减排战略，推动能源转型，新能源发电装机容量迅猛发展，目前已成为世界上新能源发电装机容量最大的国家，给电力行业发展创造了无限生机，然而伴随而来的是大规模新能源电力并网给现代电力系统带来了诸多新的问题，如大规模新能源电力远距离输送问题，大量风电、光伏发电限电问题及新能源并网的稳定性问题等。
风电场电力并网要进过标准符合性评价，满足相关要求才能介入电网运行。
依据《风电场接入电力系统技术规定》（GB/T19963—2011）、《风电场并网性能评价方法》（NB/T31078—2016）认证机构对风电场并网特性开展评价，主要评价项目有:风电场有功功率评价、无功功率评价、低电压穿越能力评价、风电场运行适应性评价、风电场运行频率评价、风电场电能质量评价。
一、风电场有功功率评价1、风电机组有功功率控制能力。
根据风电机组功率控制检测报告，计算风电场内各个型号风力发电机组有功功率设定值来控制最大偏差和响应时间，下面是具体指标的要求：（1）风力发电机机组有功功率设定值控制允许最大偏差不超过风电机组的额定功率P N的5%。
含风电场的电力系统潮流计算
含风电场的电力系统潮流计算一、本文概述随着全球能源结构的转型和可再生能源的大力发展，风电作为一种清洁、可再生的能源形式，其在电力系统中的比重日益增加。
风电场的大规模接入对电力系统的运行和控制带来了新的挑战，尤其是风电场出力的随机性和波动性对电力系统的潮流分布、电压稳定性以及保护控制等方面产生了显著影响。
因此，对含风电场的电力系统进行准确的潮流计算，对于电力系统的规划、设计、运行和控制具有重要的理论价值和现实意义。
本文旨在研究含风电场的电力系统潮流计算方法，分析风电场接入对电力系统潮流分布的影响，提出相应的潮流计算模型和算法。
文章首先介绍了风电场的基本特性及其在电力系统中的接入方式，然后详细阐述了含风电场的电力系统潮流计算的基本原理和方法，包括风电场出力模型的建立、潮流计算的基本方程和求解算法等。
在此基础上，文章进一步探讨了风电场接入对电力系统潮流分布的影响，包括风电场出力波动对电压稳定性、线路潮流和节点功率分布的影响等。
文章提出了针对含风电场的电力系统潮流计算的一些改进措施和优化策略，为提高电力系统的运行效率和稳定性提供参考。
通过本文的研究，可以为含风电场的电力系统潮流计算提供理论支持和实践指导，有助于更好地理解和解决风电场接入带来的电力系统运行问题，推动可再生能源在电力系统中的广泛应用和持续发展。
二、风电场特性及建模风电场作为可再生能源的重要组成部分，具有随机性、间歇性和不可预测性等特点。
这些特性使得风电场在电力系统中的建模和潮流计算变得复杂。
风电场的出力受到风速、风向、湍流等多种因素的影响，因此，准确描述风电场的特性并建立合适的模型是电力系统潮流计算的关键。
在风电场建模中，通常将风电场看作一个由多个风电机组组成的集合。
每个风电机组的出力取决于其装机容量、风速以及控制策略等因素。
为了简化计算，通常将风电场视为一个等效的电源，其出力等于所有风电机组出力的总和。
等效电源的出力特性可以通过统计方法得到，如威布尔分布、贝塔分布等。
风电理论发电功率及受阻电量计算方法
风电理论发电功率及受阻电量计算方法第一章总则第一条为进一步完善电网实时平衡能力监视功能，规范日内市场环境下风电理论发电功率及受阻电量等指标的统计分析，依据《风电场理论可发电量与弃风电量评估导则》（NB/T 31055-2014）、《风电场弃风电量计算办法（试行）》（办输电〔2012〕154号）、《风电受阻电量计算办法》（调水〔2012〕297号）的有关要求，制定本方法。
第二条本方法适用于国家电网公司各级电力调度机构和调管范围内并网风电场开展理论发电功率及受阻电量统计计算工作。
第二章术语与定义第三条风电场发电功率指标包括理论发电功率和可用发电功率。
风电场理论发电功率指在当前风况下场内所有风机均可正常运行时能够发出的功率，其积分电量为理论发电量；风电场可用发电功率指考虑场内设备故障、缺陷或检修等原因引起受阻后能够发出的功率，其积分电量为可用发电量。
