风电与燃气轮机互补发电系统发电特性分析

详细分析了采用大型风电场与燃气轮机组成的互补发电系统的总电力输出特性.基于互补发电系统的基本原理，推导了互补系统发电特性参数的计算公式.根据在新疆达坂城采集的风速数据和风电场整体功率曲线模型，计算了这个风电场的总发电量和容量系数等参数.依据互补发电系统燃气轮机的运行规划和燃气轮机部分负荷效率曲线，计算了燃气轮机的总发电量、天然气消耗量和容量系数等参数.根据互补发电系统的互补特性，计算了整个互补系统的总发电量和容量系数等特性参数.分析了风电场的不同风能资源特性对整个互补发电系统的影响，为在新疆地区实现这种互补发电系统提供经济分析的基础.     

风电场中储能系统的功率和容量优化配置

针对如何用最小的储能装置实现风电场长时间稳定输出的课题,对风电机组中储能装置的配置功率、配置容量的大小及其对风电机组有功功率输出的优化作用进行了研究,提出了以风电机组及储能装置的输出功率波动标准差为指标的储能系统的功率和容量优化方案,并编写了基于CPSO算法的目标函数优化程序,针对单台风力发电机组一天的风电功率数据进行了优化计算,得出了储能装置额定容量及额定功率的优化组合方案,验证了该方案的有效性.     

中国4MW生物质气化联合循环发电系统的外部费用

描述一种外部费用估算方法———ExternE方法,并应用ExternE项目研究结果,估算4MW生物质气化联合循环发电系统的外部费用.本系统的外部费用远低于采用传统化石燃料的发电技术外部费用,如果将外部费用内部化,相信会增强生物质气化发电系统的市场竞争力.     

基于小波神经网络的风力发电机故障预测方法

针对风力发电场风力不可控、风况复杂和数据的非平稳性现状,利用风力发电场SCADA大数据,对风力发电机组进行分析,提出一种基于小波分析和神经网络的智能算法,通过分析风力发电机相关故障信号的特征,实现对风力发电机的故障诊断和预测。最后对大熊山风电场2MW 风力发电机组运行数据进行仿真和分析,仿真结果表明,小波神经网络是一种风力发电机故障诊断和预测的有效方法。     

风电拉平负荷下的发电系统可靠性评估

风能具有随机性、间歇性和波动性的特点,风力发电并网对发电系统的可靠性有一定影响,为了评估合风电场的发电系统可靠性,提出了风电功率拉平负荷的概念.基于风电功率与系统负荷为相互独立的随机变量的特点,采用裕度表的方式推导出风电场输出功率跟负荷的联合概率分布,建立了风电功率拉平负荷模型,与常规发电机组停运容量模型结合计算发电系统的可靠性指标,为含风电场的发电系统可靠性分析提供了新的思路和方法.算例计算分析结果表明了该方法的合理性和有效性.     

考虑海底电缆的海上风电场动态感性无功补偿

为补偿海上风电场的海缆产生的大量容性无功,提出了一种海上风电场动态感性无功补偿方案:在海上升压平台安装小容量投切电容器,保证了双馈风力发电机组额定运行时的无功需求,并使风电场的无功需求总是呈感性;同时在陆上高压侧安装磁阀式可控电抗器(MCR)进行集中补偿,避免了海上平台安装动态无功补偿装置.通过对在陆上安装的MCR和双馈风力发电机组的无功协调控制,保证了并网点的无功和电压,提高了风电场的可靠性.最后以滨海风电场仿真计算表明上述无功补偿方案的可行性和有效性.     

