考虑能量成本和污染排放的综合能源系统优化配置

综合能源系统通过对电、热、气多能流间的互补协调,能够在满足用户用能需求的同时提高系统能源利用率。本文针对热电耦合的分布式综合能源系统的最优容量配置问题,提出一种考虑能量成本和污染排放的线性加权双目标优化模型,并分析各目标不同权重对容量配置的影响;并以某厂房办公楼为例,计算得到不同权重组合下的最优容量配比,对不同权重下最优容量配比组合进行了运行分析。结果表明,随着权重配比的改变,系统组件容量、单位能量成本和污染排放成本也在不断波动,能量成本所占权重的增加会导致系统目标函数值的增大,从而使系统的性能降低。系统容量优化配置的运行分析表明,选取合适的权重系数,系统用能单价和污染物排放可以得到有效降低,具有经济和环保效益。     

基于时变因素的光伏发电系统可靠性评估

随着光伏发电的大规模发展,光伏电站的可靠性水平愈加受到重视。提出一种基于时变因素的光伏发电可靠性评估方法,通过分析光伏发电系统运行机理、元件失效模式及其对输出功率的影响,建立系统输出功率的概率模型,形成光伏系统可靠性评价指标,并构造光伏发电系统六状态空间模型。基于序贯蒙特卡洛方法,综合考虑气候条件、元件老化和光照强度,对某50 MW光伏电站运行可靠性进行评估。仿真结果表明,该模型及指标可有效反映系统的实际运行情况、出力水平和故障情况,为光伏电站运维提供支撑。     

计及功率响应延时补偿的换流器接口电源等效惯量估计方法

随着大量基于换流器接口的新能源电源的接入,系统转动惯量下降。新能源电源采用虚拟惯量、一次调频控制可以提高其主动支撑电网频率的能力。根据换流器接口电源频率控制响应特性,文中提出了一种计及功率响应延时的换流器接口电源等效惯量估计方法。首先,测量换流器接口电源并网点的节点频率和有功功率,通过节点频率判断调频控制是否被触发。然后,通过对触发调频控制后并网点的有功增量进行长时间尺度的积分,计算等效一次调频系数及有功响应延时。最后,修正并网点投入虚拟惯量后的有功增量并计算等效惯量。利用实时数字仿真系统和风光储频率控制器构建了闭环实时仿真系统,验证了所提方法在系统发生不同扰动、不同调频控制策略参与下等效惯量估计的正确性,并分析了算法关键参数设置对响应延时计算准确性的影响。仿真结果表明,所提方法适用于换流器接口的等效惯量估计,具有较高的精度。     

水平井偏心环空低速顶替运移机制研究

水平井固井顶替过程中,受限于现场设备,难以实现紊流顶替,而在层流流速区间内,两相流体在偏心环空中运移机制复杂。基于计算流体动力学方法,建立几何模型和数值模型,采用流体体积法对两相流体顶替界面进行追踪,研究了不同顶替流速下水平井偏心环空流体运移机制。结果表明,(1)低偏心度下,1倍隔离液用量能够实现90%顶替效率,而当偏心度大于0.5时,顶替效率相对较低,即使增加隔离液用量,也未能提高顶替效率;(2)针对套管严重偏心情况,将流速由1.0m/s降低到0.2m/s,有助于界面平稳发展,并多置换出6.8%钻井液,解决窄边滞留,宽边指进问题;(3)水平井偏心环空固井注替过程存在偏心效应、重力效应、黏滞效应等多方面影响,这些因素相互制约、相互作用,因此,针对现场实际井况,合理设计固井工艺参数,不仅能提高固井质量,还能起到降本增效的作用。     

基于MLP-Garson模型的分钟尺度太阳辐照直、散射分离建模与验证研究

为模拟分钟尺度的太阳辐射波动,根据江苏省常州市2018—2021年逐分钟辐射数据,采用Garson权重算法优化模型输入特征,并引入前10分钟的清晰度指数k_t时序数据作为附加特征,建立基于时序数据与MLP神经网络的分钟尺度新分离模型。在此基础上,对Engerer2模型、Starke模型和Yang模型3个最新提出的分钟尺度分离模型进行参数本地优化,并设计测试实验验证。验证结果表明：采用时序数据与MLP神经网络的新模型可有效提取短时间内的太阳辐射波动信息,新模型的归一化均方根误差(e_nRMSE)为10.690%,新模型精度较Yang模型提高了17.08%。     

