水电能源蓄能模型分析与计算

探讨水电站水库水电能量转换规律，将水库水体分成长方形水体s1、梯形水体tr、长方形水体s2及三角形水体t 4级，利用微元分析法，建立水库水电站发电模型。该发电模型由水体动能、势能、压能和库容压能构成。应用于某梯级水电站的仿真结果表明，模型能有效提高水电站群的年平均发电量，长方形水体s1、梯形水体tr、压力引水管倾角a的合理选择对年平均发电量有很大影响。模型可为未来水电站的运行管理与设计优化提供新的理论支持。     

长隧洞水力发电系统水机电耦联暂态分析北大核心CSCD

本文研究了长隧洞单机单管水力发电系统在水机电耦联条件下的建模及暂态分析方法。隧洞动态用传统的刚性水击理论描述,调压井作为连接隧洞和压力钢管的动态储能元件建模,压力钢管动态采用较为复杂的耦合水击4-方程模型描述。通过耦合水击的结合部耦合机制实现引水系统与水轮机系统的耦联,使用调速器控制方程和一阶发电机模型实现水轮机系统与电力系统的耦联。在此基础上建立了带长隧洞调压井引水系统水电站的水机电耦联非线性模型,提出了求解基于拉氏变换形成的状态方程的暂态耦联分析方法。算例表明,提出的理论模型和计算方法能较好地反映水力发电系统暂态过程中各子系统间的耦合动力学效应,并能有效预测暂态过程中各系统的参数变化量及变化规律。     

水电站装机容量的选择

针对水电站装机容量选择和确定计算方法所存在的问题,提出了基于水库能的装机容量计算方法。首先将通过分析水库水体的水能、动能和压能的分布、输移和转换形式,提出了水库能的概念。以发电量最大化和水能利用最大化为目标,提出水电站装机容量的计算方法。以红水河流域某一水电站为例进行了仿真计算。计算结果表明,水库可用水量、入库流量、洪水流量对水电站装机容量有较大影响。     

长隧洞水力发电系统水机电耦联暂态分析

本文研究了长隧洞单机单管水力发电系统在水机电耦联条件下的建模及暂态分析方法。隧洞动态用传统的刚性水击理论描述,调压井作为连接隧洞和压力钢管的动态储能元件建模,压力钢管动态采用较为复杂的耦合水击4-方程模型描述。通过耦合水击的结合部耦合机制实现引水系统与水轮机系统的耦联,使用调速器控制方程和一阶发电机模型实现水轮机系统与电力系统的耦联。在此基础上建立了带长隧洞调压井引水系统水电站的水机电耦联非线性模型,提出了求解基于拉氏变换形成的状态方程的暂态耦联分析方法。算例表明,提出的理论模型和计算方法能较好地反映水力发电系统暂态过程中各子系统间的耦合动力学效应,并能有效预测暂态过程中各系统的参数变化量及变化规律。     

基于收益最大化的水火电联合调度模型

以水火电力系统联合调度问题作为研究对象,寻求实现收益最大化的联合调度方案的确定方法。以水电站的水电能转换机理作为研究水电站出力的基础,剖析了水库水流动能、势能、压能及水库能对水电能转换的作用机制,建立水库水能形成模型和发电模型,确定水库各参数对水电站出力的影响关系。综合考虑水火电单位时间出力所获效益的衡量方法建立联合系统收益模型,利用序列二次规划法求解收益模型,并对求解所得的优化结果进行分析,以此论证所建的收益最大化模型的合理性和求解方法的可行性,为解决实际水火电力系统联合调度问题提供了一定的理论支持和可行性方法。     

抽水蓄能电站的类型

抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库,在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站,又称蓄能式水电站。它可将电网负荷低时的多余电     

水火电力系统负荷分配的节能模型

基于二次曲线型三级水库水体分析了三级水体对水电站的机组所产生电能及水轮发电机组所产生的电功率。分析了有功功率负荷在水电厂和火电厂之间的最优分配问题,建立了水电站水耗量最小化的水火电力系统联合负荷分配的节能优化模型。利用水煤能源换算系数,提供优化的方法确定水电机组的耗水量和火电机组的耗煤量,从而实现水电机组节水发电、火电机组节煤发电的目的;采取水煤能源换算系数负荷分配的节能效果不一样,水煤能源换算系数的数值越小,分配给水电的功率就越多,火电发出的功率相应的减少,煤耗量就越少,节能效果越显著。给出了一个计算实例,验证了所提出模型的适用性。     

略论电力系统中抽水蓄能电站的经济性

抽水蓄能电站是利用电网在负荷低谷时火电机组剩余容量(或汛期强迫弃水调峰的水电站)作为抽水电源,以水为工作介质,将电能转换为水的位能,在负荷高峰时,再由水能转换成电能。从而将低谷电能变为高峰电能。它是以低价电抽水用在高峰时发电,高价出售,可获较大利润。从电网效益分析,蓄能电站是经济的能量转换,具有节煤效益、容量效益、动态效益、社会效益。共造价并不高。它是电力系统中最经济有效的调峰电源,是现代大电网重要的组成部分。     

基于变分理论的压力管道内水体弹性模型研究

在水电站水机电系统振动特性和稳定性研究中,需要采用不同阶数的弹性模型来描述不同长度的压力管道内水体的动态特性,常用的刚性模型或不易解耦的低阶弹性模型在应用上存在一定的局限性。基于泛函变分理论和Ritz-Galerkin近似,从水力振动的基本方程出发,推导出适合于水电站稳定性分析和输水系统振动特性研究、并易于解耦的压力管道内水体弹性模型,该模型以压力管道内水体的各阶振荡流量为状态变量,能较准确反映相应的各阶振荡特性。     

