灰狼算法在风电水电协同运行中的应用

风电随机波动给电网的功率平衡带来了困难,因此出现了弃风问题。为了减少风电功率波动对电力系统功率平衡的影响,可以实行风电水电协同运行。充分利用水电的调节能力和风电的能量,用水电厂来平抑风电场输出功率的波动,通过控制水电机组实现风电水电协同运行,使风水协同系统按照计划输出功率。为了实现风电水电协同运行和提高风水协同输出的平稳性,采用灰狼算法优化水轮机PID控制,使水电可以稳定地跟踪风电的变化,使风电与水电出力按照计划输出。仿真结果验证了控制方法的有效性。     

潮流分析和鸟群优化在风水协同运行中的应用

风力发电的随机性导致弃风。考虑在实际发电约束以及电网络约束条件下,运用水电的调峰调频特性,最大化平抑风电出力的波动性,使风电出力与水电出力之和按照计划输出,将风电处理成可供电力系统实施调度计划的稳定发电节点。为了提高风水协同发电总输出功率平稳性,提出了基于鸟群算法的风水协同运行控制方法。在控制系统寻优前进行系统潮流计算,在保证系统潮流安全条件下,有效地控制水轮机组出力,快速追踪期望输出功率。算例验证了上述方法的有效性,并且分析了高弃风惩罚和高功率波动惩罚对风电水电协同运行的影响。     

风水协同运行控制信息的传输

为响应全球能源互联网战略,保障大规模风电接入下风水协同安全稳定运行,研究风电水电协同运行（wind power and hydropower coordinated operation,WHCO）对信息通讯技术的需求。结合电网信息通信技术发展现状,提出WHCO信息通信保护专网（information and communication protection network,ICPN）,搭建ICPN的功能架构,并提出了关键技术。在WHCO调度系统中建立具体的WHCO-ICPN系统,介绍了系统的信息共享、信息通信时延以及安全防御功能。该系统为WHCO的实现提供了测量与控制信息实时传输通道,具有较大的工程应用价值。     

重大建设工程技术创新网络协同要素 与协同机制分析

通过文献研究、现场调研以及访谈等方式,认为工程需求、组织、资源、制度是重大建设工程技术创新网络的4个协同要素,构建由合作机制、利益机制、激励机制和评价机制组成的协同机制模型,并论证通过协同机制的有效运行,能够提升重大建设工程技术创新能力和效率。本研究为建设工程技术创新网络理论研究的组成部分,对建设工程技术创新实践活动以及制定行业技术创新政策具有一定的理论参考价值。     

海上风电场建设重大工程问题探讨

三峡集团公司承担了国家"十一五"科技支撑计划项目中近海风电场选址及风电机组运行、维护技术开发和近海风电机组施工、测试专用设备的研制等有关课题的研究工作,在江苏近海和潮间带建设了多台具有自主知识产权的试验风机。通过研究测风、风资源评估、基础结构、运输吊装、运行维护等海上施工关键技术,以及推动大型海上风力发电机组的研发,探索降低海上风电开发成本的措施。以海水淡化为切入点,开展风电的非并网应用研究,寻求解决风电消纳问题的新方法。     

我国风电开发利用的生态和气候环境效应研究建议

截至2017年,我国风电累计装机容量已连续8年位居世界第一。未来,我国风电发展依然会维持较高比例增长,在此形势下,迫切需要认清风能资源开发对生态和气候环境的影响,以保证风电可持续性发展。设立国家重大基础科学研究计划,组织开展风电开发的生态和气候效应研究是十分必要的。建议通过观测实验、机理分析、数值模拟、影响评估以及适应和减缓措施研究,提出2050年我国风电发展的规划布局;研究建立风电项目开发建设对生态和环境影响的评价方法和指标体系;建立国家风能开发区生态和气候环境监测网,并与全国风电场的运行有效联系,利用大数据和人工智能等技术,定期评估整体和局地的生态、气候环境效应。     

