风一光互补发电系统的频率控制研究

针对风、光资源随机性强和负荷多变使风-光互补发电系统频率变化频繁、控制难度增大的问题,分析了混合系统的特点,建立了风-光互补发电系统频率控制的自动机模型,并对发电系统的频率控制进行了仿真实验.结果表明,该自动机模型既能确保风-光互补发电系统频率的稳定,又能使发电系统经济运行.     

基于双层优化模型的风-光-储互补发电系统优化配置

提出一种基于双层优化模型的风-光-储互补发电系统优化配置方法,外层优化以互补发电系统年净收益最大化为目标、通过量子粒子群算法优化风-光-储容量配置;内层优化以互补发电系统日出力波动率和日出力峰谷差最小化为目标、通过8760 h生产模拟优化储能充放电功率。实际算例仿真计算结果表明,所提算法能有效解决风-光-储互补发电系统在规划阶段的优化配置问题。     

基于改进遗传算法的风/光互补发电系统恒压控制

针对带有约束条件的风/光互补发电系统恒压控制这个多极值非线性组合优化问题,采用一种改进遗传算法,以系统发电成本最低为目标,根据拧制规则对一风/光互补发电系统的电压进行了优化.仿真结果表明.该算法能显著地提高收敛速度和计算精度,有效地提高了风/光互补发电系统的电压稳定性.     

风-燃互补联合发电系统的控制策略及应用研究

为解决区域电网绿色能源的平稳外送问题,提出由燃气-蒸汽联合循环机组与区域内多个风电场共同组成风-燃互补联合发电系统的控制方案。首先建立考虑转速控制、温度控制和燃料控制等的燃机综合模型,由动态响应曲线可知其响应时间短、调节速度快,具备补偿风功率波动的能力。在此基础上提出风-燃互补的双层复合控制策略,计划调度层通过风功率预测得到燃机基准功率,实时优化层综合考虑机组耐用度和控制效果,实时补偿风功率波动和频率偏差,从而使联络线功率按计划运行并维持系统频率稳定。最后,以中国某海岛电网为应用案例搭建RTDS全岛仿真平台,验证所提控制策略的有效性。     

风／光互补家用电源系统的优化配置

风／光互补家用电源系统的风力发电机和太阳能电池方阵输出功率轻优化配置后可以使系统在更为经济的状况下运行。本文提出风电和光电输出的数学描述，并以此建立优化模型，结果使得风／光互补发电系统较之单纯依靠太阳能电池供电的成本有大幅度下降。     

风/光互补发电系统的优化设计

在分析现有风/光互补发电系统研究的基础上,确定风机容量与PV组件容量在系统总容量中所占的比例;根据安装地点气候条件与地理条件、负载要求,估算出蓄电池的最低容量,并归纳设计各部件的数量和类型选择的约束关系;综合给出一种适合于风/光互补发电系统优化设计的模型。     

考虑动态频率响应的风光水互补发电短期优化调度模型

针对风光并网会降低系统惯量、削弱系统调频能力的问题,综合考虑水电机组同步惯量、风电场和光伏电站的虚拟惯量和下垂控制作用,提出含风光水的多机系统动态频率响应模型,推导系统频率变化率约束、最低点频率偏差约束和准稳态频率偏差约束。基于此,为实现清洁能源利用最大化,以弃风、弃光、弃水最小及水库调度期末蓄能最大为目标,兼顾梯级水电、风电、光伏和发电系统的多种运行约束,构建风光水互补发电系统短期优化调度模型,并使用混合整数线性规划方法进行求解。最后通过算例仿真验证所提模型的有效性和适用性。     

一定弃风光率下的水光风互补发电系统容量优化配置研究

为解决水风光并网发电中弃风、弃光问题,提出了水光风互补发电方式,在允许互补发电系统有一定的弃风光率的条件下,以系统弃风光电量最小和接入的风光总规模最大为目标,采用C#语言建立了水光风互补发电系统容量优化模型,以计算水电站可接入的风光项目的最优比例和容量配置。最后以岗托水电站及周边风光资源为例进行了实例分析。结果表明,在满足模型最优准则的条件下,水电站应尽可能少地接入风电,较多地接入光伏发电。系统弃风光率分别为5%、8%、10%时,岗托水电站接入的风光项目最优比例均为0.5∶1,可接入的风光总规模分别为50.14×10~4、83.27×10~4、148.81×10~4kW,可分别送出风光总电量7.74×10~8、12.46×10~8、21.76×10~8kW·h,送出通道利用率分别提高了8.05%、12.95%、22.64%。研究成果可用于指导水光风互补发电。     

