可再生能源跨区消纳的受端电网阻塞机理分析

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2020.02.003

电力建设 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (2): 21-29.doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2020.02.003

• 电力系统弹性与灵活性 ·栏目主持文福拴教授、林振智副教授· • 上一篇下一篇

可再生能源跨区消纳的受端电网阻塞机理分析

郭莉1，吴晨1，陈立2，丛小涵2，苗曦云2，王蓓蓓2

1.国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，南京市 210008；2.东南大学电气工程学院，南京市 210096

出版日期:2020-02-01
作者简介:郭莉(1976)，女，硕士，高级工程师，主要研究方向为电力系统、储能；吴晨(1988)，女，硕士，工程师，主要研究方向为电网规划、电力市场；陈立(1994)，男，硕士研究生，主要研究方向为需求响应与电力市场；丛小涵(1995)，女，硕士研究生，主要研究方向为电力系统灵活性、需求侧管理；苗曦云(1996)，女，硕士研究生，主要研究方向为电力系统阻塞管理；王蓓蓓(1979)，女，博士，副教授，博士生导师，通信作者，主要研究方向为需求响应、电力市场。
基金资助:
国家自然科学基金项目(71471036)；国网江苏省电力有限公司科技项目“高比例新能源跨区互动消纳的大受端辅助服务资源配置优化研究” (J2019058)

Analysis on Transmission Congestion Mechanism of Cross-Region Renewable Energy Integration in Receiving-End Power Grid

GUO Li1，WU Chen1，CHEN Li2，CONG Xiaohan2，MIAO Xiyun2，WANG Beibei2

1.Economic Research Institute， State Grid Jiangsu Electric Power Co.， Ltd.， Nanjing 210008， China；2.School of Electrical Engineering， Southeast University，Nanjing 210096， China

Online:2020-02-01
Supported by:
This work is supported by National Natural Science Foundation of China (No. 71471036).

摘要/Abstract

摘要： 随着区外来电馈入和可再生能源并网，受端电网开始出现电源负荷分布不均导致的区域输电通道裕度不足问题，由于送端与受端电网电源与负荷特性的差异，调峰需求不同，区域间调峰互济将引起裕度不足的输电断面阻塞。文章针对华东某省受端电网出现的过江断面输电阻塞问题，分析了区外来电和本地可再生能源对系统调峰的影响，建立了南北调峰互济引起过江通道阻塞机理分析模型。算例模拟了系统总备用和平均备用方式下受端电网可能出现的2种阻塞情景，借助GOPT仿真软件对该省2025年规划态进行全年时序仿真进一步论证阻塞现象。通过全文的机理分析，最后提出可通过分区差异化分配备用、分区差异化配置调峰电源的方式来缓解区域输电阻塞问题。

关键词: 受端电网, 区外来电, 可再生能源, 消纳, 输电阻塞, 备用

Abstract: With large amount of outside power injection and renewable energy grid-connection， the regional transmission congestion problem caused by unbalanced distribution of power supply and load begins to appear in the receiving-end grid. Because of the difference of power sources and loads peculiarity， peak regulation demand between sending-end grid and receiving-end grid， the interregional peak adjustment will cause the transmission section obstruction with insufficient margin. In view of an eastern developed province receiving-end grids transmission congestion problem， this paper analyzes the effects of high proportion of outside power and local renewable energy on peak load regulation. Then a congestion mechanism analysis model is established. In the example， two different congestion scenarios are simulated under the two reserve power supply modes of total reserve and average reserve， and a continuous time-sequence simulation of the provinces planning state in 2025 is carried out with GOPT simulation software to further demonstrate the blocking phenomenon. Through the mechanism analysis of this paper， some suggestions are put forward to alleviate the regional transmission congestion， such as differentiated allocation of peak load regulation power and differentiated allocation of reserve.

Key words: receiving-end grid, outside power, renewable energy, consumption, transmission congestion, reserve

中图分类号:

TM 72

郭莉，吴晨，陈立，丛小涵，苗曦云，王蓓蓓. 可再生能源跨区消纳的受端电网阻塞机理分析[J]. 电力建设, 2020, 41(2): 21-29.

GUO Li，WU Chen，CHEN Li，CONG Xiaohan，MIAO Xiyun，WANG Beibei. Analysis on Transmission Congestion Mechanism of Cross-Region Renewable Energy Integration in Receiving-End Power Grid[J]. Electric Power Construction, 2020, 41(2): 21-29.

