水力发电系统并网研究论文

摘要：文中简单介绍了分布式光伏并网发电系统的概念，着重从孤岛效应、电能质量、继电保护、电网规划等方面阐述了分布式光伏并网发电对电网的不利影响，并提出科学合理规划、健全技术标准和规范的对策，希望能为下一步研究提供参考。下面是小编精心推荐的《水力发电系统并网研究论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

水力发电系统并网研究论文 篇1：

光伏发电系统并网故障分析及纠正措施

摘 要：太阳能取之不尽，用之不竭，清洁安全，对于缓解日趋严峻的能源与环境问题具有重大的战略意义。随着太阳能光伏发电行业的发展，大量逆变型分布式光伏电源接入电网，光伏发电系统并网潜藏的故障逐步暴露。本文分析了工程现场光伏发电系统并网电弧放电和短路故障，然后提出了行之有效的纠正措施，解决了光伏发电系统并网故障，从而最大限度地节约维修费用和减少系统停机损失。

关键词：光伏发电;并网故障;电弧放电;短路故障;纠正措施

当前，世界能源形势紧迫，能源问题成为世界十大焦点问题之首。在能源日益匮乏的今天，太阳能因取之不尽、用之不竭、清洁安全的特点，对于缓解日趋严峻的能源与环境问题具有重大的战略意义。

随着光伏发电行业的发展，近年来，大量逆变型分布式光伏电源接入电网，光伏发电并网故障也备受关注[1]，光伏发电系统并网所产生的故障逐步暴露，如电器短路、电压波动、闪变、逆变器故障停机等，导致光伏发电系统不能正常并网的现象时有发生[2-3]。

逆变器是光伏电站并网中不可缺少的电能转换装置，它的控制技术直接影响光伏发电馈入电网的品质。根据相关国家标准[4]要求，通过10～35 kV电压等级并网的光伏发电功率因数应在超前0.98到滞后0.98范围内连续调节。业内有不少关于逆变器控制策略方面的研究[5-6]，逆变器厂家为了追求最大利用容量和最大发电量，常常会将并网逆变器的功率因数设定为0.99。由于光伏发电的功率波动性，逆变器的高功率因数运行对电网的稳定性造成威胁，有功不变时，无功几乎不能调节，需要额外的无功来维持电压。大量实践证明，逆变器输出轻载时，谐波会明显变大，在10%额定出力以下时，电流的总谐波畸变率甚至会超过20%。同时，光伏发电通过电力电内子逆变器并网，易造成三相电流不平衡，如果光伏發电系统线路发生故障，就容易造成光伏发电并网设备出现闪变或影响电网继电保护动作等。

本文结合工程实践中光伏发电并网时发生的事故进行分析和总结，并提出一些行之有效的纠正措施，从而最大限度地节约维修费用和减少系统停机损失。

1 并网柜电弧放电故障分析及处理

1.1 现场检查

某光伏发电工程调试和并网投运时，并网柜（4P10）进线母排上的连接电缆线鼻子出现电弧放电现象，经过现场检查发现，检查人员发现如下问题。

1.1.1 母线铜排。B相母线背面（从进线柜正面看）距离断路器接线端上部约40 mm的地方有电弧机上的凹坑痕迹，颜色发黑，中间部位右侧边缘也有一段距离约有50 mm的地方被电弧烧伤，出现发黑痕迹，其他两相铜排基本未发现异常现象，现场受损部位如图1所示。

1.1.2 外部连接电缆的线鼻子。外表面异常表现为线鼻子表面有不少电弧击伤的斑点和拉弧放电点，如图2所示。

1.1.3 断路器。上表面右下侧边缘处有一片状、长形、不规则的薄金属渣，受高温作用影响，断路器外表面有轻微烫伤痕迹，其他部分未见明显异常发生。

1.2 柜内元器件性能测试

为了检查并网柜受损情况，现场对柜内元器件性能进行测试。

1.2.1 断路器绝缘电阻测试。经输入端（单相）对地及相间绝缘电阻测试，绝缘电阻均保持在100 MΩ以上，断路器绝缘材料未发生异常。

1.2.2 断路器各相通断性能测试。合闸后，断路器上、下端能够正常接通，用万用表测试电压线，电压显示407 VAC;分闸后，测试电压线，电压显示为0 VAC。经测试，断路器未发现异常。

