基于风能和太阳能互补的微电网建模与仿真分析

根据光伏电池的数学模型在MATLAB上建立了仿真模块,同时利用MATLAB里已有的异步风力发电机模型及蓄电池模型构建了风光互补的微电网系统。采用直流微电网与交流微电网混合的方式对直流负荷和交流负荷供电,在交流侧,仅采用一个独立的公共DC/AC变换器,在满足了负荷需求的同时节约了变换器资源。针对微电网的并网运行模式,建立了PQ控制模型;针对微电网的孤岛运行模式,采用了V/f控制方法,在电感电流内环电压外环的基础上,加入了负载扰动前馈补偿,同时,对逆变器连续状态空间表达式进行离散化,建立了控制模型。最后,通过对微电网并网运行和孤岛运行时的实例仿真,验证了控制方法的可行性及有效性。     

多能互补微电网系统组网及控制策略研究

在分析比较直流母线、交流母线微电网结构的基础上,设计了一种适用于分散式多能互补的大规模微电网系统。针对微电网的并网运行和孤网运行模式,分别研究了不同的控制策略。为了对微电网系统运行状态进行管理和控制,研究开发了一整套微电网调度控制系统软件。结合某工业园区微电网示范工程系统建设,进行了相关试验研究,试验结果验证了控制策略的可行性和系统软件的有效性。     

基于功率调节的微电网互联与配电网协调优化控制

多微电网互联结构可实现多个微电网间的能量协调,并形成能源互补优势。文章针对多微电网中各分布式电源在天气变化影响下产生的出力不确定性问题,以提高微电网互联系统电压稳定性为目标,研究基于微电网互联结构的微电网间功率协调控制方法。研究单个微电网内分布式电源出力波动特性及其与微电网互联系统、配电网系统之间的能量协调与功率支撑需求特性,建立基于功率平衡控制的微电网间互联控制策略;研究微电网互联系统内各微电网控制系统平衡计算,建立微电网互联系统与配电网间能量交换的控制模型与控制策略。以三机九节点拓扑模型建立微电网互联系统及接入网协调控制模型和算法进行验证,仿真结果表明,文章所提出的微电网协调优化控制方法能够有效减小微电网波动以及对配电网的影响。     

分布式多能互补微电网协调控制策略

微电网可以整合各类分布式电源并为当地负荷提供绿色能源,因而成为世界各国研究的热点。由于微电网运行惯性小、模式多、内部电源特性差异大,而增加了网内公共点电压频率的稳定难度,其控制问题异常复杂。文章提出了基于分布式电源层的改进下垂控制策略,在传统下垂控制的基础上增加前馈调节与比例积分控制机制,从而改变了下垂系数,增大了功率调节范围,加快了公共点频率电压的稳定速度,使微电网并网时实现功率输出的指定控制、孤岛时按负荷的需求分配功率。文章还采用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC V4.4验证了所提方案的可行性。     

基于PSCAD的微电网控制系统建模与仿真

为微电网系统的各种高性能控制策略提供有效的动态仿真与分析平台,并克服Matlab仿真环境下所建模型的动态性能方面存在的不足,文章采用PSCAD仿真软件建立了微电网控制系统的动态仿真模型。文章中微电网在并网模式下采用PQ控制,孤岛模式下采用Droop控制。在PSCAD中分别建立控制系统模型,并对处于不同运行模式下的系统进行仿真研究,验证了控制系统模型的有效性。     

基于时序分阶段控制的网状微电网功率均分策略

针对网状结构交流微电网中无功功率无法均分而产生系统环流的问题,提出基于时序分阶段控制的改进下垂控制策略。首先通过分阶段时序信号控制的迭代方法,消除线路阻抗不匹配对无功分配精度的不利影响。其次,当DG单元输出电压降至限定最小值时,中央控制器发送时序信号使各DG切换至电压恢复阶段,以同步恢复电压至参考值。为维持电压恢复过程中无功均分的独立性,以等容量的微电源为例对微电网进行稳定性分析。最后,通过Matlab/Simulink仿真和RT-LAB实验,验证所提策略的正确性。     

多股流换热器的数学建模与精确数学控制

本文以平行流多股流换热器为研究对象,考虑了多股流换热器在换热过程中存在的多种影响因素,根据其复杂的传热机理建立了数学模型,并通过数值计算,获得了准确的结果.该模型的建立为多股流换热器的精确数学控制奠定了理论基础,同时为多股流换热器的性能分析,结构优化及运行优化提供了理论依据.     