基于BP神经网络光柴孤网运行优化控制研究

摘要： 光柴互补发电独立微电网系统,主要包括：光伏电池组发电、柴油机发电和负载等,光伏发电模型采用MPPT控制。在确保光伏最大功率输出的基础上,对原动机及其速度/功率反馈系统、同步发电机及其励磁控制系统进行分析,建立相应的数学模型。设计基于BP神经网络算法PID控制器,控制原动机的转速调整其输出功率,维持微网系统频率的恒定。仿真结果表明：该控制策略实现光伏最大功率输出,提高太阳能利用率。同时,保证微网系统的频率恒定。     

空管边远台站风-光-储互补供电系统设计

空管边远台站主要分布在青藏高原、新疆和西北等基础设施较差但风、光资源丰富地区,为航班提供不间断通信、导航、监视服务。该文设计了一种面向空管边远台站的风-光-储互补供电系统,以期探索新能源供电在空管系统的应用,服务国家“双碳”战略实施。文中所提风、光发电系统通过最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking,MPPT）控制最大限度捕获自然界中的风能、光能,然后通过储能系统实现能量合理分配。此外,基于MATLAB/SIMULINK的仿真结果验证了所提系统的可行性。     

风/光发电系统数据监测与远程通讯

阐述了风／光发电系统的数据监测与远程通讯、远程数据浏览和远程数据访问。分析了该监测系统在评价风／光互补独立运行发电系统的各器件的效率、性能、各部件的匹配以及系统优化设计等方面所起到的指导作用。     

30千瓦风／光互补联合发电系统

风／光互补发电系统利用风能、太阳能的互补特性，可提高系统供电的稳定怀和可靠性，减小储能蓄电池的容量，降低系统成本，３０ｋＷ风／光互补联合发电系统已在山东省即墨市小管岛安装运行。该系统包括五台５ｋＷ风力发电机，５０４０ＷＰ光电池、２２０ＫＷｈ蓄电池、３０ｋＶＡ逆变器等。本文介绍了该系统的组成和参数，控制策略、运行方式以及数据采集与处理系统，并给出了性能试验结果。     

基于“风-光-储”测量数据融合的孤岛微电网一次调频参数优化模型

针对多种分布式电源接入孤岛微电网,使潮流分布更加复杂,导致微电网频率控制难以满足需求的问题,文章提出一种基于"风-光-储"测量数据融合的孤岛微电网一次调频参数优化模型。研究分布式电源参与微电网调频的调差系数和调频容量模型,基于"风-光-储"测量数据融合对"风-光-储"调频参数进行修正。考虑到"风-光-储"分布式电源调频的稳定性控制,以孤岛微电网中系统一次调频备用成本最小为目标,基于机会约束规划对调频参数进行优化,并采取基于拉丁超立方抽样的确定性转化方法进行模型的求解。仿真算例结果表明,文章所提出的优化模型,能够降低一次调频备用成本,提高了孤岛微电网的频率稳定性与经济性。     

计及风、光消纳的风电-光伏-光热互补发电二层优化调度

以风电、光伏、光热构成新能源互补发电模式,计及风、光资源消纳,建立将高载能负荷作为可调度资源参与新能源互补发电系统的二层优化调度模型,采用NSGA-Ⅱ和二进制粒子群算法求解模型。上层优化模型以互补系统输出功率波动最小和并网效益最大为优化指标确定各机组的出力,并且计算出弃风弃光量。在此基础上,下层优化模型针对上层优化模型造成的弃风弃光量,选取能够有效消纳风、光的高载能负荷参与电网调度。最后,以甘肃地区实际数据为例,验证了所提方法的可行性和有效性。仿真结果表明,光热电站的参与增加了44.3%的经济效益,减小了65.8%的输出功率波动,高载能负荷的参与减小了86.3%的弃风弃光量。     