1.2.3 互感器二次线圈电阻值测试。测试电阻为0.3 Ω，线圈绝缘未见异常。

1.2.4 柜门仪表测试。显示仪表直流电上电测试，多功能表显示未见异常，仪表本身未受到损伤，直流回路2个熔断器正常。断路器合闸后，由于并网柜前端逆变器未投运，无电压、电流，闭合控制回路熔断器开关，仪表电压显示为0 VAC，经测试检查，检查人员发现，控制回路中直接从交流回路取电的12个熔断器全部熔断。

1.3 问题分析

下面针对出现的问题进行分析。其一，B相铜排内测的伤痕不会是对地放电产生的拉弧，原因为受损点距离金属固定背板距离大于40 mm，满足并超过相关国家标准要求的电气间隙[7]。其二，3台互感器外表面损伤轻微，只是表面的颜色发生变化。固定互感器的螺钉受到高温电弧击伤熔化，固定螺钉与各相铜排绝缘，并且距离满足相关标准要求，没有短路迹象。其三，线鼻子上出现击伤斑点较多，而且有电弧击伤拉弧痕迹，初步判断，电弧火花从此处产生，其他地方的电弧烧伤均由其引起。电弧火花跌落到断路器外表面、铜排内侧等，造成其他部位受损，由于弧光影响，柜门上喷漆及控制电缆受到弧光照射而变色。

经过查阅图纸，本项目并网柜系统设计最大电流值不足800 A，所用的电缆截面积为630 mm2;经查阅国家标准，本项目电缆环境温度在40 ℃时的允许持续载流量为1 008 A[8]。

经初步判断，断路器输入回路中曾出现很大的冲击电流，远超出并网柜能承受的载流量值。

根据逆变器厂家提供的技术资料及以上分析，初步判断事故原因。本次事故的原因是逆变器及变压器组在启动瞬间造成涌流，导致并网柜内电缆过负荷，引起系统中电缆连接处的气隙电离，引发放电;并网柜断路器的过载保护电流值在设计时未考虑，仍保持出厂设置值1 250 A，偏大，不能很好地起到保护作用。

根据事故原因分析，本工程项目中涉及并网用的8台规格为T7M 1250A的断路器设置采取如下纠正措施：断路器L段保护（过载保护）设为1 000 A，延时3 s，增强过载保护线路的能力;断路器S、I段保护选择如下方式，即I瞬时短路保护，短路电流保护设置4.5倍输入值，即为4 500 A。

采取上述预防措施，并对受损部分进行修复处理后，系统并网故障成功解决，本光伏发电系统成功并网。截至目前，本光伏发电系统运行正常。

2 光伏发电短路故障分析及处理

对于另一光伏发电工程，业主反馈，在投运并网时，交流柜在闭合断路器时瞬间发生爆响、断路器脱扣事故。经过现场勘查，业主已对故障现场进行处理，具体如下：X1端子上有部分线缆未接，处于悬空状态，温控器控制异常;业主已将断路器下端连接电缆拆除;经现场测试，接触器A、B相触点黏连，无法正常断开;与交流柜相连接的变压器（由另外其他厂家提供）二次侧N相未引出，而实际的变压器连接方式为Dyn11，按照标准[9-10]要求，二次侧中性线N相是需要引出来的。

经过现场排查，系统并未出现其他异常情况，对接线端子上的二次线进行重新连接，同时修复接触器的触点。确认交流柜没有其他问题后，断开交流柜中断路器与变压器的连接线，重新闭合接触器和断路器，未发现异常，能够正常送电，由此判断本次接触器发生爆声故障的原因不在交流柜，初步判断其为上级回路变压器侧故障所致。

经过逐项分析和测试，故障原因为与逆变器输出连接的变压器一次侧B、C电缆接线错误，导致B、C相间短路，如图3所示。

事故原因查清楚后，采取纠正措施，改正错误接线，重新测试变压器性能，未见异常。重新将变压器二次侧电缆与交流柜连接，重新上电，设备投运正常。

由于本工程供电系统交流侧电源设计为TN-S接地系统，采用的是三相五线制接线，变压器连接组别为Dyn11方式，二次侧应该引出N相线接至交流柜N相铜排上。但是，用户并未将此N相引出，不符合标准要求。检查人员随将此项问题反馈到项目业主处理。

