太阳能光伏发电系统研究

介绍了太阳能光伏发电系统在电力系统中具有削峰填谷、提高电网稳定性和利用率、改善电能质量等重要作用及我国电力系统建设对太阳能光伏发电系统的迫切要求,并阐述了光伏并网发电系统的组成和控制的发展现状.对蓄电池储能和超级电容器的蓄电池混合储能在光伏发电系统中的应用进行了说明,最后展望了储能技术未来的发展方向。     

风光储联合发电系统的可信容量及互补效益评估

可信容量在衡量间歇性电源接入电力系统的价值中具有重要意义。目前关于可信容量的研究仅限于单种电源,对不同类型间歇电源的联合发电系统可信容量缺乏研究。建立了包含风电、光伏发电的联合出力概率模型,考虑储能装置的运行特性,提出一种风光储联合发电系统的可信容量计算方法。采用基于序贯蒙特卡洛的评估框架,实现了计及风电机组、光伏发电机组2种间歇性电源的随机生产模拟,在所提储能控制策略的基础上,评估了储能容量配比、风光装机容量配比对联合发电系统可信容量的影响以及风光联合发电时的互补效益。采用加入了风电和光伏发电后的 RTS-79可靠性算例测试了评估算法的有效性,结果表明该方法可以用于评估含风光储联合发电系统的电源容量规划方案中。     

风光互补发电系统的可靠性分析

为了分析风光互补发电系统的可靠性,基于RTS标准测试系统,建立了风电场模型和太阳能光伏发电系统模型,分析了风光互补发电系统的可靠性和影响可靠性的因素,分析结果显示,在风能和光伏发电互补作用下,系统的可靠性指标相对于仅接入风电时会有所上,在风光互补发电系统中加入电池储能系统可以提高风力发电系统的可靠性。     

独立太阳能光伏发电系统储能单元设计

储能是光伏发电系统的重要组成部分,尤其当光伏系统作为独立电力系统运行时,储能环节的优劣更直接影响到光伏发电系统的好坏。因此,设计最佳的储能系统成为光伏发电系统设计的重要一环。分析了太阳能发电系统储能设备的结构特点和运行原理,并在此基础上设计了独立太阳能发电系统的蓄电池储能单元。     

基于模糊控制的风光储发电系统输出功率平滑控制

鉴于太阳日照和风能的间歇性和随机性使光伏发电和风力发电输出功率随日照强度的变化而波动,在分析了光伏发电特性、风力发电特性和飞轮储能特性的基础上,提出一种基于模糊控制的风光储混合发电系统输出功率平滑控制方案。以某典型日为算例,仿真观察和分析风光储混合发电系统的飞轮转速、输出功率及平滑因数,并与无飞轮储能系统、简单飞轮储能系统两种情况进行比较。仿真结果显示,基于模糊控制的风光储混合发电系统输出功率得到平滑控制,平滑因数约6×10-9,几乎可忽略不计。仿真结果表明所提控制方法能有效抑制风光储混合发电系统输出功率的波动。     

基于碳交易的含大规模光伏发电系统复合储能优化调度

为提高电力系统对光伏发电的接纳能力,提出一种基于碳交易的含大规模光伏发电的电池储能—抽水蓄能电力系统复合储能优化调度模型。基于低碳经济理念,将阶梯型碳交易机制引入电力系统经济调度中。采用基于最大最小距离准则的改进K均值聚类算法对光伏发电的出力场景进行有效聚类,在保证光伏发电出力分布特征的前提下削减场景数量;以系统综合运行成本最低为目标,兼顾系统的运行经济性和低碳性,利用电池储能作为功率型储能以平滑光伏电站出力波动,抽水蓄能作为能量型储能参与接入光伏发电后系统的调峰平衡。以改进的IEEE-RTS96系统对所提模型进行仿真分析,算例结果验证了模型的合理性和有效性。     

储能技术在风光发电系统中的应用

在风电及光伏并网发电系统中,为了使风光发电大规模接入电网,并且对电网电能质量影响较小,储能装置的加入无疑是最佳的选择。本文从储能电池选型、电站的设计及结合张北风光储电站运行结果对储能技术在风光发电系统中应用进行分析。风光储电站运行结果表明,在储能电站的作用下,风光发电系统输出波形平稳,且可以跟踪设计功率曲线并达到削峰填谷的目的。     