多能互补系统技术应用实践探究

我国能源的电力生产与消费依然存在诸多矛盾,效率不高、弃光弃风等现象频发,严重阻碍了可再生能源产业的健康发展。面对能源电力系统的多重挑战,推进以风电、光伏发电、火电、水电等多种能源形式协同运行的高效方式——多能互补方式,能够合理高效地利用能源资源,实现能源梯级利用,提升系统的整体效率,缓解能源供需矛盾,扫清可再生能源产业发展的障碍。多能互补倡导的融合、统一、高效、清洁理念是能源变革的发展趋势和方向。     

蓄能运行有利于风电等新能源的可持续发展

蓄能运行即通过不同蓄能设施利用电网低谷剩余电能储存转换,变成和再生能源一样,可周而复始更新使用,形成可持续发展的循环机制。蓄能设施涵盖抽水蓄能和其他蓄电、蓄能装置。当今水电发展受限于水能资源,在原电力开发基础上再考虑蓄能运行后可使之步入新的境界,有利于风电等新能源和整个电网的可持续发展。     

大型风电场运行的特点及并网运行的问题

<正>近年来,我国风电已经迈出快速发展的步伐。按装机总容量计算,我国已经超过意大利和英国,成为世界第6大风电大国。大规模的风力发电必须要实现并网运行,然而由于风电自身的特点,大规模风电接入会对电网产生负面影响。由于风力资源分布的限制,风电场大多建设在电网的末梢,网络结构相对薄弱,风电场并网运行必然会影响到电网的电压质量和电压稳定性。由于风电本身具有不可控、不可调的特征,造成风电出力     

海上风电开发与多能源协同供电规模化制氢(氧)产业基地建设研究

中国风能资源丰富,沿海尤其是近海海域风能资源更为丰富,为大规模、超大规模海上风电发展创造了巨大空间。大规模非并网风电的应用,更是开辟了一条中国特色风电多元化发展之路。本文分析了海上风能资源布局及沿海风电开发现状;在风电非并网理论指导下,以规模化制氢产业为例,探讨非并网风电与高载能产业间的链合路径,并构建相应产业链;依据产业链合机制,探讨多能源协同供电规模化制氢(氧)产业基地建设的实施目标与战略规划。     

我国中长期发电供应能力研究

结合我国能源资源储量、禀赋特点和能源发展相关政策,对我国中长期发电供应能力进行了全面的分析,包括燃煤发电、水电、核能发电、风力发电、太阳能发电、生物质能发电和天然气发电的供应能力。在此基础上,以社会总体成本最小为原则,对我国中长期电源结构调整进行了研究,同时研判了我国中长期电源发展布局。     

弃风条件下考虑机群电价差异的风电场控制策略

基于风电存在弃风限电以及不同电价的情况,提出一种最大化风电场收益的控制策略。在风电场自动发电控制系统和不同机群能量管理系统之间搭建一套协调控制系统。该协调控制系统基于不同机群的上网电价,考虑机群最大发电能力,将发电指标合理分配给不同机群,在保证机组运行可靠、安全的前提下让电价高的机组优先发电,让电价低的机组满足最小运行负荷,从而实现收益最大化。通过计算不同机群的理论功率,最终得出实际提升的收益。     

基于改进单纯形法和凝结水节流的超超临界机组协调优化

风能、太阳等新能源的规模化并网对电网的安全稳定性造成较大影响。为提高新能源的消纳能力,电网对燃煤机组的运行灵活性、负荷快速响应能力、深度调峰能力等提出了很高的要求。采用先进的控制策略提升协调控制的品质,具有重要的现实意义。基于近年来发展起来的"凝结水节流"快速变负荷方法,采用人工神经网络建立了考虑凝结水节流特性的负荷预测模型及主汽压力预测模型。在此基础上,利用经典优化理论中的改进单纯形法,设计了协调系统智能优化控制策略,编制了实时优化程序。借助1000 MW超超临界机组仿真机开展了详细的优化控制仿真实验,结果表明文中方法可有效提高机组变工况负荷响应的快速性,减少主汽压力波动,提升协调控制品质。     

