光伏和风力发电系统的动态建模分析研究

针对电力系统的运行特点,对光伏及风力发电系统的动态建模进行研究,旨在通过光伏发电系统以及风力发电系统运行状况的分析,确定动态化的运行分析方法,充分发挥电力系统的运行效果,满足发电系统与电网稳定交互及安全运行的需求。     

含新能源发电的电力系统状态估计研究

新能源发电不确定性改变了传统状态估计的边界条件，给不良数据辨识和电力系统运行状态预测等状态估计基本功能带来新问题，影响含新能源电网的调度与运行控制决策。在综述传统电力系统状态估计功能、模型与算法的基础上，分析了新能源发电不确定性带来的主要影响；结合新能源发电的特点，从估计对象和时间2个维度提出一种含新能源发电的分层状态估计框架，针对不同估计对象实现电站层级与全网的状态估计信息合理拼接，在时间维度上考虑历史数据挖掘、实时状态估计和状态趋势预测的有机衔接，并在对比所提框架与传统状态估计差异的基础上，提出了亟待解决的关键技术问题。     

基于分布式内点法的输配协同优化调度

随着配电网中可再生能源渗透率的提高,加剧了输、配电网间的相互影响。文章提出一种基于分布式内点法的全局优化策略,利用输配电网的有限联络母线和边界节点信息,实现输配电网的分布式求解。该算法建立了输配协同动态经济调度全局模型,利用内点法求解最优条件方程,基于矩阵分裂技术完成分布式求解,其解和集中式方法一致结果。算例结果验证了所提调度方案的合理性,联合调度模型能够有效提升分布式光伏发电的利用率,分布式算法能够迅速收敛。     

基于固体氧化物燃料电池的高效清洁发电系统

  目的  固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种尖端技术，可通过电化学反应将碳氢燃料中的化学能转化为电和热，具有燃料来源广、发电效率高、余热品质高、运行安静、排放低、可模块化安装等优点，是实现化石能源高效清洁利用的有效途径之一。  方法  文章阐释了SOFC发电原理，介绍了国内外SOFC技术和产业化现状，分析了基于SOFC的分布式热电联供、联合循环发电以及煤气化燃料电池发电技术（IGFC）新一代发电系统应用场景。  结果  通过燃料电池发电技术路线和产业化现状研究，浅析了目前存在的问题，并结合我国资源禀赋和对高效清洁发电装置的市场需求，对该领域的未来发展趋势进行了展望。  结论  对比国内外在SOFC领域的技术差距，基于国内在SOFC电堆核心材料方面的优势，加大对SOFC系统集成技术攻关，为新一代以高温燃料电池为核心的清洁高效发电产业奠定基础。     

光伏阵列倾角及方位角的最优化研究

根据光伏阵列的特点建立了光伏阵列的数学模型,分析光伏倾角和方位角对容量和能量价值最大化的影响,并结合2017年的发电数据进行了对比研究,计算出容量和能量价值最大化的倾角和方位角。实验结果表明:该方法能够获得最佳的光伏安装角度,具有较高的应用价值。     

风、光高渗透率电网中考虑频率稳定的可再生能源承载力研究

风电、光伏系统的弱惯量、无惯量特性以及在最大功率跟踪运行的特点影响电网频率的稳定。文章建立了包含常规发电机组和可再生能源发电机组的电网频率响应综合模型;提出了一种考虑频率稳定约束的可再生能源承载力评估方法;在Matlab/Simulink中对所建模型进行仿真,得出电网在不同可再生能源渗透率下的频率响应指标。算例分析表明,文章提出的方法能够快速准确地获得电网可再生能源承载力。     

机电复合作用下发电电动机磁极连接线建模及应力分析

针对抽水蓄能机组发电电动机转子磁极连接线现有设计校核往往仅考虑单一机械应力作用,提出计及机端短路故障的机电复合作用下发电电动机磁极连接线建模及应力分析方法。首先,基于有限元方法建立某抽水蓄能机组发电电动机转子结构有限元模型,得到磁极连接线不同工况下单一机械应力结果,然后建立机端三相短路故障下发电电动机电磁场有限元模型,得到计及故障下电磁力作用的机电复合应力结果。结果表明,磁极连接线飞逸工况下承受机械应力约为额定工况时的2倍,电磁力对磁极连接线不同区域影响不均,受力方向和大小的变化规律与机械应力不同,机电复合作用下会造成磁极连接线局部应力激增。     

Kalina发电与ORC发电系统能效比较与优化

Kalina发电循环是一种适用于中低焓地热发电系统形式,因变温蒸发的特性,被认为具有较低的佣损失和较高的发电效率。本文介绍了Kalina地热发电循环的原理,建立Kalina地热发电循环仿真模型,对Kalina发电循环的热效率和佣效率进行计算,并与在相同工况条件下ORC发电循环进行对比。结果表明Kalina循环净发电功率比ORC循环系统能提高16%,验证了该循环在中低温地热发电中的优越性。     

分布式发电与智能微电网虚拟仿真实验设计与实现

针对难以开展分布式发电、微电网规划设计、运行控制等物理实验的难题,基于虚拟仿真3D技术构建了海岛和工业园区微电网场景,设计了实例认知、仿真实验、综合设计三层次五模块实验教学方案。通过该虚拟仿真实验,有助于学生掌握微电网规划设计、能量管理、参数设计等原理与方法,全面培养学生分析解决问题能力和研究创新能力。