第四条风电场受阻电力分为场内受阻电力和场外受阻电力两部分：场内受阻电力指风电场理论发电功率与可用发电功率之差，其积分电量为场内受阻电量；场外受阻电力指风电场可用发电功率与实发功率之差，其积分电量为场外受阻电量。
第五条全网理论发电功率指所有风电场理论发电功率之和；全网可用发电功率指风电场总可用发电功率与考虑断面约束的风电总受阻电力之差；可参与市场交易的风电富余电力指全网可用发电功率与实发功率之差。
第六条全网场内受阻电力指所有风电场场内受阻电力之和；全网断面受阻电力为因通道稳定极限、电网设备检修、电网故障等情况导致的风电受阻；全网调峰受阻电力指全网可用发电功率与实发功率之差。
第三章数据准备第七条计算风电场理论发电功率和受阻电力需准备的数据有：样板机型号及其数量、全场风机型号及其数量、样板机实时出力、全场风机状态信息、风机轮毂高度、风轮直径、风机经纬度坐标、风机风速-功率曲线、风电场区域地形地貌数据、测风塔经纬度坐标及其层高、实时测量风速和风向、机舱风速等。
第四章风电场理论功率计算方法第八条风电场理论功率及受阻电量计算主要有三种方法：样板机法、测风塔外推法和机舱风速法。
风电场的最优并网方案设计优化
风电场的最优并网方案设计优化随着能源需求的不断增长和环境保护意识的不断提高，风能作为一种清洁、可再生的能源型式备受青睐。
风电场作为大规模利用风能的装置，其并网方案设计优化是提高风电场发电效率和稳定性的重要手段。
本文将围绕风电场的并网方案设计优化进行探讨。
一、并网方案的概念及现状所谓并网，是指将分布在不同地理位置和电力系统中的多个电力源或负荷通过输电、变电等技术手段连接在一起，形成一个统一而稳定的电力系统，实现能量互济和运行协调的一种方式。
目前，风电场的并网方案多采用集中式散状并网模式，即在一定范围内汇集多个风电机组的电力输出，再通过变电站输送到电网中。
但是，由于风电场所处的地理位置和电力需求等因素的影响，部分风电机组存在并网点较远、输电线路过长、电力损耗大等问题，这些问题会影响风电场的发电效率和稳定性，因此需要对并网方案进行优化设计。
二、并网方案优化的技术手段（一）分布式散状并网模式分布式散状并网模式是一种新的并网方式，其核心思想就是“近并近用、远并远输”，即将风电机组的电力输出在尽可能近的地方注入到电网中，减少输电线路长度和损耗。
这种并网模式适用于风电场分布范围较广、地理位置分散的情况。
分布式散状并网模式通常采用区域电网和微电网之间的并联方式实现，并与实际电网的交互协调技术紧密相连。
（二）智能控制与协同优化智能控制与协同优化是使风电机组在并网过程中按照“先主动再被动”的原则调整自身功率输出，以达到稳定运行和提高发电效率的一种技术手段。
这种技术手段包括风电机组控制策略的优化、风电机组之间的协同控制、电网系统的响应与控制等方面。
同时，应还注重对并网过程中的峰谷差、风电机组的发电效率、电网吸附容量和稳定性等方面进行综合优化设计。
（三）电力电子技术的应用电力电子技术是指在直流电源、AC/DC转换、电力传输、电力料测等方面应用电子技术以提高传输效率，实现电力系统的可靠和灵活控制的技术手段。
在风电场的并网方案中，电力电子技术可应用于提高输电效率、改善电力质量、提高接地电压等方面。
风电接入电网技术规定（4篇）
风电接入电网技术规定是制定风电发电设备与电力系统之间互联互通的技术规范，旨在确保风电的可靠、安全、经济、高效地接入电力系统，并保证电力系统的稳定运行。
本文将重点介绍风电接入电网技术规定的主要内容，包括电网对风电发电设备的接受能力评估、风电发电设备的并网技术要求、风电发电设备的调度控制要求等。
一、电网对风电发电设备的接受能力评估1. 电力系统应根据风电发电设备的装机容量、接入形式、接入区域等因素，对其所能接受的新风电并网容量进行评估，确定合理的接纳能力。