3 结语

本文在分析了光伏发电系统并网故障的基础上，提出了纠正措施，使光伏发电系统顺利并网发电。本文所给出的故障排除方法和糾正措施值得行业内工程技术人员借鉴，避免发生类似光伏发电并网故障。

参考文献：

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作者：何有山

水力发电系统并网研究论文 篇2：

分布式光伏并网发电对电网的影响研究

摘 要：文中简单介绍了分布式光伏并网发电系统的概念，着重从孤岛效应、电能质量、继电保护、电网规划等方面阐述了分布式光伏并网发电对电网的不利影响，并提出科学合理规划、健全技术标准和规范的对策，希望能为下一步研究提供参考。

关键词：分布式光伏；并网发电；影响；电网安全；对策

Key words：Distributed photovoltaic；Grid connected power generation；Influence；Grid security；Countermeasures

能源是人类生存和发展的基础。电力作为一种重要的能源，在人们生产生活中扮演者十分重要的角色。随着人类社会的快速发展，人们对电能的需求量越来越大，传统火力和水力发电出现了供应不足的状况。火力发电消耗大量煤炭资源，加之煤炭在燃烧过程中会产生大量的有害气体和固体颗粒，带来温室效应、雾霾等环境问题。发展清洁能源代替传统能源是解决能源和环境问题的有效途径。近年来，以太阳能、风能、生物质能、地热能为代表的可再生能源发电技术发展迅速，特别是光伏发电技术，因其资源丰富、清潔无污染、发电成本低等诸多优点发展尤为迅猛。截至2017年底，我国光伏发电装机量达1.3亿千瓦，同比增长68.7%，连续3年位居全球首位；新增光伏发电装机5306万千瓦，增幅达53.6%，连续5年位居世界第一，展现出广阔的发展前景。分布式光伏发电技术作为新型可再生能源发电技术的代表，凭借其资源丰富、无污染、并网流程简化等优点呈现出爆发式增长。[1]随着光伏发电技术的日渐成熟，未来将有大量的分布式光伏并网发电系统接入电网，大规模分布式光伏并网发电很可能会改变现有电网稳定的运行状态，对智能电网安全运行产生一定的影响。所以，开展分布式光伏并网发电对电网影响的研究工作，对构建稳定坚强智能电网具有重要意义。

光伏发电及并网发电系统简介

太阳能光伏发电技术是指通过半导体界面的光生伏特效应将光能转换为电能的一种发电技术，其工作原理是半导体PN结的光生伏打效应。如图1是光伏发电原理示意图，在接受太阳光照射时，部分拥有特定能量的光子进入半导体内，将会产生带负电荷的电子和因失去电子而带正电荷的空穴，在PN结产生的静电场的作用下，电子将向N型半导体运动，而空穴则向P型半导体运动，并各自聚集在两电极部分，达到动态平衡后，PN节中会产生一定的电势差，如果接通外部负载，负载中就会有电流通过。[2]光伏电池阵列发出的直流电经过逆变器转化为符合要求的交流电后直接或通过变压器接入电网。

图2是典型的分布式光伏并网发电系统控制示意图，可以看出其主要由光伏阵列、逆变器以及滤波器构成。在分布式光伏接入电网运行时，通过对光伏阵列的最大功率点跟踪MPPT和并网电流的检测，将信息实时传递到逆变器中，从而不断调节逆变器输出的电压电流，向电网提供合格的电能。

分布式光伏并网发电对电网的影响

2. 孤岛效应

当分布式光伏接入电网发电时，“孤岛效应”可能是对电网产生的最直接的影响。分布式光伏并网发电系统的孤岛效应是指与光伏发电系统连接的电网线路因故障停电时，客户端的分布式光伏发电系统没有及时检测出停电状态并脱离电网络，继续保持向所带负荷供电，形成公共电网无法控制的自给自足的供电孤岛。发生“孤岛效应”会对配电网和用户产生严重的影响和危害，主要表现为以下四个方面[3-5]：