基于时频分析的改进小波包风电功率波动平抑方法

针对传统小波包风电波动平抑方法存在的过度平抑问题,提出一种基于时频分析的改进小波包平抑方法。首先,找出功率最大变化范围超过波动标准的时刻对集合,利用小波包对风电功率进行小波分解得到各频段分量;然后,从高频到低频依次对各频段分量在时刻对集合上进行局部削峰填谷,直到风电功率满足波动标准,从而得到平抑后的风电并网功率和储能功率指令;最后,对波动平抑效果进行评价。算例仿真表明该方法在满足风电波动标准的基础上,减小了储能功率指令的累积功率和充放电切换次数,有利于降低储能配置成本、延长储能寿命。     

含CSP电站的风光火储联合外送系统优化配置

为解决中国西北地区的新能源消纳问题,提出一种含CSP电站的风光火储联合外送系统优化配置方法。首先,根据风光火储的互补特性建立含CSP电站的风光火储联合外送系统的典型架构,并分析其工作机制;其次,结合拉丁超立方抽样以及基于时序自相关和互相关的时序重构、时序组合和场景择优,生成考虑时序自相关和互相关性的随机场景集;接着,以计及碳排放成本的系统收益和系统新能源消纳能力最优为多目标,构建含CSP电站的风光火储联合外送系统多目标优化配置模型,并通过增广ε-约束法结合商用软件CPLEX进行求解;最后,以西北某地区2025年电网规划数据构造的算例进行仿真,验证了该配置方法能有效提高系统收益,促进风光消纳,提高系统电力送出能力。     

基于改进空间资源匹配法的风电集群功率预测技术

大规模风电集群的功率预测,有利于调度部门制定科学合理的发电计划,提升电网的健壮性。基于空间资源匹配法(spatial resources matching algorithm,SRMA)的风电集群功率预测方法,比广泛采用的统计升尺度法具有更高的精度,而且需要的计算资源较少。但是现有的空间资源匹配法,匹配参数单一,不利于预测精度的进一步提升。文章在详细介绍空间资源匹配法的基础上,提出了一种考虑风电功率测量数据的改进空间资源匹配法,并通过52个风电场组成的风电集群开展了0~12 h的风电功率预测。结果表明,改进的空间资源匹配法前4 h的预测精度比传统的匹配法有较大幅度的提升,具有较强的工业应用推广价值。     

活性炭物理参数对铅炭电池的影响

通过化学活化法制备不同比表面积、不同孔径分布的活性炭,并制备铅炭复合电极和铅炭电池。添加活性炭C4-5h、C5-5h和C6-5h(比表面积分别为:1 361.1 m~2/g、1 638.5 m~2/g和1 390.1 m~2/g,其中,C4-5h孔径分布比较集中,C5-5h和C6-5h孔径分布相对分散)的铅炭电池,在到达1.8 V的下限电压之前分别完成了35 843次、30 174次和25 500次循环。C4-5h可抑制Pb SO4晶体的积累长大,而C5-5h、C6-5h可缓解Pb SO4晶体在负极极板表面紧密堆积的问题。3种活性炭均可提高电池的循环性能。     

基于改进FCM聚类算法的清洁能源典型场景构建

电力系统的中长期规划和经济运行优化需要考虑能够反映清洁能源历史数据特征的典型场景,提出了一种基于改进FCM 聚类算法的清洁能源典型场景构建方法,并将其应用于含清洁能源的电力系统运行成本优化中。以浙江省某地区电网为例,在电力系统运行成本优化领域对比基于改进FCM 聚类算法与基于全年时序法、典型日法的场景构建方法的性能优劣。研究结果表明,提出的改进聚类算法的清洁能源典型场景构建方法兼具计算精度与效率,具有实际应用价值。