【精选100秒】西安理工大学 梁振锋,李召,等:一种提升新能源承载能力的抽水蓄能容量配置方法

文摘   2024-09-10 08:09   芬兰  

《电网技术》,值得信赖的电力学术期刊



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提升新能源承载能力的抽水蓄能容量配置研究/梁振锋,李召,彭书涛,张娉,王晓卫

DOI:10.13335/j.1000-3673.pst.2024.0193




01

研究内容


1)论文的出发点。

为实现“碳达峰、碳中和”的目标,我国将构建以新能源为主体的新型电力系统。随着新能源装机占比的提高,其间歇性、波动性和随机性对电力系统可靠性和安全性会造成不利影响。为了提高系统对新能源的承载能力,需增加灵活调节电源,而抽水蓄能是技术最成熟的灵活性调节电源,可在提高电网的调节能力与新能源消纳水平方面发挥重要作用。

2)理论研究过程。

本文首先分析了风电场、光伏电站实测出力数据,采用Copula理论和K-means聚类生成了考虑风光相关性的典型出力场景。

其次,考虑区域电网可靠性和安全性指标,以失负荷概率(LOLP)和电量不足期望(EENS)为约束,利用风光典型出力场景评价区域电网的最大新能源承载能力。

结合抽水蓄能运行模型,通过配置抽水蓄能最小装机容量提升新能源承载能力。流程图如图1所示。 

图1 提升新能源承载能力的抽水蓄能容量配置流程图

最后,以电压越限风险和潮流越限风险指标作为安全性校验,确定抽水蓄能最小装机容量。

3)算例分析。

本文以改进的IEEE-39节点为算例。抽水蓄能提升区域电网新能源承载能力的结果如图2所示,不同新能源承载能力下的抽蓄配置结果如表1所示。

图2 含抽水蓄能机组的LOLP和EENS曲线

表1 不同新能源承载承载能力下抽水蓄能配置结果

4)结论。

①受新能源不确定性的影响,在新能源不同出力概率的情况下,系统新能源承载能力会随之改变。风光互补可较高的新能源承载能力。

②抽水蓄能电站的引入可提高系统新能源的承载能力。改进IEEE39节点系统的新能源承载能力不超过50%,存在部分节点电压越限。通过配置抽水蓄能,新能源承载能力可提升至64%,但当新能源占比超过64%时,仅靠配置抽水蓄仍无法满足电力系统的可靠性。


02

后续研究方向或讨论话题




为实现“碳达峰、碳中和”目标,需促进新能源消纳,有效降低电力系统的碳排放,后续将从经济性角度考虑碳交易、绿证交易成本、抽水蓄能成本和收益开展区域电网的抽水蓄能优化配置,以提升电力系统的可靠性、安全性和经济性。



参 文 格 式


梁振锋,李召,彭书涛,等提升新能源承载能力的抽水蓄能容量配置研究[J/OL]电网技术:1-13[2024-04-26].https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2024.0193

LIANG Zhenfeng,LI Zhao,PENG Shutao,et alResearch on capacity configuration of pumped storage to improve the carrying capacity of new energy[J/OL]Power System Technology:1-13[2024-04-26].https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2024.0193(in Chinese)



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团队介绍

西安理工大学电力系统及其自动化研究所团队依托于陕西省重点建设的电气工程学科,电气工程及其自动化专业为首批国家级一流本科专业,设有电气工程一级博士学位授权点及博士后流动站。近年来,得到了国家自然科学基金、科技部高端外国专家引进计划、陕西省重点研发计划、国家电网公司科技项目等多项课题的支持。研究方向主要涵盖电力系统规划及运行控制、继电保护、配电网及其自动化、新能源发电与消纳、综合能源系统等方面。





作者简介



梁振锋,博士,副教授,研究方向为电力系统继电保护与控制、配电网规划及运行控制等。




李召,硕士研究生,研究方向为电力系统规划。




彭书涛,硕士,教授级高级工程师,研究方向为电力系统分析与控制。




张娉,教授级高级工程师,研究方向为可再生能源规划设计。




王晓卫,博士,副教授,博士生导师,研究方向为电力系统继电保护、配电网接地故障处理、电力工程信号处理等。入选陕西省高层次人才、陕西省特聘专家。发表学术论文100余篇,其中SCI收录30余篇;授权发明专利50余件。获省部级科技进步奖11项。



责任编辑:徐梅

审核:李兰欣

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