模糊控制在风光混合储能微网系统中的应用

风力、光伏发电具有随机性和间歇性的特点,加入储能系统能显著提高改善微电网稳定性和可靠性,混合储能将超级电容器的高功率密度以及蓄电池的高能量密度特点相结合,本文提出了一种基于混合储能的风光储系统模型,并提出了相应的控制策略;针对滑动平均滤波算法的不足,本文利用基于功率差额和储能系统荷电状态的模糊控制对滑动时间常数T进行优化,提高功率分配效率。利用Matlab/Simulink平台搭建风光混合储能微电网模型进行仿真,对比使用模糊控制与否时功率的分配效果,仿真结果表明:基于上述控制策略,使用模糊控制能更加有效地对混合储能功率进行分配,功率分配效率提高更为显著,减少了充放电深度,延长了储能系统的使用寿命。     

基于两级式变流器混合储能系统的应用

为提高诸如光伏、风力等可再生能源发电功率的可控性,避免由于外界环境变化引起的功率波动对电网的负面影响,提出一种基于两级式储能变流器的混合储能系统,采用PQ控制策略平抑可再生能源功率波动的方案。通过低通滤波算法估算混合储能系统的能量补偿,进一步设计控制器,精确控制储能系统的能量流向,达到储能系统与电网之间及时准确的能量交换。以光伏发电为应用背景,在MATLAB/SIMULINK中搭建混合储能系统模型。仿真结果表明:该方法使得光伏发电模块输出功率平缓,起到了平抑效果,可以满足电力系统实时调度的要求。     

超级电容器及其在光伏发电系统中的应用研究

光伏发电系统越来越受到人们的重视,但光伏电源的随机性降低了其供电质量。通过对目前超级电容器的特性进行分析,搭建含超级电容器储能系统的光伏发电系统模型,以MATLAB/Simulink为仿真平台进行控制仿真,分析超级电容器储能装置在应对光照强度变化和负荷波动时的运行特性与控制效果,结果表明超级电容器能有效稳定母线电压,提高光伏发电系统的运行稳定性。     

含风光储发电的配电网潮流计算方法

风光储发电加入配电网后,出现了多节点类型等传统配电网潮流算法较难处理的问题。在对风电机组、光伏发电系统和储能蓄电池的节点类型进行划分的基础上,提出相应节点类型在潮流计算中的处理方法,并对广泛用于电力系统潮流计算的牛顿法进行改进,提出适用于含风光储发电的配电网的潮流算法。采用改进的含风光储发电的配电网潮流计算程序对33节点系统进行计算,结果表明了该方法和程序的有效性。     

考虑充电次数约束与光伏出力曲线包络线的储能控制策略

为缓解光伏发电并网给电力系统带来的调峰压力,提高电力系统供电质量,基于光伏发电出力曲线,首先计算满足充电次数约束的功率阈值,然后采用3次样条插值算法和单调分段3次多项式插值法获得光伏出力曲线的包络线,最后综合光伏发电削峰控制和波动平抑控制,提出一种考虑充电次数约束和光伏出力曲线包络线的储能控制策略。该储能控制策略在考虑储能装置寿命的条件下,对光伏发电输出功率进行削峰与补偿,改善了光伏发电的出力特性。算例表明,所提储能控制策略明显减小了光伏出力曲线的越限幅值总和及波动越限概率,提高了电网运行的安全性和可靠性。同时,根据储能装置充放电曲线,能够获得光伏发电对储能容量的需求,这为储能装置的容量优化配置提供了理论支持。     

风光储联合发电系统调频控制策略研究

针对风光储联合发电系统的运行特点,基于分段调频控制的理念,提出了一种风光储联合发电系统参与电力系统二次调频的控制策略。该控制策略根据区域控制偏差ACE就调频控制的紧急程度进行划分,在不同控制区域使用不同的有功控制方式,实现对联合发电系统出力的精细化控制,最大程度利用风电及光伏发电,保障储能电池SOC运行在合理范围。仿真分析验证了所提调频控制策略的可行性、有效性及经济性。     

风—光—储混合电力系统的博弈论规划模型与分析

综合分析由风力发电、光伏发电和储能电池组成的混合电力系统的技术经济特性,提出一类基于博弈论的混合电力系统规划模型。该模型以风力发电、光伏发电和储能电池的投资者作为博弈参与者,选取发电/储能容量作为参与者的策略,其收益计及发电/储能电池的全寿命周期费用、售电收入、系统供电可靠性等因素。根据博弈模型中可能的联盟关系,提出了...     