（1）威胁电网运维人员的人身安全。当发生故障时，电网停止向供电，并网逆变器仍保持向周边电网供电时，若运维人员进行电力线路或电力设备检修，可能引发触电伤亡的严重事故；

（2）损坏用电设备。缺少了电网的支持，电力孤岛区域的供电电压和频率不稳定，如果孤岛运行的分布式光伏并网发电系统无储能元件或储能容量太小，用户负荷还会发生电压闪变，造成电力客户的电器设备损坏；

（3）损坏电网设备。供电恢复时，分布式光伏输出的电压和电网的电压可能不同步，恢复供电瞬间将产生很大的电流，对电网设备造成损伤；

（4）对用户电压产生影响。如果发生分布式光伏并网发电系统断开所并入电网的情况，其原有的单相供电模式可能会引起配电网内出现三相负载不对称的问题，从而对周边用户的电压质量带来影响。

2. 对电能质量的影响

所谓电能质量，是指电力系统不干扰或影响负荷运行的能力。下面从电压偏差、电压波动与闪变及谐波污染三个方面阐述分布式光伏并网发电对电能质量产生的影响。

电压偏差指的是电力系统改变运行方式或者负荷正常变化时，致使配电系统各点实际电压偏离额定电压的现象。现有的配电网通常呈现出辐射的形态，在电网稳态运行状况下，电压沿着馈线潮流方向逐渐降低。[6]大量分布式光伏涌入电网发电后，电网的潮流分布改变，会引起馈线的各负荷节点电压被抬高，造成负荷侧电压越限。[7]此外，受太阳光照度、辐照度等自然条件不断变化的影响，分布式光伏发电的输出功率不稳定，造成输出电压处于不稳定状态。[8]

所谓电压波动指的是电网电压有效值一系列随机的快速变动。电网的潮流决定了电网的电压分布情况，所以电网中负荷消耗和电源注入功率的变化都会引起电网各母线节点的电压波动。[9]光伏发电的间歇性和波动性决定了其输出功率的不稳定性，从而引起电网电压波动。

分布式光伏所发的直流电流必须通过逆变转换为交流电才可并入公共电网，整流装置和逆变装置是分布式光伏发电系统接入电网后不可缺少的设备。整流和逆变装置具有很大的功率，在将分布式光伏所发的直流电流转变为交流电的过程中会产生大量的谐波。这些谐波注入电网后将带来很大的危害，一方面会降低电能在发、输、配、用过程中的效率，另一方面会严重减少电气设备使用寿命，甚至造成电气设备烧毁。加之，电网谐波很难被消除，大量的谐波累计会引发功率谐振，严重影响电力系统的电能质量。[10]

2.3 对继电保护的影响

目前，单电源放射状结构在我国配电网中占据主流，系统潮流方向单一（电源流向负荷），继电保护装置以速断保护形式为主，并不具备方向性。分布式光伏光伏接入电网后，电网潮流将会发生改变，从而对配电网原有的继电保护将产生一定的影响：[3]

（1）分布式光伏的接入改变了配电系统的网架结构，变成了多電源。在发生故障时，如果分布式光伏接入位置不合理，可能会引起原有的保护装置发生拒动或误动现象；[11]

（2）当分布式光伏并网点发生故障，且分布式光伏处于孤岛运行状态时，故障重合闸时可能会引起保护误动作，导致无法按时恢复供电，降低供电可靠性；

（3）通常情况下，当分布式光伏并网发电系统的功率注入电网时会缩小原有继电保护区域，干扰继电保护装置正常工作。

2.4 对电网规划的影响

考虑到分布式光伏并网发电系统并网的方式通常是直接接入配电网，当其大规模接入电网时，将会极大地影响电网规划。

由于大规模分布式光伏发电系统的并入，传统的配电网计算分析和规划方法将难以适用于。需要根据分布式光伏运行的特点以及并网的方式重新制定其接入电网的设计方案；[12]

负荷预测是电网规划的一个重要依据，受自然环境的影响分布式光伏发电具有间歇性和波动性的缺陷，导致电网规划人员很难准确预测负荷的变化情况，从而影响电网规划的准确性；[13]

