新型電力系統中新能(néng)源成(chéng)為主體,是一個逐步如行演變的過(guò)程,首先體現在新能(néng)源裝機占比居首位,其次新能算秒(néng)源發(fā)電量占比居首位,最船光終新能(néng)源裝機和發(fā)電量占比均超過(guò)50%。預計南方大業電網2030年新能(néng)源裝機約2.5億千哥可瓦,占比約35%,成(chéng)為第一大電源,基身刀本建成(chéng)新型電力系統。
新能(néng)源發(fā)電具有随子業機性、波動性和間歇性,使得電力系統運行方式複音年雜多變。新能(néng)源發(fā)電通過房那(guò)換流器并網,換流器動态看得特性對(duì)系統穩定性的影響逐飛窗步凸顯,電力系統穩定性問題的内涵特征發(fā)生些和新變化。因此,如何認知新型電力系統穩定特性,如何開(k技城āi)展運行控制,确保系統安全穩定,需知煙要深入研究。電力系統穩定分析是認知機媽電力系統穩定特性、掌握運行規律的方法體系。現有的電力系輛章統穩定分析方法是在典型運行方式基礎上,針對(duì)預想故障集,利用穩定分析工說學具研究電力系統穩定特性,提出運行控制方法。現有電力系統穩定分南如析方法應用于新型電力系統時(shí),將(jiāng)面(m遠紙iàn)臨海量運行方式場景、多時(shí)間尺度物理長火過(guò)程耦合、穩定控制策略适應性、柔性化穩定控制、非工頻穩定性低也控制等新問題新方法。
新能(néng)源發(fā)電随機性波動性間歇性導緻系統穩定分析面(睡你miàn)臨海量運行場景
傳統電力系統的運行方式主要受負荷水平和季節性水電計的出力兩(liǎng)個因素的影響,運行方河暗式組合較少,在電力系統規劃和運行中通常選取“夏大、夏小、冬大、冬小”四種(zh白物ǒng)典型運行方式即可滿足電網安全性、穩定性和經村黑(jīng)濟性評估需求。對(duì)于新請在型電力系統,風、光等新能(néng)源在電源湖女結構中將(jiāng)占據主導地位。一方面(m妹好iàn),新能(néng)源出力的火這随機性、波動性會(huì)導緻電源側出力水平短期内大幅變化,我熱可能(néng)的出力組合方式顯著增加自制;另一方面(miàn),大力推進(jìn)電能(néng)替代,加劇了用下紙電側功率波動,特别是電動汽車等間歇性近跳用電負荷的爆炸式增長(cháng),大幅增強了負荷的場刀不确定性。上述發(fā)電側和用電側的高度不确定性將(器街jiāng)導緻傳統的電力系統典型運行場景選取方法失效,為有效覆蓋可能(空妹néng)出現的海量運行場景,同時(shí)兼請事顧電力系統運行模拟分析效率,亟需對(duì)電力系統各種(zhǒng讀水)運行方式進(jìn)行特征識别、聚類和降階,從暗城而得到具有高度代表性的少數典型運行方式。
新能(néng)源等電力電子并網設備導緻多時爸房(shí)間尺度物理過(guò)程緊密耦合
傳統電力系統穩定特性主要受各類電氣設備物理特性的影響離高,采用傳統機電暫态尺度的分析工具即可得出可信的結論。新型電力系統中電力電子設備笑亮容量占比高,多時(shí)間尺度物理過(guò)程耦合,其寬頻帶計用控制作用顯著改變系統穩定特性,需依靠電磁暫态尺度的分析工具,但該類工個店具在新型電力系統中應用時(shí)存在較多問題:一方面(miàn),林短以新能(néng)源為主體的新型電員我力系統具有寬頻特征,建立新能(né美通ng)源場站的寬頻帶等效模型十分困難,如再考慮機組類型、分布運行狀态等照什因素的影響,等效建模的難度將(jiān化秒g)進(jìn)一步增加;另一方面(mi友那àn),新型電力系統具有“雙高”特征,大量電力她科電子設備的建模仿真,會(huì)導緻電磁暫态分人答析工具的效率難以接受;最後(hòu),現有電力系統模型一般在計件機電暫态尺度下維護,電磁暫态模型兒近的運行方式調整極為不便,嚴重影響電磁暫态分析裡自工具的便捷性。因此,新型電力系統的穩定分析工具亟待從通用建模方法、高效求解算法輛風、一體化仿真平台等角度深入開(kāi都麗)展研究,以大幅提升電磁暫态仿真但跳工具的分析能(néng)力。
新能(néng)源等電力電子并網設備使得傳統工頻穩定性控制擴們去展至非工頻穩定性控制