离网风电-网电互补的模拟供电试验

以离网风电一网电互补的抽油机供电关键技术研究为理论基础,确立了离网风一网互补供电系统模拟试验研究方案;通过建立模拟试验平台,确定了风力发电机模拟发电系统,并基于计算机设计了一套完整的信号测量与控制系统;进行了模拟供电的试验研究．     

含风光互补的独立发电系统可靠性评估

风光互补发电系统的应用愈发广泛,但因其具有间隙性、波动性的特点,对系统可靠性会造成一定的影响.为了更好地评估含风光互补的独立发电系统可靠性,在分析风力及光伏发电机组停运、降额等因素对可靠性的影响的基础上建立了含风光互补的独立发电系统可靠性评估模型.采用序贯蒙特卡洛法在RBTS测试系统下评估风力发电机组、光伏发电机组、风光互补系统、风机/光伏发电机组停运状态随机性、渗透率等因素对独立发电系统可靠性的影响.算例结果表明该可靠性评估方法可为实际的含风光互补系统的独立发电系统规划提供一定的参考.     

并网型风电场扩展光伏互补发电容量优化配置

风、光资源具有天然的互补性,在已建成的风电场中扩展光伏发电,组建互补发电系统,有利于平抑出力波动并提高运行经济性。提出一种并网型风电场扩展光伏容量优化配置方法。基于风速和太阳辐射在时间尺度上的互补性,建立修正的气象概率分布模型。以电气设备利用率最大,输出功率波动性和弃风、弃光电量最小为目标构建多目标优化模型,充分考虑3个目标之间的矛盾以及不同升压主变容量的影响。采用蒙特卡罗方法仿真生成风、光气象数据,基于多目标粒子群算法求取Pareto最优解集合,结合工程要求和经济性指标从集合中确定最终方案。结合算例,对本研究方法的有效性进行了验证。     

并网型风电场扩展光伏互补发电容量优化配置

风、光资源具有天然的互补性,在已建成的风电场中扩展光伏发电,组建互补发电系统,有利于平抑出力波动并提高运行经济性。提出一种并网型风电场扩展光伏容量优化配置方法。基于风速和太阳辐射在时间尺度上的互补性,建立修正的气象概率分布模型。以电气设备利用率最大,输出功率波动性和弃风、弃光电量最小为目标构建多目标优化模型,充分考虑3个目标之间的矛盾以及不同升压主变容量的影响。采用蒙特卡罗方法仿真生成风、光气象数据,基于多目标粒子群算法求取Pareto最优解集合,结合工程要求和经济性指标从集合中确定最终方案。结合算例,对本研究方法的有效性进行了验证。     

基于最大功率追踪的双馈风力发电机直接转矩控制

根据风力涡轮机的工作原理及风电控制系统的特点,构建了以双馈感应电机为对象的变速恒频风力发电系统,为克服大风扰动对风电机组有功功率的影响,提出了采用融合最大功率追踪算法和直接转矩控制算法的控制策略,以提高功率控制的平稳性.以某风场1.5 MW双馈式风力发电机为参照,搭建机组的Matlab仿真模型,对不同风速扰动下的机组功率控制进行仿真,仿真结果验证了控制策略的可行性和有效性.     

基于小波算法的风电储能装置优化控制

风力发电是对传统发电方式的有效补充。风的方向、大小常具有不可预测、不可控制等特点。这些特点会导致由风力发电主导的电厂所输出的有功功率存在波动, 从而影响整个大电网, 造成大电网频率不稳定, 使得大电网的电能质量下降, 甚至会带来大电网的解裂。文章以双馈感应风力发电机模型为基础, 构造了风力发电系统模型, 并采用小波变换理论对该模型所输出的有功功率进行多层次分解。在低频分量信号中应用MUSIC谱估计算法, 建立非平稳随机时变功率谱, 通过比较输出功率与设定阈值之间关系, 设计基于分布式储能方式下的风力发电机储能装置控制系统。仿真结果表明:设计的控制系统可以实现对风电输出功率在线监控下的功率平滑控制。     

