面向调频的锂电池储能建模及仿真分析

“双碳”目标的提出,确定了我国能源转型的战略方向,给可再生能源并网提供了契机和动力。但随着高比例的可再生能源发电并网,新型电力系统频率波动特性及调控趋于复杂,调频难度进一步增大,以至于传统调频方式无法满足新型电力系统调频需要,而锂电池储能因具有充放电功率快速、精准的特性,可以解决以上问题。因此,以锂电池储能戴维南等效模型为基础,建立了一个考虑容量衰减、环境温度、电流倍率等影响的电池单体的改进模型。同时给出了模型参数的辨识方法以及辨识理论和其他方面对参数的影响,根据这些因素构成了一种面向调频的锂电池SOC的估计方法。最后通过Matlab的仿真对储能电池的模型进行了验证。仿真表明,该模型准确性较高,可以实现对储能锂电池的SOC等特性的实时估计。     

基于索单元的覆冰输电导线动力特性研究

采用三节点索单元研究了输电导线的动力特性问题。基于三节点索单元建立了坐标系,进一步建立了输电导线的弹性刚度矩阵、初位移刚度矩阵和初应力刚度并形成了导线的非线性总刚度矩阵。在此基础上建立了一致质量矩阵并建立了基于三节点索单元的输电导线动力特性计算方法。以某实际小垂度输电导线为工程背景,系统研究了覆冰作用下其动力特性的特点和规律。结果表明:覆冰厚度和导线跨度的增加均将导致导线质量的增加,从而显著影响输电导线的自振频率,但覆冰厚度和导线跨度的增加并不会改变导线的振型形状。     

基于RF-GBDT的燃煤锅炉NO_x排放预测

针对某超超临界660 MW机组锅炉,建立了基于随机森林(RF)和梯度提升决策树(GBDT)算法的氮氧化物(NO_x)排放预测模型。从电厂SIS系统筛选得到历史运行数据中的稳态工况点,利用RF模型对数据特征进行筛选,并以选中特征作为输入变量建立基于GBDT的NO_x排放预测模型。与支持向量机(SVM)、RF等模型的对比表明基于RF的特征选择能提升模型性能;较于其他模型,RF-GBDT具有最高的NO_x排放预测精度。     

大型超超临界机组SCR系统问题探析

针对某电厂7000MW超超临界#1机组SCR系统脱硝出口的NOX数据与脱硫塔出口监测的NOX数据相差较大,为了控制SCR出口NOX浓度而大量喷氨的现象。本文通过试验研究,对该机组进行了SCR出口和脱硫塔出口NOX浓度分布测试,最终发现导致此现象的原因是A侧SCR入口喷氨存在较大不均匀性,进而导致了A侧SCR出口NOX浓度分布不均匀所致。通过改善A侧SCR入口喷氨均匀性,SCR出口与脱硫塔出口监测数据基本一致,同时还大幅降低了A侧SCR的喷氨量,取得了显著成效。本文研究成果对SCR脱硝系统的运行具有较强的指导意义。     

计及热网热惯性的沼气热电联产发电灵活性评估

随着碳中和和清洁供暖目标在农村地区的推广,电力和能源系统运行灵活性发挥着越来越重要的作用。针对这一趋势,以沼气热电联产系统为对象,提出一种计及热网热惯性的灵活性评估方法。首先,介绍了零碳农村综合能源系统的结构特征和运行目标,建立了覆盖沼气热电联产系统、沼气池、供热管网的模型。在此基础上,给出了适用于含热网的沼气热电联产灵活性的关键性能指标和评估方法。为了应对热网灵活性评估带来的延时最优控制问题,给出分解-聚合的评估方法,保证用户供热的同时,支持电力系统运行。算例结果表明,通过挖掘热网的灵活性消除热能供需之间的不平衡,能够有效提升热电联产灵活性,同时避免增加出力过程对于额外产生热量的浪费。     

