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。     

风电机组技术现状及发展方向

风力发电是可再生能源发电的重要形式,也是我国目前重点发展的、具有全球竞争力的战略性新兴产业之一,而风能装备技术的发展则是我国实现可再生能源高比例应用和产业持续健康发展的重要依托。本文详细分析了风电机组技术的发展历程和国内外发展现状,分析了国内外技术的差距与瓶颈,并对风电机组技术在提升结构效率、降低经济成本、增强环境友好性和资源节约利用等方面的发展趋势和市场需求进行了展望。     

我国风电高效利用技术趋势及发展建议

我国风电发展取得了举世瞩目的成绩,风电装机规模和发电量仅次于煤电和水电,正在实现从补充电源向替代电源的转变,未来有望在能源发展中占主导地位。为实现未来我国高比例新能源发展目标,促进风电可持续发展,本文围绕实现我国风电高效利用,阐述了我国目前风电利用现状及存在的问题,从大规模风电集群控制与优化调度、风电综合利用、多能互补利用、分布式接入与控制等几个技术方向,提出了未来我国风电高效利用的技术趋势,从风电与大能源电力系统发展、市场机制建立、行业管理和技术标准制定等方面提出促进风电高效利用的相关建议。     

考虑日周期性影响的光伏功率爬坡事件非精确概率预测

光伏功率爬坡事件的可靠预测对电力系统运行决策至关重要。针对现有光伏发电功率爬坡事件预测存在误报与漏报的问题,提出了一种考虑日周期性影响的光伏功率爬坡事件非精确概率预测方法。首先,定义了新的光伏爬坡特征量,以有效剔除光伏发电功率中的日趋势性变化。进而,为了避免光伏爬坡样本数据有限可能引发的预测误差,通过结构学习构建了最优信度网络,对光伏功率爬坡事件进行非精确概率预测;其中,信度网络节点关联的非精确条件概率由多状态随机变量的非精确狄利克雷模型统计得到。最后,根据给定气象条件,推理计算各爬坡状态发生的概率区间。基于某光伏电站数据的算例仿真验证了所述方法的有效性,表明所提方法可有效捕捉光伏发电功率变动中由气象条件引发的突变事件。     

基于运行状态评估的双馈风机自适应虚拟同步发电机控制

双馈风机机械与电气解耦,使得接入电网总有效转动惯量降低,增加电网频率调节压力。分析了双馈风机通过虚拟同步发电机控制实现对系统频率响应技术,研究了双馈风机在调频过程中在不同运行工况下能量变化评估方法,提出基于机组状态评估的双馈风机自适应虚拟同步发电机控制。在理论研究基础上进行时域仿真,结果表明,基于运行状态评估的双馈风机自适应虚拟同步发电机控制在不同出力水平下可以对系统频率提供有效支撑,提高系统频率稳定性,同时调频过程中保证机组运行稳定。     

优选状态数的MCMC算法在风电功率序列生成中的应用

传统马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)法的状态数选择常依赖于人工经验,应用于风电功率序列建模时难以较好地同时模拟原始风电功率序列的概率分布特性和自相关特性。针对该问题,提出一种优选状态数的MCMC(OSN-MC)算法。首先给出MCMC方法状态数的选取范围,其次在该范围内以生成序列与原始序列的自相关函数的误差平方和最小为原则确定优选状态数,然后利用各状态对应功率范围内的累积分布函数抽样生成随机风电功率,提高优选状态数下生成风电功率序列对于原始序列分布特性的模拟精度。应用OSN-MC法和MCMC法对中国、美国和欧洲的12个风电场生成风电功率序列,并与原始实测序列进行特性比较,结果表明:OSN-MC法生成的风电功率序列对原始序列的分布特性和自相关特性的模拟效果均优于MCMC法所生成的风电功率序列。     

改进的低损耗并网逆变器双矢量模型预测电流控制方法

针对传统单矢量模型预测控制负载电流谐波含量大和多矢量模型预测控制开关频率高、功率损耗大的问题,在给出传统双矢量并网逆变器模型预测电流控制方法的基础上,提出改进的低损耗并网逆变器双矢量模型预测电流控制方法。该方法结合无差拍控制思想计算目标参考电压矢量,以电压矢量为目标函数,并通过优化电压矢量选择,减少了控制算法计算量,降低了负载电流谐波含量、逆变器开关频率和功率损耗,从而提高了并网逆变器的运行效率。通过仿真和实验对比研究了传统单矢量法、传统双矢量法和所提方法的控制效果,并验证了所提方法的有效性。     

基于NWP辐照度斜面转换的光伏功率预测方法

短期光伏功率预测统计方法一般采用数值天气预报(numerical weather prediction, NWP)的水平辐照度, 而不是倾斜安装的光伏板上接收到的斜面辐照度, 导致预测精度不足。针对这一问题提出新的辐照度斜面转换方法, 先将散射辐射分为属性不同的分子散射、米散射, 再对两者分别进行斜面转换; 采用该方法将NWP水平辐照度转换为NWP斜面辐照度, 再基于NWP斜面辐照度进行光伏功率建模与预测。算例结果显示, 本方法的预测精度(均方根误差为10.25%、相关性系数为0.914 0)高于直接采用NWP水平辐照度的传统方法。     

电网新功能形态下储能技术的发展愿景和技术路径

储能是实现可再生能源高效利用、多种能源开放互联、协同发展的关键技术之一。基于储能技术发展趋势和需求分析,展望了2050年电网功能形态中,技术常规发展和关键技术获得突破发展模式下储能的作用模式和应用场景。分析了储能基础理论、本体技术和系统集成及工程化等关键技术的研究重点和技术路线图,并制定了与电力网络发展相适应的分阶段目标。同时依据能源革命和电网形态发展的客观需求,给出了大规模储能的重点攻关技术和路线图。     

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。