考虑预测不确定性的风-光-水多能互补系统调度风险和效益分析

风电、光伏与水电（简称风光水）互补发电系统是提高清洁能源整体利用效益的重要创新模式,随着风电、光伏发电渗透率的增加,如何解决大规模风光接入所带来的不确定性是多能互补系统研究的核心和难点。本文重点探讨日前风光出力预测的不确定性对于多能互补系统风险和效益的综合影响。首先,从可靠性、稳定性和经济性三个方面提出风光水多能互补系统调度运行风险和效益评价体系;建立多能互补系统短期优化调度模型,在日前风光出力预测结果基础上,编制系统日前发电计划;根据风光实际出力情况,滚动更新和模拟水电站实际调度过程。最后,对比分析各电站计划和实际调度运行情况,评价日前风光出力预测不确定性对于多能互补系统风险与效益的综合影响。本文以雅砻江流域锦屏一级多能互补系统为实例进行研究。相比风光水独立运行,风光水互补后系统的发电效益提高了37.13%,且系统出力过程更为稳定。互补系统在年尺度上具有良好的可靠性,但在水库低水位时期,系统失负荷天数明显增多,占全年失负荷天数的96%以上,系统可靠性降低;在汛期,互补后水库的下泄流量最大增加了47.06%,出现水量集中下泄的情况,这给电力部门、下游用水部门以及防护对象带来一定的防洪风险。     

变速恒频风力发电机组输出特性分析

以变速恒频风力发电系统为研究对象,依据发电机数学模型和交流电机矢量变换控制原理,设计了交流励磁变速恒频(VSCF)发电机定子磁链定向的矢量变换控制系统,对转子侧变换器建立了外环定功率控制内环定电流控制的双闭环控制结构,实现双馈发电机定子有功P和无功Q的解耦控制,从而获得最大风能捕获的高效发电运行。并在PSCAD/EMTDC仿真环境下建立了变速恒频风力发电机组的整体动态数学模型。以渐变风和阵风为例,对由5台单机容量为2 MVA双馈感应电机(DFIG)组成的风电场并网前后的运行特性进行仿真研究,通过仿真分析,揭示了风电场并网运行的动态特性,并验证了数学模型和控制策略的正确性和有效性。     

双馈风电系统全风速下的功率控制策略

为了实现全风速条件下的功率调节,对双馈风力发电机组的功率控制策略进行了研究。额定风速以下采用基于叶尖速比的最大功率追踪控制,实现最大风能捕获;额定风速以上采用变桨距角控制,输出功率维持恒定,保证整个系统安全稳定地运行。利用MATLAB建模并进行了仿真,仿真结果表明：在较大的风速变化区间内,双馈风电机组能实现对输出功率的有效调节,两种功率控制策略切换时系统能保持较好的稳定性。     

基于阻抗匹配的小型风电系统功率输出优化方法

为解决现有小型风力发电系统风能利用率偏低的问题,提出一种新型的基于阻抗匹配的系统功率输出优化方法。通过建立和分析小型风力发电系统数学模型,指出在发电机与整流器间串联阻抗后风电系统稳定运行点会发生变化,若阻抗参数设置合理则可提高系统的功率输出;基于该原理,采用粒子群优化算法,结合风速以及蓄电池电压的概率分布情况,以发电机一段时间内输出能量最大为优化目标,确定阻抗参数。仿真结果表明,选择合适的电抗器参数可以有效提高风力发电机能量输出,优化后平均输出功率增加了约21％。     

基于改进SSA的风光氢储综合供电系统配置优化

在保障风光氢储综合供电系统可靠性的前提下，为最大限度地降低单位发电成本，提升系统整体的经济性，提出了一种引入自立策略的改进麻雀搜索算法（SSA），并根据该方法对风光氢储综合供电系统电源容量配置进行了优化。建立以最小化单位发电成本为目标函数的优化模型，采用改进SSA算法进行求解。研究结果显示：该算法具有较好的寻优能力，系统单位发电成本降低了23.3%。     

基于PLC的风光互补发电控制系统设计

基于PLC对风光互补发电系统的控制系统进行了设计,依据最大功率点跟踪控制理论（MPPT）分别对风力发电和光伏发电的控制系统进行了设计,实现最大限度的利用风能发电和太阳能发电的互补性能,提高系统的运行效率,增加系统的输出功率。试验结果表明该控制系统基本实现光伏发电和风力发电的最大功率点跟踪控制,同时满足蓄电池充电及过充、过放保护的要求,为风光互补发电系统的进一步应用提供理论参考。