位置和容量是分布式光伏发电系统并网时需要考虑的两个重要因素，如果选择不恰当会加大电能的损耗，导致电网络中某些节点电压下降或者出现过电压的现象。

3 对策

大规模分布式光伏并网发电是未来发展趋势，从保障电网安全稳定运行的角度出发，笔者认为除了加强在诸如光伏并网发电系统的孤岛效应检测技术等技术层面的研究外，还需要在规划和技术标准方面积极应对分布式光伏发电并网给大电网带来的新问题

3. 科学合理规划

针对分布式光伏并网发电对电网安全运行的影响，供电公司要科学合理规划，为电网安全稳定运行提供保障。大规模分布式光伏接入电网后，装机容量在电力系统中所占比例将会越来越大，这种情况一方面会改变电网运行控制方式，另一方面原有电网结构的稳定性也会随之改变。未来电力客户所用电能很可能主要来自低压配电网，且电力用户能够参与电能运营，这些改变无疑对供电公司提供优质电能提出了挑战。供电公司应结合当地电网实际情况，科学绘制分布式光伏并网蓝图。以分布式光伏选址和定容、电网安全运行指标等为出发点，开展大规模分布式光伏接入的电网规划研究工作，为将来大量分布式光伏并网发电后，电网的安全运行提供有效保障。

3. 健全相关技术标准及规范

得益于自身诸多优势和国家政策的支持，分布式光伏发展迅速，然而与之并网发电相匹配的相关技术标准及规范发展相对滞后。从分布式光伏并网发电系统安全、有序地接入大电网发电的角度出发，电力部门一方面要充分研究分布式光伏并网发电系统的基本技术参数、分析电网抗干扰的能力、掌握分布式光伏并网发电系统的控制特点、细化分布式光伏并网规模、并网电压等级等方面的技术参数，建立完备的技术标准和规范；另一方面，制定分布式光伏产品进入电网的标准，把好接入网分布式光伏设备的质量关。通过相关技术标准和规范引导分布式光伏合理并网发电，降低对电网的影响[14]。

4 结语

分布式光伏发电技术是解决能源和环境问题的有效途径，大规模分布式光伏并网发电是未来有利用效能源的快捷方式，但其在电能质量、继电保护、电网规划等方面给电网带来的影响不可忽视，开展分布式光伏并网发电对电网影响的研究工作很有必要。供电公司可以从网源协同的角度出发，通过科学合理规划，建立健全相关技术标准和规章制度，减少分布式光伏并网给电网带来的影响，确保电网安全稳定运行以及分布式光伏的健康发展。

参考文献：

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作者简介：张继成（1992-），男，湖北襄阳人，工学硕士，从事电能计量方面的工作；周艳华（1984-），女，湖北襄阳人，工学学士，从事电能计量方面的工作；宋晓薇（1994-），女，湖北襄阳人，工学学士，从事配电运维方面的工作。

作者：张继成 周艳华 宋晓薇

水力发电系统并网研究论文 篇3：

洁净能源发电并网系统调度综述

【摘 要】介绍了洁净能源发电并网系统优化调度的国内外研究现状及其相关关键技术问题，得出了一些总结性的结论。

【关键词】洁净能源发电；调度模型；解算算法

0 引言

随着社会产业的发展的不断提高，能源需求的不断增长使得传统能源如煤炭、石油、天然气等资源日趋枯竭。目前，风电为代表的洁净能源发电已受到人们格外青睐，同时，在这样一种大背景下，太阳能发电也正在经历着前所未有的应用和发展速度。

解决大规模洁净能源发电并网系统调度问题对我国电力事业的发展意义深远而重大。在世界范围内发展大规模洁净能源发电并网运行是改善电源布局和优化电力结构的理想选择，也是实现可持续电力供应的理想模式。因此，解决洁净能源发电的调度问题对于实现大规模洁净能源发电并网和经济、合理运行具有决定性的作用。

1 国内外研究现状

目前，在国外洁净能源技术已经成熟，最近几年，风电的发展在国内也已经达到了一定的水平，因此，国内外对风电并网系统调度问题的研究也已经取得了一定的成果并正在不断完善。

