适用于海岛的独立供电电源规划设计

针对我国浙江省舟山嵊泗列岛中的第二大岛嵊山岛负荷特点,规划设计了独立的可再生能源多能互补供电系统,包括风能、太阳能、波浪能,以及储能蓄电池等。采用回归分析方法对海岛用电负荷进行预测,在此基础上搭建海岛多能互补的混合发电系统的基本框架和模型,通过按机组类型优化的电源规划模型寻找出合适的计算方法进行供电电源优化,基于线性规划的原则得出各可再生能源电源在供电系统中的容量分配比例,即优化的供电电源规划设计方案,具有经济、环保、可靠的特点。     

海上风浪结合发电系统用两自由度发电机研究综述及展望

近年来,多能互补利用成为能源开发的一种新趋势。海上风能和波浪能具有无污染、能量形式集中等诸多优点,一种基于两自由度直线旋转发电机的新型风浪结合发电系统应运而生。对海上风能和波浪能发电系统的研究现状进行综述,对比独立开发海上风能和波浪能的发电系统、传统风浪结合发电系统及新型海上风浪结合发电系统各自的优缺点;对作为新型海上风浪结合发电系统核心能量转换装置的两自由度直线旋转发电机的研究现状进行总结,并通过有限元方法初步验证了两自由度发电机用于新型海上风浪结合发电系统中的可行性,随后探讨该类发电机的研究热点及难点。最后,对海上风浪结合发电系统用两自由度发电机未来主要的研究方向进行了展望。     

光伏发电系统蓄电池充放电均衡控制仿真研究

为了保证光伏发电系统供电的可靠性及稳定性,为了提高光伏发电系统中蓄电池的运行效率和工作寿命,提出一种基于直流母线电压变化的蓄电池充放电控制策略。控制策略以直流母线电压瞬时值作为输入变量,蓄电池的充放电状态作为输出变量。在确保外界因素发生变化时,光伏发电系统仍能为负载提供稳定可靠电能的同时,避免蓄电池在工作模式之间发生误切换和频繁切换对系统造成的影响。在Matlab/Simulink环境中,搭建了基于双向DC/DC变换器的蓄电池充放电仿真电路,并搭建光储并联供电仿真模型,在不同条件下进行了仿真验证,仿真结果验证了充放电控制策略的有效性。     

分布式风光互补发电系统协调控制的研究

介绍一种分布式风光互补发电系统协调控制方法,对风能发电和太阳能发电的输出功率进行了分析,从风光输出功率特性和电量的角度对两种能量产生的电能进行协调控制,从而达到更加高效利用两种能量的目的。该控制方法在双BUCK电路的基础上使用两级可控开关管,处理器根据实时的风能太阳能以及负荷情况,控制这两级开关管的导通和关断,实时调节风能和太阳能的充电时间比例,从而更有效地利用两种能量。利用Matlab分别搭建了风力发电机、光伏阵列和蓄电池的模型并对该控制方法进行仿真,仿真结果验证了该控制方法的可行性和有效性,为风光互补发电更有效地应用提供了一种新的方案。     

风能与太阳能光伏互补发电应用及其优化

风能和太阳能复合发电的互补性很强,可向电网提供更加稳定的电能,且发电成本更低。文章介绍了风光互补发电系统组成、原理、优点及其在国内外的发展现状,建立了风、光互补发电系统经济运行的模型、优化求解约束条件,用模型对风、光发电量进行优化,比较优化前后系统供电成本,对系统经济运行具有指导作用。最后提出了风电互补发电产业进一步发展需要解决的问题。     

风光互补发电系统性能实验研究

发挥太阳能、风能发电系统的互补优势,稳定高效地输出电能是解决现有能源紧缺、经济环保的重要举措。针对风光互补发电系统中的风能、太阳能发电特性,通过实验对影响风能、太阳能系统达到最优功率工作点的基本参数风速、风轮半径、负载、温度、光照强度等进行了研究;同时基于最大功率策略,针对某家庭用电需求进行优化设计,并探讨了风能、太阳能及蓄电池输出电能的特点。研究发现:风光互补发电系统发电输出基本稳定;在1天中的24 h内,中午时间段光照及风量充足,不需要蓄电池供电且电量有盈余,而其他时间段,除了晚间20:00—24:00以外,基本都需要蓄电池供电。     