能量回馈型超声波电动机的结构设计与特性分析

为解决极端封闭环境中微机器人检测精密驱动及其电子设备自供电问题,提出了一种具有振动能量采集功能的超声波电动机。电机定子由两组压电陶瓷和金属基体构成锥面夹心结构,一组压电陶瓷利用逆压电效应将电能转换成机械振动能,实现电机的精密驱动与定位;另一组压电陶瓷利用正压电效应将定子机械振动能采集转换成电能,实现对电子器件自供电。对电机定子结构和压电陶瓷极化分区模式进行了设计,利用有限元分析软件建立了电机定子结构有限元机电耦合模型,仿真分析了电机振动模态、谐响应、输入导纳特性、能量采集转换特性和阻抗匹配特性等。研究结果为实现基于压电转换的驱动和能量采集一体化机电产品提供理论基础。     

梯级水电站联合优化发电调度

梯级水电站联合发电调度的优化模型的确定在整个电网经济、安全运行中起着非常重要的作用。文中提出一种新的梯级水电站群联合发电优化调度的调度准则——以单位水体发电电价最高优先发电,在此基础上建立梯级水电站群联合发电优化调度模型及其评价方法。首先建立基于四层水体的水库能的水电站发电模型,在此基础上提出单位水体发电电价的概念。建立优化调度模型时,将电力系统中的负荷变化和在电力市场机制下分时上网电价的影响因素考虑在内。该模型能较为客观地反映梯级水电站运行情况,能给系统调度员做出最佳调度决策提供一定的依据。优化仿真计算结果证明该调度准则具有可行性和适用性。     

考虑农业-气象-能源耦合的农业能源互联网理论及应用

在中国大力发展能源互联网和建设设施农业背景下,气象是影响农电负荷侧季节性和农业新能源发电侧不确定因素,为了给新能源和农业发展相互促进提供新思路,有必要对农业-气象-能源耦合的农业能源互联网进行研究。在能源气象、农业气象和农业能源互联网的研究现状的基础上,总结了农业、能源、气象三者的耦合机理,研究了三者耦合所带来的影响,阐述了农业能源互联网体系架构下应对能源气象和农业气象影响的重要技术的应用场景,从3个层面对农业能源互联网进行剖析。     

计及需求响应的智慧能源小区热电耦合系统用能优化方法

针对智慧能源小区热电耦合系统中能量间纵向转换和用能负荷横向搬移的协同用能优化问题,通过负荷侧需求响应用能精细化建模,提出一种计及需求响应的热电耦合系统用能优化方法。在分析典型热电耦合系统结构框架基础上,通过用能负荷分类及其用能响应过程的数学建模,建立了含热电耦合系统的能源供给侧与用能负荷侧的能量枢纽方程,实现了用能负荷响应与能源供给之间能量转换的量化描述;其次将用能负荷的需求响应程度表示为可转移负荷参与比和可转换负荷参与比,建立了系统运行成本最小的热电耦合系统用能最优化模型,并提出了灵活尺度多次参与用能优化的模型求解方法。最后,算例结果表明,在高可转移负荷参与比和低可转换负荷参与比时,在降低供给侧峰值段负荷的同时使系统总成本降低,实现了热电耦合系统用能最优化运行。     

基于区域能源中心的居民电热用能多目标优化

针对当前居民用能优化仅考虑单一电能的不足,文章提出了一种新的耦合居民侧能源转换电器和区域能源中心(district energy centre,DEC)的居民电热用能多目标优化方法.为实现通用性,基于能源集线器的概念,首次提出了耦合DEC的居民用能通用化建模方法.进一步,通过构建以居民购能成本和用户不舒适性最小为目标,...     

区域能源互联网多能协同优化中的储能效益评估

能源互联网通过横向的多能互补和纵向"源-网-荷-储"的高度协调实现能量的高效利用,被视作未来智能电网的发展形态.为评估多元储能配置在区域能源互联网(regional energy Internet,REI)多能协同优化中产生的效益,首先对区域能源互联网的架构进行了分析;接着以多元储能模型、多能耦合设备模型和能源路由器(...     

广义多源储能系统综合建模与能量优化分析

综合能源配电系统(integrated energy distribution system,IEDS)中能量交互密切,能源耦合关系复杂,储能是其经济与稳定运行的关键环节。传统储能往往费用较高,且网络级大规模储能受限于地理环境、物理状态、经济条件等因素而未能广泛应用。针对上述问题,该文利用电力与天然气的灵活耦合与多能互补特性,通过对IEDS多能流优化调度与网络侧资源综合利用,提出了一种广义多源储能系统(generalized multi-source energy storage,GMSES)模型,可以在不改变IEDS网络结构、不新增储能设备的基础上,实现GMSES网络级储能充、放电功能与能量优化管理。在综合考虑能量流和设备约束的基础上,该文结合具体算例,探究了GMSES能量优化方法,验证了GMSES模型可有效提高系统经济性,并具有平抑可再生能源波动的潜力。     

柔性配电网背景下的储能应用研究评述

柔性配电网(Flexible Distribution Network,FDN)背景下,配电网采用交直流混合的闭环供电结构,具有改善潮流分布、功率迅速调节、可控性强等特点,是未来配网发展的主要形式。如何提高其可再生能源的利用率以及实现电能质量改善,将会是柔性配电网研究的重点。储能技术作为能源调度的重要单元,可实现削峰填谷,提高可再生能源接入的适应性,并从电压、频率等多方面提升电能质量,为提升柔性配电网运行优化提供了新方案。文章介绍了传统和广义储能技术并对比分析其特点;从多方面分析了储能应用与改善柔性配电网的研究现状;针对柔性配电网"网、源、荷"多能流耦合的特征对储能技术应用其提高优化运行进行展望。