国内外对系统优化调度模型及其解算算法的研究起步较早，研究成果也相当丰富。文献[1]提出了一种计及风电环境效益，风电备用容量成本和火电机组环境补偿成本的基于最小购电成本最小为目标函数的调度模型，使用新型智能技术遗传算法对调度模型进行解算，调度结果经济合理、经济。文献[2]构建了一种包含分布式电源的电网调度模型，并开发了相应的求解算法。通过一个具体的算例研究了分布式电源对电力系统的线损以及各节点的边际电价的影响，表明分布式电源能够有效降低线损和阻塞，为用户提供足够的电力，保障供电可靠性。当风电、光伏发电等洁净能源发电作为分布式电源接入电网时，该文所采用的调度模型具有重大参考价值。文献[3]以风电场的短期风速预测为基础，针对风力发电不同接入容量对电力系统稳定性影响的不同，建立含有风电场的电力系统经济调度模型，并使用了先进的优化算法，调度结果较精确、可信。文献[4]对水电调度模型进行了深入的研究论述，以发电量最大为目标建立了优化的调度模型，提出了双决策变量线性调度函数，并讨论了双决策线性函数建立的方法和决策规则的确定。文献[5]基于机会约束规划提出了一种新的水火电力系统短期优化调度的不确定性模型。允许所形成的调度方案在某些比较极端的情况下不满足约束条件，但这种情况发生的概率必须小于某一置信水平。兼顾日前交易和在此计划下可能存在的实时交易的费用，实现系统的火电机组和用以实时平衡的功率调整的费用最小化，并针对该模型给出了基于粒子群算法和蒙特卡罗仿真的求解方法。文献[6]提出用改进的直接搜索算法（DSM），即惩罚函数直接搜索算法PF-DSM求解系统调度问题。结果表明，改进后的直接搜索算法对调度模型的求解更有效。文献[7]介绍了一种基于模拟退火的粒子群算法，并用其求解以水电站年发电量最大建立的优化调度的数学模型，本文将模拟退火的思想应用到具有杂交和变异的粒子群算法当中，通过模拟退火的降温过程来提高算法后期的进化速度和精度。最后，以普定水电站的优化调度为例进行了计算，结果表明，该算法的性能较基本粒子群算法有了较大改善，且明显优于常规调度方法和动态规划。文献[8]采用模糊粒子群算法（FCPSO）求解多目标环境经济调度问题。文献[9]采用遗传算法和模糊逻辑控制混合算法来求解环境经济调度问题。文献[10]分析了韶关地区小水电群联合优化调度的特点，结合实际建立了小水电群优化调度的数学模型。通过对传统优化调度方法和遗传算法的基本步骤进行研究和改进，提出了基于改进遗传算法的模型求解方法，并对韶关电网系统中的两个小水电站进行了联合模拟求解，结果表明了该方法科学可行，对提高电网运行和提高水电能源的利用具有重要意义。文献[11]中的环境经济调度问题是一个多目标优化模型——目标函数包括系统排放物最少和系统费用最少的同时维持发电机组无功出力在一个可以接受的水平。文献[12]基于遗传算法研究包含风力发电的电网的经济调度方式，通过计算分析了应用风电所能带来的化石性燃料的节省效益，并研究了传统煤电水力发电机组可否有效弥补风电随机性对电网运行所带来的冲击。该文在建立调度模型并考虑了新能源发电对电网造成的安全稳定问题，所建模型合理，应用价值高。文献[13]则专门分别研究了遗传、进化算法等模拟生物进化的优化问题，对解算调度问题的算法进行了详细的论述，解决了调度模型的求解问题。文献[14]提出并设计了一种基于混合神经网络和遗传算法的水电厂经济调度系统，为反映机组复杂的非线性工作特性，建立了基于人工神经网络方法的耗水量模型， 在此基础上采用改进的遗传算法对机组进行了优化组合。结果表明： 数字仿真及其现场应用都取得了满意的结果。文献[15]对机组出力变化与分时电价波动之间的关系进行了研究，构建了一种新的水火电短期优化调度模型，该模型以实现电力市场条件下最大发电收益为目标，同时综合考虑了峰谷分时电价和环境保护成本对发电侧经济效益的影响，还考虑了梯级水电站群的蓄水量、下泄流量、机组出力等约束条件，由此得出机组的优化调度方案。针对传统优化算法难以处理高维梯级水电站优化调度多约束条件的缺陷，利用微分进化算法对此优化模型进行求解，仿真计算结果证明了该模型的合理性和算法的有效性。文献[16]在考虑环境保护和节约能源以及水电厂运行特点的基础上，提出了一种以火电厂总运行费用、污染气体排放量、水电厂弃水量为优化目标的水火电站群多目标优化调度模型。应用基于Agent的启发式计算方法求解。计算表明，该模型有利于节能减排和环境保护，提高了水力资源的利用程度，提升了电力系统的综合运行效益，为水火电力系统短期优化调度提供了新的研究思路。文献[17]针对风电场出力的随机性，在风速预测的基础上，应用随机规划理论建立了考虑机组组合的含风电场电力系统动态经济调度模型。鉴于以上众多原因，关于光伏发电并网运行调度方面的文献很少，对光伏发电调度建模和仿真的研究则更为罕见。因此，可以预见，对光伏发电并网系统调度模型的研究将成为一种趋势并在未来得到快速的发展，最终得到成熟的调度技术。