2. 电力系统评估接纳能力时应考虑到风电与其他电力源的配合程度、输变电设备的处理能力、电网保护系统的可靠性等因素，以确保电网的稳定运行。
3. 风电发电设备的接纳能力评估结果应按时更新，并向风电发电设备的建设和运维方提供。
二、风电发电设备的并网技术要求1. 风电发电设备应具备良好的动态响应能力，即能够快速响应电网的调度指令，并保持稳定运行。
2. 风电发电设备应满足电网的频率和电压稳定要求，且在电网故障出现时具备自动脱网保护功能。
3. 风电发电设备应满足电网的无功控制要求，以保持电网的无功平衡。
4. 风电发电设备的接入点应具备与电网的保护、自动化和通信系统的互联互通能力，以实现有效的监控和控制。
5. 风电发电设备的接入点应满足电网的功率质量要求，包括电压波动、谐波、间断等指标。
三、风电发电设备的调度控制要求1. 风电发电设备应按时响应电网的调度指令，包括增减出力、停机、并网等指令。
2. 风电发电设备的调度控制应考虑到电网运行的需求，如平衡负荷、调整电压和频率等。
3. 风电发电设备的调度控制应具备与电网调度系统的互联互通能力，方便电网对其进行调控。
4. 风电发电设备的调度控制应具备远程监控和遥控功能，以便实现对其操作和参数的监测和调整。
5. 风电发电设备的调度控制应满足电力系统的调度运行规程和安全运行要求。
四、风电发电设备的运行维护要求1. 风电发电设备应定期进行巡检和维护，以确保其正常运行和安全性。
计及用户需求侧响应的电动汽车充放电电价制定策略研究
计及用户需求侧响应的电动汽车充放电电价制定策略研究重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：***指导教师：张谦副教授专业学位类别：工程（电气工程）研究方向：电工理论与新技术答辩委员会主席：汪泉弟教授授位时间：2019年6月Study on the Formulation Strategy of Charging and Discharging Price for Electric Vehicles Considering Demand Side ResponseA Thesis Submitted to Chongqing UniversityIn Partial fulfillment of the requirement forProfessional DegreeByWeiyu TanSupervised by Associate Prof.Qian ZhangJune,2019摘要近年来，随着能源危机和大气污染等问题日益严重，有力地推动了电动汽车行业及风电、光伏入网技术的发展。
然而，数量众多的电动汽车并网表现出的随机性和清洁能源输出电力的不确定性会给电力系统的运行、控制带来巨大挑战。
考虑到电动汽车具备源、荷特性及快速响应的特点，可采用车-网互动技术来解决微网内源-荷双端协同调度问题，而如何利用充放电电价的经济杠杆作用以激励电动汽车用户的参与度是其实现的关键。
因此，将电动汽车与电网互动行为作为研究对象，以解决微电网可再生能源利用率低以及网内电量供需不平衡等问题为落脚点，本文针对计及用户需求侧响应的电动汽车动态充放电电价制定策略进行了深入探究。
具体研究内容如下：基于模糊聚类的峰谷时段划分。
峰谷电价执行的有效性取决于峰谷时段的科学合理划分，为保障峰谷电价的顺利实施，应对微电网峰谷时段进行重新划分。
首先，运用模糊隶属度函数计算基础负荷曲线上各时点的峰、谷隶属度并获得峰谷时段初步划分结果，在此基础上，进一步提出通过模糊聚类算法以二次修正峰谷时段；为验证上述方案具有合理性和可行性，采用计及负荷变化率的方法进行校验。
电网接纳风电能力的评估及应用
电网接纳风电能力的评估及应用随着风电技术的不断发展和风能资源的丰富，风电已经成为一种重要的可再生能源。
由于风能的不稳定性和间歇性，风电接入电网一直是一个重要的挑战。
为了充分发挥风电的潜力，评估电网接纳风电能力并制定适当的应用方案是非常关键的。
