需求侧能量共享:概念、机制与展望

分布式可再生能源的蓬勃发展为建设清洁高效智能电网提供了新途径,但同时也导致了需求侧用户行为更随机、能量管理更困难、设备利用更低效等问题。为应对这些新挑战,充分调动需求侧灵活性,能量共享作为一种分布式运营新范式应运而生。文中给出了需求侧能量共享的概念,分析了其在平抑不确定性、提升运行经济性和提高设备利用效率等方面的潜力,并对能量共享机制的设计要点及基本要求进行了详细阐述。在此基础上,从合作博弈与非合作博弈2个角度将国内外能量共享机制设计相关研究归纳为5类,总结了当前的研究进展与亟待解决的问题。最后,从需求侧能量共享市场内部设计与外部衔接2个方面,对未来的研究方向进行了展望。     

基于谐波状态空间的模块化多电平换流器直流侧改进建模

目前谐波状态空间方法应用于模块化多电平变流器(modularmultilevelconverter,MMC)时将控制系统和电气系统的建模统一集成到MMC系统状态空间方程的矩阵A中。该建模方法并没有给出便利的控制系统建模接口,不方便研究控制环节的影响以及不利于模型的扩展。提出了基于谐波状态空间的MMC直流侧闭环阻抗统一建模方法。该建模方法将电气回路与控制回路分别建模表示,控制回路的建模表现为电气状态变量到调制波信号的传递函数矩阵,最后通过调制波信号对电气回路的作用矩阵来实现MMC系统的整体建模。控制回路进行单独建模且并未引入新的变量,使得模型结构更加清晰,并省略了控制系统中多余的状态变量的建模。提出的建模方法还保持了谐波状态空间方法高精度的特点,为MMC的直流侧阻抗分析和参数优化提供了支撑。RT-LAB实时硬件仿真结果验证了所建立模型的正确性。     

基于ABM模型的不平衡资金分配机制研究

随着我国电力市场化改革的推进,计划与市场"双轨制"下的交易结算产生了大量不平衡资金。不平衡资金分配机制直接影响市场主体的收益和市场效率,合理的不平衡资金分配机制对推进我国电力市场化改革,保证市场公平高效运行具有重要的指导意义。为此,立足于我国电力市场特点,利用基于主体的建模方式(agent-based model,ABM)对不平衡资金分配机制展开研究。在分析不平衡资金产生机理的基础上,结合我国现行的几类代表性不平衡资金分配方法,建立了考虑不平衡资金分配的ABM模型。然后通过算例验证了所提模型能够有效模拟不同市场主体的行为决策与不同不平衡资金分配机制的作用效果,并分析了市场化程度、可再生能源渗透率和免考核区间等市场要素对不平衡资金分配机制的作用效果。研究成果旨在为我国现货市场中相关规则的设计提供方法指导。     

改进分段线性表示与动态时间弯曲相结合的负荷曲线聚类方法

聚类分析是负荷特性分类与综合的基本方法。针对现有聚类方法应用于基于电网大数据平台的在线负荷建模中在聚类质量、鲁棒性等方面表现的不足,提出一种改进分段线性表示(IPLR)的日负荷曲线降维方法。利用IPLR对数据组进行自适应降维重构的优点,与动态时间弯曲(DTW)距离适用于不等维时间序列间相似度衡量的特点相结合,构造出IPLR与DTW距离相结合的日负荷曲线聚类方法。首先,根据负荷曲线相邻及间隔采样点变化量,提取负荷曲线的特征点,对曲线进行自适应降维重构;然后,以DTW距离作为曲线相似度衡量指标,运用基于Canopy的K均值(CK-means)算法对降维数据组展开聚类分析。将所提出的方法应用于中国某省区电网典型用户日负荷曲线的分类与综合,结果表明所提降维方法与相似度衡量方法相契合,具有良好的综合性能,适用于变电站综合负荷行业构成比例解析。     