新技术

广州研制出独立稳定波浪能发电系统 广州能源研究所海洋能源研究室研制出了独立稳定波浪能发电系统,通过该系统可以将波浪能转换为稳定的电能,并可以直接为照明、计算机、空调机等设备供电。     

基于海洋能的海岛供电技术的研究

根据海洋能发电特性,提出多能源互补发电的方案。应用孤岛式的微电网技术中的主从控制策略将小型燃气轮机和海洋能发电装置结合,构成海岛供电系统,并设计供电系统的功率平衡及电压频率和幅值的控制策略。通过MATLAB/Simulink软件模拟单电源供电模式和多电源联合供电模式运行,仿真结果表明系统控制策略合理性,各微电源之间可协调运行,能够满足供电系统中电能质量的要求。     

基于变桨距和转矩动态控制的 直驱永磁同步风力发电机功率平滑控制

风能的不确定性以及风轮机自身特性使风力发电机输出有功功率随风速变化而波动,影响风电机组输出电能质量,严重时还会影响电网运行稳定性。在分析变桨变速直驱永磁同步风力发电机运行特性的基础上,提出了在全风速范围内结合风力机变桨控制和发电机变速控制的发电机有功功率平滑控制策略。考虑到风能的随机性及直驱风能发电系统很强的非线性,设计了基于模糊理论的变桨距控制器和发电机转矩动态滑模控制器。对一台采用该控制策略的直驱永磁同步风力发电机的运行行为进行仿真研究。结果表明,提出的模糊变桨距控制能有效控制发电机转速运行范围,动态滑模控制能使发电机输出平滑的有功功率。与传统最大风能跟踪控制策略相比,所提出的控制方案能有效降低直驱永磁同步风力发电机输出有功功率的波动,控制发电机转速运行范围。     

向无源端网络供电的多端MMC-HVDC控制策略研究

本文以贵州电网柔性直流配电示范工程为对象,研究向无源网络供电的多端MMC-HVDC控制策略。首先分析了无源网络的供电特性以及MMC-HVDC向无源网络供电的可行性,研究了基于混合子模块的MMC数学模型,然后搭建了一个向无源网络供电的四端柔性直流输电系统仿真模型并为其设计了相应的双环控制策略。常规的无源端控制器采用定交流电压和频率控制,介绍了虚拟同步发电机的控制原理,结合项目需求,文中同时还设计了采用虚拟同步发电机控制的无源端控制器。最后,利用PSCAD对搭建的多端柔性直流输电系统模型及其无源端控制器的设计进行了仿真验证,仿真结果表明两种控制策略都能实现向无源网络的灵活供电,但基于虚拟同步发电机控制的无源端控制器能减少负荷波动时的频率波动。     

风光互补新能源并网发电试验系统的研制与应用

重点分析风光互补新能源并网发电系统的组成,结合湖南省长沙市区的太阳光辐照强度和风功率密度,通过现场试验和计算,搭建了湖南省首座风光互补新能源并网发电系统,为风光互补新能源并网发电系统对配电网电能质量的影响研究奠定了基础.     

农村微电网风光储多时间尺度互补供电技术研究

对农村微电网中风光储互补供电技术进行了针对性研究,提出了一种风光储多时间尺度互补供电技术,利用储能系统和风光发电系统在时间尺度上的差异和互补特性,充分发挥储能系统的快速功率吞吐能力和灵活充放电特性,与分布式风光发电的备用功率调节特性协调互补,进而提高农村微电网供电系统的供电可靠性和安全性。基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台建立风光储互补微电网电磁暂态仿真模型,在农村微电网并/离网切换过程中对储能系统的快速功率支撑以及风光储的多时间尺度供电技术进行了仿真分析,结果表明风光储多时间尺度互补供电技术运行稳定,解决了农村地区供电可靠性低及电能质量差等难题。     