本文将对电网接纳风电能力进行评估及应用进行深入探讨。
评估电网接纳风电能力的重要性不言而喻。
电网接纳能力是指电网对可再生能源的接纳能力，包括风电、太阳能等。
风电接入电网的能力评估是指评估风电系统在连接到电网后所能提供的可靠性、稳定性和经济性。
这一评估需要考虑到电网的技术条件、经济条件、环境影响等方面，以便确定风电系统接入电网的可行性和安全性。
只有通过评估，才能确保风电系统接入电网后不会对电网运行产生负面影响，同时也能最大程度地利用风电资源，使得风电发挥最大的经济和社会效益。
评估电网接纳风电能力需要考虑多方面因素。
首先是技术因素。
这包括评估风电系统在连接到电网后产生的电能对电网运行的影响，包括电压稳定性、频率稳定性等。
还需要考虑到电力系统对电网接入风电系统的技术要求，例如对无功功率的要求、对风电系统的动态响应能力的要求等。
还需要考虑到电网与风电系统之间的通讯与监控系统、保护系统等方面的技术要求。
这些都需要充分考虑到，以确保风电系统接入电网后不会对电网运行产生不利影响。
其次是经济因素。
风电系统接入电网需要考虑到经济条件的影响，包括风电系统的建设成本、运行维护成本等。
此外还需要考虑到风电系统对电网运行的经济影响，包括风电系统对电网的辅助服务能力、对电网负荷的供应能力等。
这些都需要通过综合经济效益评估，以确保风电系统接入电网后能够产生积极的经济效益。
最后是环境影响。
风电系统接入电网后会对环境产生一定的影响，需要进行环境影响评估，以确保风电系统的接入不会造成环境污染、生态破坏等不利影响，同时也能充分利用风能资源，减少对传统能源的依赖，从而达到减少环境污染、保护生态环境的目的。
风力发电机组并网运行
风力发电机组应具备低电压穿越 能力，以保障电力系统的稳定性
。
风力发电机组应配备相应的控制 系统，以实现频率和电压的稳定
控制。
风力发电机组的控制要求
风力发电机组应配备先进的控 制系统，能够根据风速、功率 等因素进行自动调节。
风力发电机组的控制系统应具 备防止飞车和超速保护功能。
风力发电机组的控制系统应能 对机组进行远程监控和操作。
稳定供电
并网运行能够通过风力发 电机组的调节，满足电力 系统的需求，保持电网的 稳定运行。
降低运营成本
并网运行能够降低对传统 能源的依赖，减少对环境 的影响，从而降低运营成 本。
并网运行的分类
直驱式并网运行
直驱式风力发电机组通过 全功率变频器将风能转化 为电能，实现与电网的同 步并网运行。
齿轮箱式并网运行
风力发电机组并网运 行
2023-11-10
目录
• 风力发电机组并网运行概述 • 风力发电机组并网运行的技术要求 • 风力发电机组并网运行的实现过程 • 风力发电机组并网运行的优化建议 • 风力发电机组并网运行的案例分析 • 风力发电机组并网运行的未来发展趋势
01
风力发电机组并网运行 概述
并网运行的定义
齿轮箱式风力发电机组通 过齿轮箱将风能传递到发 电机，实现与电网的并网 运行。
双馈式并网运行
双馈式风力发电机组通过 变流器将风能转化为电能 ，实现与电网的并网运行 。
02
风力发电机组并网运行 的技术要求
电力系统的稳定性要求
风力发电机组应能在各种运行条 件下稳定运行，包括低风速、高
风速、极端气候条件等。
风力发电机组的保护策略
总结词
制定全面的保护策略有助于预防和解决风力发电机组并网运行中可能遇到的问题
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随着清洁能源建设利用率逐年提高,大量应用风能、太阳能等清洁能源对于环境保护、可持续发展、 生态文明等方面具有重要意义[1 ~3] . 风电作为可再生能源中具有环保、低价和技术先进特性的一种,最 近几年在全球范围内得到了迅速发展,并且逐渐在各国能源发展战略结构中占据了一席之地. 由于风电 所具有的间歇性、反调峰等特点,风电并网后,电力系统的灵活性和智能性面临着更高的挑战和要求.