水轮机调速系统源网协调问题研究

水轮机调速系统厂家众多,逻辑、型式及模式命名规则多样,不利于技术交流、运行控制及管理。研究了当前主流水轮机调速系统的控制逻辑及模式命名规则,并提出了标准化建议;分析了一次调频与自动发电控制系统主流协调策略的优缺点,提出了"同向叠加,反向闭锁"优化控制逻辑,并结合实例进行了验证测试;分析了一次调频关键参数对水轮机调速系统性能的影响,并针对实际案例给出了参数优化方法;研究了水轮机调速系统建模方法,基于分环节辨识,对调节器控制系统、随动系统、水轮机三大环节建立了精确数学模型,并对整体模型进行了校核验证。水轮机调速系统控制逻辑制定、一次调频参数优化、调速系统仿真建模三者须有机结合,共同保证其性能满足相关标准及源网协调各项技术要求。     

冷能利用片冰机海水淡化动态仿真

介绍了一种新型的冷冻海水淡化技术。到2019年末,液化天然气（LNG）生产能力已达4.3亿吨/年。LNG从再气化过程中释放出的巨大冷能量可用于冷冻脱盐过程,以最大限度地降低总能耗。本文采用HYSYS软件设计并仿真了利用LNG冷能的片冰机冷冻海水淡化（FD）过程。采用片冰机上的制冰桶作为海水结晶器,主要是由于其连续制冰和除冰无热源。利用gPROMS软件建立了冻结段的动态模型并进行了仿真。结果表明,用1kg当量液化天然气冷能可获得1.9~2.1kg的冰融水,该混合工艺的制冷剂泵功率能耗为3.725Wh/100kg,可忽略不计。     

计及超分辨率风电出力不确定性的连续时间鲁棒机组组合

随着风电在电力系统中渗透率的提高,调度时段内的风电出力波动越发剧烈,可能导致时段内爬坡不足,威胁电力系统在时段内的运行安全.针对这一问题,提出计及超分辨率风电出力不确定性的连续时间鲁棒机组组合模型和求解算法,该方法充分考虑时段内风电出力变化,给出对超分辨率风电出力不确定性鲁棒的调度方案.首先,基于连续时间建模方法,建立连续时间鲁棒经济调度模型,并对其中的超分辨率不确定性模型进行分析;然后,通过解空间变换,将代数空间的优化问题转换为易求解的函数空间优化问题,并通过列和约束生成算法进行求解,计算结果还原到代数空间;最后,通过算例结果验证了所提方法能够充分计及超分辨率风电出力的不确定性,提高调度方案的鲁棒性.     

基于测试标准的大规模储能电站建模与仿真

在储能电站拓扑结构、系统参数及控制策略的基础上,进行了大规模储能电站建模与仿真研究.基于仿真模型,参考现行储能系统检测标准进行充放电调节时间、功率控制能力及过载能力仿真,并与实际储能电站测数据进行对比分析.对比结果表明,所建储能系统仿真模型调节时间在100 ms以内,具有较好的功率控制能力,同时在一定过载范围工况下可以正常运行.仿真结果与实际测试数据基本一致,验证了模型的有效性,并为后续大规模储能电站安全稳定运行特性分析提供模型基础.     

质子交换膜燃料电池建模研究综述

在分析质子交换膜燃料电池(PEMFC)运行机制的基础上,对PEMFC的建模研究进行综述.主要介绍了PEMFC的系统模型,并总结电压、阴极流量、阳极流量、膜水合、压缩机、供应管腔、回流管腔、散热器和增湿器九个子系统的国内外建模方法、研究成果及研究进展,并对各模型的适用条件及优势进行阐述,同时也对PEMFC建模的发展方向进行展望.所进行的研究综述对PEMFC系统模型的模型建立、开发研究及后续仿真分析有一定的理论价值与指导意义.     

弧面分度凸轮机构参数化设计与仿真

以弧面分度凸轮机构为研究对象，基于VC＋＋面向对象的方法及Pro／ENGINEER二次开发技术，建立了弧面分度凸轮参数化设计系统，该系统给出了界面友好的参数输入对话框，能够完成机构参数的自动综合和凸轮轮廓的自动生成，具有直观性、易于操作和调整，并在Pro／ENGINEER环境下进行装配、仿真与干涉检测，验证了设计的合理性。