基于PSCAD/EMTDC的风光互补并网发电系统建模与仿真

针对太阳能和风能的互补性,设计了一套风光互补并网发电系统。该系统是一套包括小型永磁直驱风力发电机、光伏阵列、具有最大功率点跟踪(MPPT)功能的Boost斩波换流器和定电压控制逆变器在内的完整、统一的风光互补并网发电系统仿真模型,针对西藏地区全年的实际太阳辐射情况和风况进行仿真分析,以模拟该地区风光互补系统的运行工况。仿真结果验证了风光互补系统应用于我国西部地区的可行性和有效性,具有重要的理论和现实意义。     

1.5MW双馈式变速恒频风力发电机系统的建模与仿真研究

以双馈变速恒频风力发电机作为研究对象,建立了双馈感应发电机的定子磁链定向矢量控制策略数学模型,在Matlab/Simulink搭建了双馈风力发电机整体仿真模型,实现了双馈风力发电机的有功、无功功率的解耦控制和最大风能捕获。     

永磁直驱风力发电系统变流器控制策略研究

针对变速恒频风力发电技术(VSCF),对风力机的数学模型进行了分析,通过最佳叶尖速比实现了对风力机的最大风能跟踪(MPPT)。在研究了永磁同步发电机(PMSG)和变流器的数学模型的基础上提出了对机侧变流器和网侧变换器分开控制的策略,控制机侧变流器来调节发电机的转速,控制网侧变流器向电网输送稳定、恒频的电能。并在Matlab/Simulink平台下搭建了相应的仿真模型,仿真结果表明控制策略可行。     

广州研制出独立稳定波浪能发电系统

广州能源研究所海洋能源实验室研制出了独立稳定波浪能发电系统，通过该系统可以将波浪能转换为稳定的电能，并可以直接为照明、计算机、空调机等设备供电。     

含飞轮储能单元的直驱永磁风力发电系统有功功率平滑控制

在分析传统直驱永磁风力发电系统运行特性和飞轮储能系统控制的基础上,研究并提出了适用于该发电系统的功率平滑控制策略,所提控制策略无需测量风速.建立了控制系统小信号模型,分析表明所提控制系统在小扰动条件下可保持稳定运行.对含飞轮储能单元的永磁同步风力发电机控制系统进行了仿真计算,仿真结果表明所提控制策略在保证最优风能捕获的前提下可实现良好的系统输出功率平滑控制.     

基于改进粒子群算法的风光水蓄互补微电网优化运行研究

正在分析风能、太阳能、水能资源的互补性的同时,给出了风光水蓄互补微电网的供电模式。在保障系统安全稳定的基础上,建立了风光水蓄互补微电网的优化运行数学模型,以系统的最大日收益为目标函数,并运用改进粒子群优化算法进行求解。仿真结果表明了优先安排风电、光伏发电,再对蓄电池储能、小水电进行出力优化的控制策略的可行性,可为实际应用提供参考。     

基于风光互补的独立微网系统容量优化

相比单一的光伏或风能独立供电系统,风光互补发电系统利用风能和太阳能的互补特性,其输出功率波动小,能很好地适应环境的变化。针对独立风光柴储微电网电源容量优化配置问题,建立了设备初始投资成本、运行和维护成本、燃料成本和污染物治理费用经济性模型,同时在优化过程中引入了停电惩罚费用与能量浪费惩罚费用模型,以总投资最少为目标函数,以供电可靠性、风光互补、蓄电池充放电次数等为约束条件,采用遗传算法探讨系统中各个电源在给定调度策略下最优容量配置。该方法充分利用风光互补特性,只需较小的蓄电池和柴油发电机容量即可保证高供电可靠性,并减少了蓄电池的充放电次数和放电深度。算例验证了模型和算法的合理性。     

融合海流能发电的海岛微电网系统组网设计及功能交互研究

为丰富海岛微电网能源利用形式,提出将海流能发电技术融入微电网控制策略中。在介绍海岛微电网整体组织架构和海流能发电系统设计方案的基础上,开展融合海流能发电技术的微电网系统组网设计和功能交互研究。结果表明,该组网设计和功能交互技术能满足海岛微电网整体控制需求,可确保海岛微电网系统更加稳定、可靠运行,在海岛上进行推广应用具有可行性。