电力市场环境下大规模风电并网系统电源规划研究

考虑了清洁能源发电的低环境成本和较好的社会效益,提出了环境友好系数的概念,建立了机组的环境效益模型.构建了一种满足电力市场环境约束的,包含火电、水电、大规模风电等多种类型机组并网的电源规划模型.应用改进遗传算法对模型进行求解,并针对集区域电源规划进行了仿真计算.通过与传统电源规划方法的仿真计算结果进行比较,按模型规划,大大增加了风电等清洁能源发电机组的投入,充分体现了清洁能源发电的环境优势,同时使得国民经济总投入明显减少,取得了较好的经济效益.     

基于工程模型的光伏建模与输出特性仿真

基于光伏电池的工程模型,在Matlab/Simulink仿真环境下,搭建了光伏阵列仿真模型,可模拟仿真给定光伏模块参数、光伏阵列串并联方式、外界环境变化下的光伏阵列特性曲线,并具有最大功率跟踪功能,其中采用考虑外界环境因素变化的恒电压控制方法,方法简单易行。该模型有较好的通用性,为光伏发电系统的研究提供了仿真模型和平台。     

发电机组小岛运行分析及对策

发电厂厂用电在发电厂正常运行中起着至关重要的作用,它确保着主设备(锅炉、汽轮机或水轮机、发电机、核电站堆芯控制)和辅助设备的运行,厂用电一旦失电进入小岛运行状态,将对主辅设备的安全造成严重影响,甚至发生严重后果。结合电厂的实际情况及有可能遇到的各种事故,甚至灾难对发电厂小岛运行的影响进行分析讨论,提出需要注意的事项及解决方法,进而提高厂用电的安全可靠性,以期减少对设备及工作人员造成的影响与危害。     

考虑碳自然循环的离网型风/光-火联合供能系统容量优化配置

针对合理规划离网型风/光-火联合供能系统使其达到碳中和要求的问题,首先考虑风光出力不确定性对新能源为主的离网型供能系统可靠性的影响,提出离网型风/光-火联合供能系统的基本结构;其次,基于自然界可消纳CO₂上限与世界能源需求总量之间的关系,建立供能系统的碳自然循环模型;以系统年总费用值最小为目标,建立供能系统容量优化配置数学模型,并采用粒子群算法求解。基于某实际离网型联合供能系统算例分析表明：所述容量优化配置方法在以较低成本保证供能可靠性的同时,可实现离网型风/光-火联合供能系统CO₂的“净零排放”。     

基于储能技术并网的高穿透功率风电广义运行成本计算模型研究

在讨论高穿透功率风电对现代电力系统构成的并网技术挑战的基础上,提出并建立了基于储能技术的高穿透功率风电并网运行的条件建设补偿成本的概念和计算模型,研究了基于储能技术补偿风电功率预报误差、抑制风电反调峰和宽幅波动后的风电备用容量的惩罚成本,包括风电备用的容量成本和电量成本的计算方法和模型,建立了电网弃风运行的补偿成本计算模型;分析了大规模风电并网发电对现代电力市场及其产业政策的影响,提出并建立了反映电力发展求的风电运行成本计算模型;后,建立了高穿透功率风电广义运行成本计算模型。通过算例仿真进步讨论了:风电穿透功率较高时不宜将风电当成负值负荷计算风电备用容量,风电功率预报误差和风电场装机容量等因素对风电备用容量的电量成本和广义运行成本有较大的影响。     

基于BP-ANN和出力波动特性的光伏系统短期功率预测模型

目前,光伏系统出力预测在精度方面还远不能满足电力系统调度的要求,已成为阻碍光伏发展的主要瓶颈问题之一。考虑到光伏系统的高度非线性特性,难以用传统的数学模型表征其输出功率与外界条件之间的映射关系。首先以传统反传播神经网络作为建模基础,建立光伏系统出力初步预测模型,再基于由光伏系统历史出力数据统计分析得到的波动量统计规律对初步预测结果进行修正,建立了具有较高精度的光伏系统出力预测模型。进一步进行算例仿真验证,结果表明所建立的光伏系统出力预测模型能够较好地反应现场实际情况。     

双馈风电机组中Crowbar保护综述

电网要求风电机组具有一定的低电压穿越能力(LVRT),特别是双馈式风机(DFIG)在电网的广泛应用,研究DFIG的LVRT尤为重要。主要讲述了采用Crowbar保护电路提高DFIG的LVRT,包括转子侧Crowbar保护和直流侧Crowbar保护,并对Crowbar保护电阻大小的合理选择做了简要分析,以及对Crowbar电路投切时间的选择做了详细说明,在此基础上选择Crowbar保护可以大大提高风机的LVRT功能。     

新能源电站应用储能技术对电网公司购售电决策的影响

新能源发电侧大规模应用储能技术会改变电网公司收益,合理安排电网公司在各方能量市场的购电是提升经营效益的有效方案.根据储能系统在新能源电站的容量优化配比方案提出了基于新能源-储能联合系统的购电模型,并考虑中长期购电业务及现货市场购电业务,建立基于条件风险价值的电网公司购售电决策模型;以购售电利益最大、风险损失最小为目标,研究购电策略及有无储能对收益的影响.算例仿真结果表明,新能源上网电价低于火电电价时,新能源电站大规模应用储能技术将为电网公司带来非常可观的收益.     

新能源-质子交换膜电解槽电制氢容量双层规划模型研究

新能源电制氢是实现“2060碳中和”的关键技术之一。然而,新能源出力具有随机性,且制氢关键设备——质子交换膜（PEM）电解槽投资成本与运行成本高,因此如何为出力功率随机的新能源电站配置兼顾新能源弃电率与制氢系统经济性的PEM制氢系统具有重要意义。以风电制氢为例,首先提出随机波动输入下PEM电制氢系统全寿命周期的成本与收入模型,并以总收入、投资回收期与内部收益率为评估指标支撑系统的经济分析;基于此,针对“风电+PEM电制氢”系统,提出3种双层规划模型,上层模型分别以PEM电制氢系统全寿命周期总成本最小、总收入最大与内部收益率最大作为上层优化模型的目标函数,下层的优化目标为风电场的弃电率最小,并采用MATLAB遗传算法工具箱求解优化模型;最后,以某实际风力发电场为例,验证所提双层规划模型与风电制氢的有效性与经济可行性。