基于相关机会目标规划的风光储联合发电系统储能调度策略

为改善风电、光伏发电出力的不确定性,使风光储联合发电系统具有可调度性,将风电和光伏发电的出力表示为确定性的出力和具有模糊性的误差之和。利用相关机会目标规划方法,以风光储调度出力曲线与计划出力曲线匹配程度最大,储能电池充放电功率最平缓和储能电池可持续工作性最佳为目标,建立了风光储联合发电系统储能调度模型。利用将模糊模拟、神经网络与改进粒子群算法嵌套结合形成新型混合智能算法对模型进行了求解,给出了联合发电系统日前储能调度计划。算例分析表明,新算法能够较好地求解高维数不确定规划问题,其收敛速度快,全局和局部搜索能力强。     

用于平滑可再生能源出力波动的电池储能系统优化控制策略(英文)

针对国内风电、光伏大规模集中接入电网引起的功率波动问题,提出了一种新型的平抑风电或光伏发电波动的控制策略。提出波动率智能化分段控制平滑时间常数,并与储能SOC反馈控制相结合,解决了既有储能系统低通滤波平滑方法存在的问题,兼顾了储能电池的功率平滑备用,最大限度地发挥储能平滑风电和光伏发电的能力。通过实际风场测试数据进行仿真试验,验证了该控制策略的正确性。依托国家风光储示范工程开展了储能控制系统平台的构建和储能平滑现场试验。试验结果表明,该储能控制有效地抑制了风电和光伏波动,增强了新能源并网的友好性。     

风光储联合发电系统运行特性的研究

基于国家风光储输示范工程,分析张北地区风电、光伏发电等新能源资源状况和出力特性,探讨如何发挥化学储能系统的出力特性和调节作用,得出风光储联合发电系统的出力特性和联合发电组合方式。     

电动汽车电池储能在光伏发电并网中的应用

光伏发电日益成为满足用电负荷需求、提高能源综合利用效率、提高供电可靠性的一种有效途径。由于光伏发电出力具有波动性的特点,储能装置在光伏发电系统中必不可少。为实现光伏发电平滑并网,减少对电网和用电设备的冲击,提出将电动汽车电池作为光伏发电并网系统的储能单元的方案。制定了电动汽车电池分别作为可调度负载和分布式电源与光伏发电系统协调运行的充、放电的控制策略,并实现了电动汽车储能在光伏发电系统中的多种应用,包括跟踪发电计划,平滑发电功率输出、进行光伏发电消纳和实现电网负荷削峰填谷等。不仅为电动汽车电池储能应用于智能电网提供了新的思路,也为光伏发电并网提供新的解决方案。     

基于分布式储能的光伏并网系统调频策略研究

针对光伏并网发电在系统负荷波动时不具备惯性和调频能力等问题,提出了基于分布式储能的光伏并网发电系统调频策略。首先,基于电力系统功频静特性进行了分布式储能参与系统调频特性分析,得到了含分布式储能的光伏并网发电系统频率调整方程;其次,建立光伏发电系统和分布式储能的控制策略和数学模型,提出了分布式储能参与系统调频的控制策略;最后,对电网频率跌落0.5 Hz时含分布式储能的光伏并网发电系统运行工况进行仿真和实验验证,证明了分布式储能参与光伏并网发电系统调频策略的有效性。所提研究可在一定程度上提升光伏发电系统并网可靠性。     

风光储联合发电系统中的储能系统调度策略研究

随着风力、光伏发电,以及储能技术的发展与应用,构建大规模风光储联合发电系统接入电网已成为可能.其中,储能设备的调节控制对联合发电系统尤为重要.基于修正计划出力的方法,提出一种储能系统充放电控制策略,使得联合发电系统供给电网的有功功率波动尽可能最小;通过仿真说明控制策略有效性,利用风光储联合系统供电可靠性指标,分析指标与系统容量配置的关系,提出容量配置优化方法.