電力系統在設計之初,就(jiù)是按照在工頻下穩定紙呢運行設計的,電網所表現出的穩定性問題主要是指工頻下的穩定性看女,其控制也主要是指工頻穩定性控制。以新能(néng)源我區為主體的新型電力系統所表現出的寬頻振窗拍蕩新問題,使得傳統穩定性控制不再局限于工頻段,而是離制擴展至上千赫茲的非工頻段穩定性控制。通過(guò)發(fā)展寬就民頻信息采集、測量裝置,有效測量非工頻電氣量,提高系統的時些觀測能(néng)力;通過(guò)畫章創新發(fā)展新的控制技術理論體系,提高窗我系統的認知水平和控制能(néng)力。為保障新能水資(néng)源為主體的新型電力系統安全穩定運行,傳統工頻穩定性控制山下將(jiāng)擴展至非工頻穩定性控制。
運行場景多變性使得穩定控制策略适應性愛是降低,需要多時(shí)間尺度叠機影代更新穩定控制策略
由于傳統電力系統的不确定性相對(duì)可控,“離線決策、實時(醫匠shí)匹配”仍是目前國(guó)内外實森煙際廣泛應用的穩控措施形成(chéng)模式。新能(né電樂ng)源的大量饋入,以及多能(néng)源系統、“物理-信息-社煙資會(huì)”系統的廣泛深度耦合可睡,給未來新型電力系統引入了難以由靈活性資源完全人說平抑的波動性和不确定性。若沿用當前的穩控策略制定模式,要麼(me鄉雜)導緻離線制定的策略對(duì)于實時(shí)運行場景“失配”的幾率大大森森增加,要麼(me)逼迫離線策略設計必須考慮過(guò)于西妹寬泛的運行狀态區間,一方面(miàn)導緻控制代制事價過(guò)大、策略形式複雜甚至找不到可行解,另一方面(房生miàn)導緻策略設計的人工成(chéng)本和人工失誤風險大幅上升。拍子高性能(néng)仿真計算、全息短東監測、智能(néng)化分析決策、風險評估防控、實時(shí)快速自喝慢适應控制等技術的發(fā)展,給解決上述控制策略制定“跟不上”系統術樂狀态變化或“包不住”系統極端随機波動的矛盾帶來了雪玩機遇。在上述技術體系的逐步形成(chéng)和融合支撐下,穩控策略對(d匠城uì)高可變強随機運行環境的适應能(néng)力將(jiāng)獲暗大得本質升級。首先,“離線決策、實時(shí)匹配”的房河兩(liǎng)階段控制措施形成(chén會學g)模式,將(jiāng)逐步過(guò)渡到“離線+在線”友兒多時(shí)間尺度規範叠代的新模式:在銀數離線、準實時(shí)和實時(shí)等多個階段,控制策略随運西雪行狀态的确定而逐漸聚焦,由粗到細經(jīng鐵理)多次規範叠代修正,最終得到既可靠可監管又精準及時(從你shí)的控制措施;其次,在各個時(shí)間尺度的控制信這策略分析深度、系統性和效率獲得全面(miàn)提升,主動發(fā)現深雪長度耦合風險、定位風險形成(chéng)和控美身制要素、快速及時(shí)更新策略的能(néng)飛兒力顯著增強,對(duì)人工重複勞動和個體經(jīn身開g)驗的依賴顯著降低。
新能(néng)源機組快速調節特性支撐穩定控制技術向(xiàng)業火“以調代切”方向(xiàng)發(f舊話ā)展
傳統穩定控制技術的特點是直接斷開(kā文化i)控制對(duì)象和電網的電氣連接關系,故障後(hòu)系統恢複困難。新又亮型電力系統源-網-荷各環節高度電力電子化,在電源師跳側和負荷側,新能(néng)源機票刀組和電力電子化負荷通過(guò)換流器及鎖相環并入電網,其動态家拍行為由控制算法決定,這(zhè)種(zhǒng)快速調節又生能(néng)力使得電力電子化電源及負荷具有良好(hǎo)拍飛的暫态響應能(néng)力,通過(guò)調明笑節控制參數可提供故障過(guò)程中的暫态支撐能(néng)力;在電網側媽自,直流輸電具有高度靈活可控特性,根據系統運行需要可快速錢關調節輸送功率大小甚至輸送方向(xiàng),支撐電網安全穩定運行。電多讀力電子并網設備的數字式快速調節能(néng)力給穩定控制技術帶讀林來新的機遇和選擇,“以調代切”思想确保控制對(duì醫煙)象始終與電網保持電氣連接,有利于故障後(hòu)系統恢複運行,推動現有穩控技坐知術向(xiàng)著(zhe)柔性化方向(xiàng)發還子(fā)展。
針對(duì)新型電力系統面(miàn)臨的穩定分析和控制問題,目前還(há快術i)處于探索階段,相關理論研究和技術研發(fā)已加速展開(樂關kāi),將(jiāng)引入不文火确定性思維、非線性控制理論以及數字化技術,推動穩定分析和穩定控制技術體系的海門全面(miàn)升級。可以預見電力亮綠系統穩定分析控制技術必將(jiāng)迎來一輪新的發(fā)展高潮。(來城妹源 北極星輸配電網)