计及需求响应的风电并网系统可用输电能力计算
陈厚合1 ,褚云溪2 ,张撼难3 ,李 凌4 ,张儒峰1
(1. 东北电力大学电气工程学院,吉林 吉林 132012;2. 国网吉林省电力公司吉林供电公司,吉林 吉林 132012; 3. 长江三峡设备物资有限公司,四川 成都 610000;4. 国网物资有限公司,北京 100020)
目前,国内外学者对风电并网系统的可用输电能力进行了研究. 文献[10] 建立考虑负荷服务实体 的经济调度和 ATC 评估中风电的不确定性及相关性的双层优化模型. 文献[11] 采用蒙特卡罗仿真法, 通过对风速、尾流效应和风电场有功出力三者对应关系的研究,进而对风电并网后系统区域间的输电能 力分析求解. 文献[12] 采用蒙特卡罗模拟方法,考虑了风电场风速和输出功率的随机特性,同时考虑了 不确定性因素即负荷波动和设备故障,对 ATC 进行了概率评估. 文献[13] 建立了一种基于机会约束规 划并计及碳排放约束的计算模型,模型考虑了大规模风电并网对环境和区域间可用输电能力的影响. 文 献[14] 提出基于切片反射采样( Reflective Slice Sampling,RSS) 的改进方法对风电并网系统的 ATC 进行 概率风险评估. 由于风电消纳能力不足,弃风现象日益凸显,风电消纳问题已成为影响我国风电健康发 展的主要因素[15 ~ 17] . 仅靠传统依赖于通过调度发电侧资源的模式并不能满足大规模风电并网的消纳
所谓可用输电能力( Available Transfer Capability,ATC) ,指的是基于现有的输电协议,实际物理输电 网络中尚存的、仍可作为商业使用的传输容量. ATC 是衡量输电系统中剩余容量的多少和判断系统是 否可靠及经济的标准[4 ~ 6] . 对 ATC 的评估能判断出是否可以大规模跨区域输送电能及电网运行是否安 全可靠. 电力系统可用输电能力既是评价电网互联强度和电网结构的技术指标,又可以提供电网输电容 量和判断交易可行性的参考信息,也可以作为调整系统阻塞的基础[7 ~9] .
收稿日期: 2019-04-18 基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51477027) 第一作者: 陈厚合(1978-) ,男,博士,教授,主要研究方向:电力系统安全性与稳定性、综合能源系统 通讯作者: 张儒峰(1990-) ,男,博士,主要研究方向:综合能源系统分析与优化运行 电子邮箱: chenhouhe@ 126. com( 陈厚合) ;somnus_cici@ qq. com( 褚云溪) ;zhang_hannan@ ctg. com. cn( 张撼难) ;liling@ sgm. sgcc.
第 39 卷第 5 期
2019 年 10 月
东北电力大学学报
Journal Of Northeast Electric Power University
DOI: 10. 19718 / j. issn. 1005-2992. 2019-05-0001-08
Vol. 39,No. 5 Oct,2019
摘 要: 文中提出一种计及需求响应的风电并网系统可用输电能力计算方法. 首先,构建考虑独立 系统运营商和负荷服务实体不同利益的现有输电协议双层优化模型. 其次,将下层模型利用其 KKT 条 件将双层优化模型转化成单层模型,再利用强对偶理论的规则,使目标函数和约束条件线性化. 最后,构 建求解系统最大输电能力模型,计算系统可用输电能力. 通过对 PJM-5 节点系统和 IEEE-118 节点系统 的仿真计算,验证了所提出方法的可行性和有效性. 关 键 词: 需求响应;风电消纳;可用输电能力;双层模型 中图分类号: TM744 文献标识码: A
com. cn( 李凌) ;rufeng4546@ 126. com( 张儒峰) 卷
需求. 需求响应( Demand Response,DR) 可以使供电侧资源和需求侧资源实现互动,可以有效地使系统的
灵活调整能力得到提升. 需求响应通过引导用户利用价格信息或者激励手段来改变以前的用电结构和 模式,积极参加电网运行的能源互动, 优化系统的资源分配[18 ~ 19] . 虚拟发电厂 ( Virtual Power Plant, VPP) 是一种由能源管理系统和由它所控制的小、微型分布式能源组成的综合发电厂[20] ,分布式发电 机、分布式能量存储设备或者分布在许多需求侧用户之间的需求响应资源都可以作为虚拟发电厂中的 分布式能源. 当电力用户在用电高峰期减少负荷时,需求响应虚拟发电厂把这种行为当作虚拟出力,甚 至有时还可以作为负出力,因此,可以把需求响应资源当作连接到负荷侧的发电机组[21] .