新型电力系统新能源电力惯量承载极限优化研究

新型电力系统新能源电力惯量承载极限优化研究 报告人吴晨曦 杭川電子神技大学 E2024第四届能源转换与经济年度论坛 01背景及必要性 02主要研究内容 03存在的问题及后续研究 04课题组主要研究工作 1研究背景及必要性 主要研究内容 2可再生能源发电横量模型 ■类比同步发电机，按照有功功率激励-内电势相位响应”的形式，建立直驱风机的有功频率特性分析模型 风机等效惯量： 建模恩路 基干所建立的有功频率分析模型推导不平衡功率和内电势相位的关系，从而获得风机的等效惯量 口类比同步发电的物理惯量，通过等效惯量刻画其时变特征同时又可保留物理含义 口类比同步发电机，建立异步电机的有功-频率特性分析模型 主要研究内容 2.1可再生能源发电惯量模型 挖掘光伏发电及电动汽车充电系统的共同之处，通过能量等效方法建立其有功-频率特性分析模型，进而评估其等效惯量dUae-lcu 小信号线性化得 EC2024 主要研究内容 RoCoF临界惯量，功率增量与频率偏美的关系 22新型电力系统光伏发电惯量承载极限模型 惯性是物体的固有属性表现为对运动状态改变的抵抗作用电力系统惯性表现为对外来扰动引发频率变化的抵抗作用，是系统频率稳定的重要保障 电网信量 2、主要研究内容 亲统所承载的最大光伏渗透率， 23考虑惯量承载极限的光伏电站规划研究 @+0+0-1目标函数mmF-@/+@f +0/功率损耗 min f-Z[α,(PP +QO)+β,(QP -PO,)]电压偏移指数minf-(U,-U)VSI -U -4(PR +O XDU-4(PI-QR ≥0H(A aN/NTA 约束条件 最大光化冷速约衣S≤Suin恒量约来HsHROCOFbus光伏电站功率约束Prvins Payns 2、主要研究内容 2考虑惯量承载极限的光伏电站规划研究 光伏并网系统等效惯量为0.35kg-m调差系数为0.041RocoF和55FD的限值取0.5Hz/s.03Hz 左图，无惯量约束，系统有功损耗随光伏渗透率增加而增加，渗透约为0.5左右达到自标最优 中图中惯量权重平均，临界光伏渗透率为44.45%，随着渗透率增加，自标函数值趋于收敛！ 石图满定惯量约束的前提下接人PV个数较多时一电压水平越好 主要研究内容2. 份真结果同机懂不同对系的影响 为研究同步机惯量变化对临界光伏渗透率的影响对三种不同惯量水平的同步机组进行研究 低惯量机组：Hi-4429s中惯量机组Hi-6.6725高机2H-9014s 电压棉定指数和耐功频耗酷光优电站加星减小超型·票统新加亲经低惯量系统的指标基本高于高惯量系统，而中惯量系统与高惯量系统的指标基本保持一致只在加入7个和11个光伏电站时有明显区别中惯量显著高于高惯量。 2、主要研究内容 23考虑遗量承载极限的光伏电站规划研究 多自标优化模型中的0根据多次仿真可分别设置为1/3，1/3.1/3以得到目标函数最折中的结果 选用中惯量，即H=6.672时进行模型求解，此时临界光伏渗透率为44.45% 接入8个光伏电站时，日标函数F最小为0.2962光伏渗透率为4276% 主要研究内容 4考虑情量频率安全约束的新型电力系统优化调度 以系统运行成本与碳处理费用为目标函数基于RoCoF与SSFD约束的最大风力发电渗透率 主要研究内容 2.4考虑已惯量-频率安全的新型电力系统优化调度 基本参数与权重确定 环保性目标函数最重要，经济性目标函数次之能效性目标丽数重要程度最低 min F=0.637F.a+0.207F+0.058Fmioneyexergy 红目标与自标属同样重要T1 t12 T13MET21T239目标比日标明确重要T33 M元元1-1 EC2024 主要研究内容 24考虚惯量频率安全的新型电力系统优化调度 风电接入容量满足在ROCOF约束和SSFD约束下的渗透率远低于无约束下的渗透率在惯是约束条件下受到功率扰动时各时段调度后的机组组合等效惯量常数始终高于临慢量常数 EC2024 主要研究内容 国标通数专虑碳排放油理、经开性，拍革 24考虑惯量频率安全的新型电力系统优化调度 风电实际出力值总位于风电预测出力上下限的边界上min-max优化模型其内在博奔所导致在ROCOF约束和SSFD约束下求得的各时段接入的风电落透运始终满足系统频孕安全约束 EC2024 3元存在的问题及后续研究 复杂运行模式下可再生能源发电系统的惯量 当前课题组研究的内容规划问题未考虑实际运行的多调度模式下基于机组组合的系统等效惯量计算， 风力发电系统的等效惯量建模的精准性问题 风力发电系统和惯量与控制模式紧密相关如何将其考虑到规划问题中，以达铺想的目标， ECL2024 课题组主要研究方向 多能耦色的S协控与优化 新型电力系统电压频空主动支撑 相关项具 国基联合基金基工广文碳轨的区域能源互联网自律协调规划与优化运基理理写关键技术 营国网浙江省电大有限公司科技项目：城市零砖建筑综合能源研究浙江省自然科学基金，考虑压缩空气储能的综合能源系统鲁棒优调度浙江省失兵项目多储能耦合系统集成协控技术及示范应用研究 想关项目 浙江省领滩项自，基于一双碳”自标的新型能源系统柔性控制技术及平台国网浙江省公司电科院：面向主动支撑能力的配电网家源-荷自律优化运行技术研究 恒关论文 者虑频率慢量安全约束的新型电力系统优化调度研究.电无自动化设备Reliability/Cost Evaluation with V2G andWind Generation System lEEE Transactionson Sustainable Energy-Evaluation of EV Penetration Level Limit in.Distribution System Applying Charging andScheduling Strategies. SEGN 福光论文 Robust Day-Ahead Dispatch of CAEs forMitigatingFluictuation of Net Load inDistribution NetwerkIET RPG. Economit dispateh of ccmpressed air energystorage in an, ntegrated energy : system withcooling, heating and electricity supplieslEtmce EC2024第四届能源转换与经济年度论坛 杭州生子神技大学 请大家批评指正！ PPT制作：吴晨曦 联系方式Email:wuchenxi@hdu.edu.cn面