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。     

基于氢能的风-火耦合多能系统设计与综合评估

为了提高火电机组深度调峰极限,挖掘其提升新能源消纳能力的潜力,构建了基于氢能的风-火耦合多能系统.建立了风-火耦合多能系统的设计框架,包括设计原则、系统组成及评价指标体系等,提出了富裕风电制氢支撑的风-火耦合多能系统的总体结构;考虑经济性、能源利用、"双碳"目标、可靠性这4个方面的影响因素,提出了风-火耦合多能系统的多尺度评价指标及其数学模型,并基于模糊层次分析-熵权法确定各指标的权重占比;以某地区拟建的风-火耦合多能系统结构设计为例,验证了所提方法的有效性,可为实际工程建设提供了一定的参考.     

新能源-PEM电解制氢全寿命经济性评估

一次性投资成本、运行成本高且随机功率输入对其制氢效率与耐久性负面影响制约质子交换膜电解槽规模化应用。首先,考虑质子交换膜（proton exchange membrane,PEM）电解制氢系统长时运行效率衰减及其输入功率波动对电解槽耐久性的影响,建立新能源-PEM电解槽全寿命周期成本模型;然后考虑售氢收入与等效环境收入等,建立其全寿命周期收入模型,进而建立全寿命周期经济评估模型;最后结合某区域实际数据,通过算例仿真,验证所提模型与方法的有效性及PEM电解槽制氢系统的经济可行性,为PEM电解制氢技术的规模化应用提供理论依据。     

基于断线扰动的电压控制区域边界节点修正方法

电压控制区域(Voltage Control Area, VCA)之间具有弱耦合性,修正VCA能够提升区域内电压变化的一致性,从而优化电网分区结果。传统分区修正法存在计算量大、PV节点归并缺乏理论依据等问题。因此,提出了一种修正VCA边界节点的方法,可以有效减少分区修正的计算量。所提方法采用小元素去除法得到各阈值下的电网划分结果,以Q-V曲线为判据选取各划分结果中最佳阈值对应的准分区。基于区域间的弱耦合性,采用所提方法修正准分区,得到优化后的分区结果。所提方法针对准分区的边界节点进行断线修正,并采用平均电气距离归并剩余的PV节点,不仅能减少分区修正的计算量,而且为各区域无功源的合理分配提供了理论依据。以新英格兰10机39节点系统为算例,通过仿真分析验证了所提方法的有效性。     

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。     

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”。     

不同风力机风速突变对其并网系统影响分析

在风速突变条件下,对异步式、双馈异步式、直驱式风机接入电网时电压和风能利用率进行了研究,通过对动态模拟仿真结果对比分析可知,在风速突变时,其中直驱式和双馈式风机对并网系统电压影响较小,且风能利用率较高,而异步风机对系统电压影响较大。     

基于二阶广义积分的变流器电网同步法

在电网侧三相不平衡条件下发生电压跌落和频率波动时,为保持控制系统中变流器正常工作和实现风机的低电压穿越,现使用基于二阶广义积分的方法对上述两种电网不平衡故障条件下的正序电压和相位进行快速精确的检测。此电网同步检测系统主要由三个基本功能块组成：1）正交信号发生器（QSG）;2）正序分量计算模块;3）锁相环（PLL）。利用基于双二阶广义积分的方法搭建了QSG模块,为此,这个电网同步检测系统命名为SOGI-PLL。通过在PSIM软件中搭建仿真模型对基于该方法的PLL进行了验证,结果表明：对于两种电网不平衡故障条件下的正序电压分量及相位,系统能较快地检测出正序分量和相位信息,故障响应时间控制在毫秒级别;且实现了频率自适应检测,跟踪误差小于2%。