2 洁净能源发电并网系统调度相关关键技术

以风、光能源发电为代表的洁净能源发电具有随机性及不可控的特点，这给调度带来了困难。因此，必须解决与其相关的关键技术问题。

2.1 功率预测与控制

洁净能源发电要参与系统的功率平衡，需做的工作，一是其输出功率的预测，二是输出功率的控制。以风电为例，对风电场输出功率进行控制，有利于减小系统的备用容量，增强系统的可靠性和安全性。风电场综合控制系统输入信号有调度的指令、风速、并网点的有功功率、无功功率、电压等，控制目标为保持风电场的有功、无功、电压等在合理范围内。丹麦Eltra电力公司规定了风电场参与功率控制的7种方法[20-22]。一般风电场输出功率大于90%额定容量的概率小于10%，因此通过对风电场进行功率控制达到减少系统备用容量的作用，而不会损失太多的风电功率。风电功率预测的意义主要在以下几个方面：用于经济调度，根据风电场预测的出力曲线优化常规机组的出力，达到降低运行成本的目的。增强系统的安全性和可靠性。掌握了风电出力变化规律就减少了不确定性，增强了系统的可控性。但适应实时调度要求的准确的风电场出力模型是制约含风电的环境经济调度发展的瓶颈问题之一。文献[21]-[24]从不同的角度介绍了国内外对这一问题的研究情况。风电功率预测的基本方法可分为基于数值天气预报的物理预测模型（统计模型（神经网络方法、模糊数学方法等））和时间序列模型（持续预测方法、卡尔曼滤波方法等）两大类。文献[26]指出由于风电具有随机性， 目前尚无法较准确预侧其出力， 因此含有风电的电力系统经济调度不再是一个常规意义下的确定性问题。利用传统的方法也难获得既经济又有较高可靠性的解。

2.2 系统备用容量的选择

由于洁净能源并网发电具有随机性和间歇性的特点，为了保证系统的安全、稳定、可靠的运行，必须以常规能源发电为系统预留一定的备用发电容量。以风电为例，保证风电功率的波动特性如果与电网负荷的波动特性一致，那么风电就有自然调峰的作用，反之，会使电网的调峰问题更加突出。在有些情况下，从长时期来看，风电与电网负荷变化规律一致，但这并不能排除在有些时段内，风电出力正好与负荷变化规律相反，使电网面临严重的情况。这就需要合理安排系统的备用容量，保证电网的安全稳定运行。但是，目前对于合理选择备用容量没有成熟的理论和方法。调度部门选择的备用容量往往与实际需要的备用容量不太符合，这样必然造成了电力浪费和经济损失。因此，建立一种合理的备用容量选取方法必将成为一个意义重大的且具有很高经济效益的突破点。

3 结束语

针对洁净能源发电各自的特点，并根据电力实际运行需要，建立相应的调度模型，解决调度相关关键技术问题，并采用有效的数学解算方法，保证调度结果符合系统安全稳定运行原则，是解决调度问题的关键。

随着太阳能等洁净能源的大力开发，洁净能源发电并网调度技术必将不断完善，最终实现洁净能源在一定程度上取代传统能源。

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作者：张鹏岩