参考文献

［1］杨欢欢，蔡泽祥，朱林，等. 直流系统无功动态特性及其对受端电网暂态电压稳定的影响［J］. 电力自动化设备， 2017， 37(10): 86-92.
YANG Huanhuan， CAI Zexiang， ZHU Lin， et al. Dynamic characteristic of HVDC reactive power and its influence on transient voltage stability of receiving-end power grid ［J］. Electric Power Automation Equipment， 2017， 37(10): 86-92.
［2］李虎成，袁宇波，卞正达，等. 面向特高压交直流大受端电网的频率紧急控制特性分析［J］. 电力工程技术， 2017， 36(2): 27-31， 109.
LI Hucheng， YUAN Yubo， BIAN Zhengda， et al. The frequency emergency control characteristic analysis for UHV AC/DC large receiving end power grid ［J］. Electric Power Engineering Technology， 2017， 36(2): 27-31， 109.
［3］吴俊，薛禹胜，舒印彪，等. 大规模可再生能源接入下的电力系统充裕性优化 (三)多场景的备用优化［J］. 电力系统自动化， 2019， 43(11): 1-9， 76.
WU Jun， XUE Yusheng， SHU Yinbiao， et al. Adequacy optimization for a large-scale renewable energy integrated power system part three reserve optimization in multiple scenarios［J］. Automation of Electric Power Systems， 2019， 43(11): 1-9， 76.
［4］吴俊，薛禹胜，舒印彪，等. 大规模可再生能源接入下的电力系统充裕性优化(二)多等级备用的协调优化［J］. 电力系统自动化， 2019， 43(10): 19-28.
WU Jun， XUE Yusheng， SHU Yinbiao， et al. Adequacy optimization for a large-scale renewable energy integrated power system part two collaborative optimization of multi-grade reserve［J］. Automation of Electric Power Systems， 2019， 43(10): 19-28.
［5］崔杨，赵玉，邱丽君，等. 改善受端电网调峰裕度的特高压直流外送风火协调调度［J］. 电力系统自动化， 2018， 42(15): 126-132.
CUI Yang， ZHAO Yu， QIU Lijun， et al. Coordinated scheduling method of wind-thermal power transmitted by UHVDC system for improving peak-shaving margin of receiving-end power grid［J］. Automation of Electric Power Systems， 2018， 42(15): 126-132.
［6］张谦，奚巍民，黄俊辉，等. 考虑系统运行方式的江苏电网过江断面概率潮流实证分析［J］. 电力系统保护与控制， 2013， 41(1): 47-52.
ZHANG Qian， XI Weimin， HUANG Junhui， et al. Probabilistic load flow evaluation considering system operation mode for transmission lines across the Yangzi river of Jiangsu power grid ［J］. Power System Protection and Control， 2013， 41(1): 47-52.
［7］王乾坤. 国内外风电弃风现状及经验分析［J］. 华东电力， 2012， 40(3): 378-381.
WANG Qiankun. Update and empirical analysis of domestic and foreign wind energy curtailment ［J］. East China Electric Power， 2012， 40(3): 378-381.
［8］方俊钧，邵尤国，赵洁，等. 风速相关性对电网输电阻塞的影响分析与研究［J］. 智慧电力， 2018， 46(8): 13-18， 93.
FANG Junjun， SHAO Youguo， ZHAO Jie， et al. Influence analysis of power grid transmission congestion induced by wind speed correlation［J］. Smart Power， 2018， 46(8): 13-18， 93.
［9］ HALAMAY D A， BREKKEN T K A. Monte Carlo analysis of the impacts of high renewable powerpenetration［C］//2011 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition. New York， USA: IEEE， 2011.
［10］ KLOUBERT M， SCHWIPPE J， MULLER S C， et al.Analyzing the impact of forecasting errors on redispatch and control reserve activation in congested transmission networks［C］//2015 IEEE Eindhoven PowerTech. New York， USA: IEEE， 2015.
［11］蔡晖，孟繁骏，葛毅，等. 特高压交直流混联背景下的江苏电网区外来电消纳能力分析［J］. 电力建设， 2016， 37(2): 100-106.
CAI Hui， MENG Fanjun， GE Yi， et al. Accommodation capacity of Jiangsu power grid external electricity based on UHV AC/DC hybrid［J］. Electric Power Construction， 2016， 37(2): 100-106.
［12］冯大伟，程璐，王震泉. 超大规模光伏发电并网对电网关键潮流断面影响的研究［J］. 电工电气， 2017(7): 11-14， 19.
FENG Dawei， CHENG Lu， WANG Zhenquan. Study on influence of ultra-large-scale grid-connected photovoltaic power system on key tide cross section of power grid ［J］. Electrotechnics Electric， 2017(7): 11-14， 19.
［13］汪惟源，赵楠，张剑楠，等. 区外来电对高受电比例受端电网辅助服务的影响［J］. 中国电力， 2018， 51(11): 67-73.
WANG Weiyuan， ZHAO Nan， ZHANG Jiannan， et al. The impact of outside electricity on the ancillary service of power grid with high-penetration received electricity ［J］. Electric Power， 2018， 51(11): 67-73.
［14］卫鹏，刘建坤，周前，等. 基于随机潮流的新能源发电预测误差对电网影响研究［J］. 电器与能效管理技术， 2017(2): 60-65， 70.
WEI Peng， LIU Jiankun， ZHOU Qian， et al. Research on impact of prediction error of new energy on power grid based on probabilistic power flow algorithm ［J］. Electrical & Energy Management Technology， 2017(2): 60-65， 70.
［15］张谦，黄俊辉. “十二五”期间江苏电源规划与优化［J］. 江苏电机工程， 2007， 26(6): 3-7.
ZHANG Qian， HUANG Junhui. Programming and optimization of Jiangsu power supply in the period of “the twelfth five” ［J］. Jiangsu Electrical Engineering， 2007， 26(6): 3-7.