基于权重自适应鲸鱼优化算法的多能系统储能电站最优配置北大核心CSCD

本文考虑风-光-火-储多能系统的运行特性和约束条件,将火电厂的输出功率波动最小作为目标函数,得到非线性规划方程。利用非线性自适应权重协调寻优算法的全局搜索及局部搜索能力这一特点,在包围猎物、气泡攻击及搜索猎物过程中引入非线性自适应权重系数S1和S2,对鲸鱼优化算法进行改进。改进后的算法用来求解多能系统储能电站的优化配置问题。利用IEEE33节点系统作为风-光-火-储系统的仿真模型,根据权重自适应鲸鱼优化算法的计算结果,储能选址在13节点,储能的配置容量为40.2 MWh,储能系统的年运行成本为1329万元。结果表明,本文提出的储能配置策略有效抑制了多能系统中火电厂的功率波动,加入储能后火电厂功率的峰谷差下降了90.79%,有效实现了辅助调峰。对于大规模新能源并网对电力系统造成的冲击,本文提出的优化配置策略有助于储能电站的规划与建设,将为实现“双碳”目标和推动能源革命提供重要支撑。     

适应逆变型分布式电源接入的配电网保护方法北大核心

电流保护由于其简单、经济、可靠,因而广泛应用于35 k V及以下电压等级配电网。然而逆变型电源短路电流较小,导致逆变型电源侧电流保护无法正确动作。同时,由于分布式电源弱馈作用的影响,传统距离保护也受到了巨大挑战。本文首先分析了逆变型分布式电源的故障特性以及其对距离保护的影响,在此基础上提出了基于延时距离保护和电流保护相结合的配电网保护配置方法。该方法简单易行,同时具有一定的耐受过渡电阻和抗噪声能力。最后在PSCAD/EM TDC搭建了含逆变型分布式电源的配电网模型,对该电源的故障特性和保护配置方法进行了仿真验证。     

用于SF_6分解产物检测的高电子产量离子迁移色谱仪的设计

检测SF6电气设备发生故障时SF6的分解产物是一种有效诊断设备内部故障的手段。目前离子迁移色谱(IMS)已在SF6气体质量检测中得到应用,但暂无法有效分离SF6及其分解产物。为解决该问题并提高检测效果,分别设计了针-网放电源及针-环放电源。通过优化放电电子源结构、削减感应干扰信号、优化迁移区设计、设计滤波回路,并对放电电压、迁移电场强度、迁移环内径等参数进行了优化,设计并制作了一种高电子产量、高信噪比的IMS装置,并测量了有效电子信号。研究结果表明,自制针-环脉冲电晕放电电子源可提供μA级的有效电子信号,单次脉冲有效电子量可达109~1010个,并可得到高信噪比的检测波形。设计的高电子产量、高信噪比的离子迁移色谱,为进一步有效检测SF6及其分解产物提供了技术基础,具有较强的实用性。     

配电网中分布式电源最大准入容量分析

为计算配电网中分布式电源(distributed generator,DG)的最大并网容量,以配电网中DG的准入容量最大化为目标函数,在分析DG的接入位置、容量及接入方法等因素对配电网影响的基础上,形成了模型的电压约束、潮流约束以及DG的容量约束,采用遗传算法和牛顿–拉夫逊法求解模型。算例结果验证了该方法的有效性。     

基于暂态响应轨迹的光伏逆变器参数辨识方法

为了获取更精准的光伏逆变器暂态模型参数,保障光伏发电联网运行仿真分析结果的准确性,提出一种基于暂态响应轨迹近似的参数辨识方法。首先构建了光伏发电的机电暂态模型,确定光伏逆变器的待辨识参数;其次,建立了PSASP与Matlab联合仿真平台,基于粒子群算法的寻优原理,辨识光伏逆变器控制参数。最后,基于三机九节点仿真算例,验证该辨识方法的有效性和准确性。