非洲水电开发及投资研究

非洲大陆水电资源蕴藏量极为丰富,但由于缺乏资金投入和技术支持,非洲的水电资源一直没有得到大规模开发和利用。而电力短缺是阻碍非洲社会经济发展的主要“绊脚石”之一。通过大量的数据分析和统计,对非洲各区域水电开发潜力和开发现状进行了剖析,对主要国家的水电开发规划进行解读,给出了非洲水电投资空间评估;深入分析长期以来中国企业在非洲水电开发的特点,总结中国企业的优势,并为拟在非洲投资水电的中国企业提出注意事项和建议。     

电动汽车参与风电场输出功率波动平抑方法研究

由于风电固有的随机性与间歇性,使得风电场输出功率往往具有较大的波动。然而考虑到储能装置的昂贵成本,单独为风电场配置储能装置不利于其经济运行。为此,文中针对考虑电动汽车参与的风电场输出功率波动平抑方法进行了研究。根据国家标准中风电“有功功率变化”的要求,通过爬坡率概念来描述风电场输出功率变化率。采用鲁棒优化的方法处理风电出力的不确定性,建立风电机组和电动汽车协调控制的双层优化模型：上层模型决策者是风电场,以风电场售电收益最大化为目标函数;下层模型决策者是电动汽车车主,以电动汽车电费支出成本最小化为目标函数。通过线性规划对偶定理和Karush-KuhnTucker（KKT）最优性条件将此鲁棒优化模型转化为混合整数线性规划问题进行求解。最后,通过仿真结果验证了所提模型和方法的有效性。     

空气源热泵耦合太阳能及余热用于升压站供暖的研究

风电场、光伏发电站等工程的升压站,一般远离集中热源,冬季多采用“电暖气+热水器”的传统方案,能源利用效率低,增加了电能消耗,降低了项目收益。提出“空气源热泵耦合太阳能及余热”的供暖方案,为升压站提供了可靠的热源,并提高了能源利用效率,降低了运行费用。升压站内电气设备间有大量的40℃左右的排风,可以作为空气源热泵的低温热源,解决了空气源热泵低温时效率低的弊病;空气源热泵生产出热水,并设置太阳能热水器进一步提高水温满足供暖要求;设置单独的蓄热水箱适应供暖负荷变化并解决一部分生活热水需求。以北京某风电场工程为例,阐述了这一系统的优缺点以及推广的必要性和可行性。分析表明,在最冷时该系统仍可以高效、稳定的运行,投资回收期短,为寒冷地区空气源热泵的应用提供了参考依据。     

泛在电力物联网实施策略研究

建设泛在电力物联网是实现能源转型目标的必要手段。从电力系统发展历程和面临的问题出发,论述了泛在电力物联网的意义,提出了实施策略和可能遇到的问题。为实现能源转型,风电光电等可再生能源装机容量不断增加。这些能源的随机性给电力系统的功率平衡造成巨大压力,有时不得不弃掉一部分风电光电。为了维持电力系统的稳定运行、提高风电光电的利用率,必须对可控负荷和分散式发电进行控制。因此,需要用互联网连接可控负荷和分散式发电,形成泛在电力物联网。常规发电厂、大型风电场、光电站等已经和电力系统连接了,调度可以直接控制。因此,泛在电力物联网主要任务是连接负荷和分散式发电,尤其是可控负荷。电动汽车是可控负荷中最容易实现可控的,其次是热水器、电热锅炉和空调等。利用泛在电力物联网,协同控制风电光电、可控负荷、分散式发电等,可以提高风电光电利用率,实现能源转型目标。