[1]	王瀚琳, 刘洋, 许立雄, 陈贤邦, 谭思维. 考虑风电消纳的区域多微网分层协调优化模型[J]. 电力建设, 2020, 41(8): 87-98.
[2]	郑惠萍, 曾鹏, 刘新元, 程雪婷, 薄利明, 杨尉薇, 张一帆, 崔杨. 基于误差前馈预测的多时空尺度风电集群有功功率分层控制策略[J]. 电力建设, 2020, 41(8): 120-128.
[3]	张浩禹，邱晓燕，周晟锐，赵有林，李凌昊，张楷 . 基于机会约束目标规划的多电-气互联综合能源系统分布式优化模型[J]. 电力建设, 2020, 41(7): 82-91.
[4]	沈宝兴，林琳，董倩，唐璁，江守其，辛业春. MMC-HVDC孤岛供电系统交流故障穿越协调控制策略[J]. 电力建设, 2020, 41(6): 93-99.
[5]	苏俊妮，张鑫，赵俊炜，张锐，曲明辉，杨艳红. 计及需求响应和储能的电-气综合能源系统优化调度[J]. 电力建设, 2020, 41(5): 1-8.
[6]	林紫菡，蒋晨威，陈明辉，尚慧玉，赵宏伟，阳曾，王一铮，文福拴. 计及柔性负荷的综合能源系统低碳经济运行[J]. 电力建设, 2020, 41(5): 9-18.
[7]	都成，魏震波. 基于模糊激励型需求响应的微电网两阶段优化调度模型[J]. 电力建设, 2020, 41(5): 37-44.
[8]	董凌1， 2，年珩3，范越2，赵建勇3，张智3，林振智3. 能源互联网背景下共享储能的商业模式探索与实践[J]. 电力建设, 2020, 41(4): 38-44.
[9]	许志恒，张勇军，余兆荣，王玕. 考虑激励型需求侧响应的电-气互联系统两阶段随机优化调度[J]. 电力建设, 2020, 41(4): 81-89.
[10]	蔡钦钦，杨晓华，朱永强. 楼宇能量管理系统的光伏消纳与储能调度研究[J]. 电力建设, 2020, 41(1): 23-31.
[11]	李湘旗，禹海峰，李欣然，章德，蒋星，朱思睿，陈长青. 考虑储能系统动态全寿命周期特性的多功能应用需求规划方法[J]. 电力建设, 2020, 41(1): 45-54.
[12]	杨朋朋，张修平，王明强，杨明，王飞，王士柏. 计及调峰能力的风光储联合系统优化调度[J]. 电力建设, 2019, 40(9): 124-130.
[13]	杜丽佳，靳小龙，何伟，穆云飞，贾宏杰，魏炜. 考虑电动汽车和虚拟储能系统优化调度的楼宇微网联络线功率平滑控制方法[J]. 电力建设, 2019, 40(8): 26-33.
[14]	朱金菊，赵清松，刘成刚，王勇，李琼慧，龙虹毓. 考虑终端“储热”差异性的调峰能力提升与风电消纳最优化技术[J]. 电力建设, 2019, 40(8): 69-76.
[15]	周思宇，刘成刚，戈阳阳，赵清松，李琼慧，王彩霞，龙虹毓. 面向风电消纳的车-储-热协同调度策略[J]. 电力建设, 2019, 40(8): 77-83.

可再生能源跨区消纳的受端电网阻塞机理分析

Analysis on Transmission Congestion Mechanism of Cross-Region Renewable Energy Integration in Receiving-End Power Grid

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