水-光互补协调运行的理论与方法初探

以全球最大的黄河龙羊峡水-光互补项目为研究对象,分析水电和光伏发电特点,提出"水电补充能源"的新概念和内涵,揭示水-光互补协调运行的机理,通过水电一次补偿光电锯齿波动和二次补偿光电的间歇性、波动性和随机性,使水电可以在短期调度中以容量支持光电,光电则可以在中长期调度和调峰运行中以电量支持水电。分析短期调度中水电对光电的补偿能力,推导水-光互补计算公式,找出水-光互补运行发生光伏弃光、水电弃水的原因和工况。以龙羊峡水-光互补项目为例,建立水-光互补协调运行模型,实例表明水-光互补协调运行可改善光伏发电质量,避免或减少弃光电量发生,同时水-光互补比水电站单独运行调峰能力更强。     

基于自适应SMPC的梯级水-风-光互补系统多目标优化调度

为抑制风电、光伏的波动性,文章建立了梯级水-风-光互补系统的多目标优化调度模型,同时考虑了调度成本与水电出力波动性,提出了一种基于自适应随机模型预测控制的梯级水-风-光高效协调优化方法。该方法利用场景削减技术,进一步抑制风光出力不确定性,并采用自适应变权重方法自动调整多目标权重系数。文章比较了方法改进前、后以及梯级水电站数量对互补系统优化调度结果的影响。系统仿真表明,所提自适应（Stochastic Model Predictive Control, SMPC）方法,可有效抑制风电、光伏的不确定性与波动性,提高水电出力的可靠性与稳定性     

DESS在风光互补发电系统中的控制与仿真

将分布式储能系统(Distributed Energy Storage System,DESS)应用于独立风光互补系统中,设计了相应的储能控制器,采用电压外环和电流内环的控制方法控制系统直流母线的电压稳定。采用Matlab/Simulink仿真软件,对DESS及其控制器进行了仿真,结果表明,DESS可以维持风/光互补发电系统直流母线电压的稳定,保证系统负荷的可靠供电。     

含风光水多源互补电力系统的分布式抽蓄选址定容与优化调度

风、光、水等新能源渗透率逐渐提升,源荷不确定性增加,急需储能系统参与源荷不平衡的调节。研究建立在已知预规划抽水蓄能电站的规划总容量和备用选址的前提下,对分布式抽水蓄能电站进行最优选址定容。在分析含风、光、水的多源互补电力系统弃风、弃光、弃水原因的基础上,考虑电网网架约束和抽水蓄能电站的运行特性,以网损最小、弃风光水量最小、向主网购电成本最小为优化目标,建立分布式抽水蓄能电站的选址定容优化模型;以抽水蓄能有功控制、分布式电源有功控制等方式,实现风、光、水多源互补电力系统的优化调度;利用二阶锥松弛将该模型转化为混合整数二阶锥规划模型并进行求解,得出分布式抽水蓄能电站的最优选址定容方案;在IEEE33节点系统中进行仿真验证,结果表明所提出的规划模型能够有效地模拟风、光、水与分布式抽水蓄能电站的协调优化并通过枚举法确定最优的抽水蓄能选址定容方案,使得含风、光、水多源互补电力系统总成本最低。     

基于随机规划的风光互补系统特性分析与准入功率极限计算

分析风、光及风光互补发电系统出力特性,针对风速、光照强度及负荷的随机性和互补性,提出一种基于随机规划的风光互补系统准入功率极限分析方法;建立含多个随机变量、多约束、非线性的机会约束随机规划模型,采用基于随机模拟技术的改进粒子群优化算法求解,并于IEEE-30验证系统约束条件置信水平及不同季节条件等对风光互补系统准入功率极限的影响。结果表明该模型能全面考虑风光机组实时运行波动与互补特性,求解算法简单,操作方便,计算速度快,误差小。     

风-光-蓄-火联合发电系统的两阶段优化调度策略

针对风电、光伏出力的随机性、间歇性和波动性而导致其在大规模接入电网时对电网发电计划制定和调度产生的影响,提出一种风-光-蓄-火联合发电系统的两阶段优化调度策略。利用抽水蓄能的抽蓄特性,将风电和光伏出力进行时空平移,使风-光-蓄联合出力转变为稳定可调度电源,具备削峰填谷的功能,与火电机组共同参与电网调度。以风-光-蓄联合出力最大和广义负荷波动最小作为风-光-蓄联合削峰模型的优化目标,火电机组运行成本最小作为经济调度模型的优化目标,建立两阶段优化调度模型,分别采用混合整数规划方法和粒子群算法求解。改进IEEE-30节点算例系统仿真结果表明：所提调度策略可以提高风能和太阳能的利用率,缓解火电机组调峰压力,大幅降低风电的反调峰特性对电网的影响,从而保证电力系统安全、稳定、经济运行。