微电网综合监控系统开发

介绍了典型微电网综合监控系统软硬件的设计体系架构,简述了其实现的基本功能和高级应用功能,在此基础上,提出了根据现场实际情况而设计的微电网CIM建模方法、储能系统抗干扰控制和充放电计划控制策略。现场投运结果表明,监控系统运行状况良好,满足监控及安全运行需求。     

考虑需求侧响应的多能互补微电网优化调度研究

随着“双碳”目标的实施,新能源渗透比例不断提高,源荷两侧的不确定性对多能互补微电网能源管理提出了新的要求。提出了一种调度优化方法,其中考虑了价格型需求侧响应,优化交流负荷曲线匹配风光出力曲线,以提高新能源的消纳率,构建了能源管理模型,模型同时考虑了电力子系统、天然气子系统与热力子系统。模型通过构建风光出力与负荷的不确定集,采用本文提出的随机-鲁棒优化方法解决多能互补微电网调度面临的新能源发电时序波动性、负荷的不确定性等问题;之后,应用线性优化强对偶定理和列和约束生成算法,将模型转化为混合整数线性规划问题,并利用商业化求解器YALMIP/GUROBI对优化模型进行求解。最后,算例从多能互补微电网优化调度结果与不确定性参数对调度结果的影响分析验证了本文优化方法的可靠性。     

基于分数阶电路模型的电动汽车微电网分数阶控制调频策略

文章引入分数阶建模理论,对电动汽车充放电电路的电感电容进行了分数阶等效建模。为了在负荷扰动时提高充放电系统抗扰动性能,提升频率振荡的快速收敛特性和稳定性,在换流器的电流前馈解耦控制中引入分数阶PI控制策略,进行分数阶控制参数的优化,基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建了电动汽车充放电分数阶模型。通过算例验证表明,文章所提出的电动汽车分数阶控制模型,在实现微电网与电动汽车双向功率交互的同时,实现了对微电网频率的调节,提高了系统的鲁棒性;控制参数λ的调节,有助于提高系统频率振荡的收敛速度。     

水风光能源互补形式的研究探讨

能源是人类社会发展的必备需要,人类发展史就是一部能源发展史.在"碳达峰"和"碳中和"战略指引下,中国的能源生产形势和发展路径将会发生一次革命性的变化.如何有序减碳,实现碳排放的既定目标,又保证我国的能源安全,不影响经济发展.现在电力产生过程不生产碳的能源就是水、风和光等主要的清洁能源.从技术可开发量上看,三种能源如果实现大规模开发,确实可以满足我国的能源需求.但是众所周知,风光能源的间隙性和随机性确实对电力系统的安全运行构成了威胁.如何实现风光能源的大规模应用,同时电网安全运行就成为了一个重大能源研究课题.本文对目前通过实现水风光蓄互补对新能源接入进行了探讨,包括常规水电和风光新能源互补,抽水蓄能和风光新能源互补,蓄能大泵和新能源互补.这三种形式均是业界正在研究推广的模式.为将来的风光新能源大规模接入提供参考.     

风光互补微电网智能测控终端的设计

为了集中采集微网系统实时运行数据,并且对微网系统进行协调控制以及对蓄电池充放电进行有效管理,设计了微网智能测控终端。测控终端结构简单、运行可靠,硬件上采用高性能的ADSP-BF518数字信号处理芯片和高精度同步采样模数转换芯片AD7606,从而实现数据集中采集功能,并采用基于短期负荷预测的储能控制策略实现蓄电池管理。测控终端通过通信网络可以及时向监控中心上传数据,并能够接受中心下发遥控指令对微网系统进行控制。工程实践表明,该设计在微网实时监测与集中控制方面效果明显。     

Value of Bulk Energy Storage for Managing Wind Power Fluctuations

This paper considers the impact of uncertain wind forecasts on the value of stored energy (such as pumped hydro) in a future U.K. system, where wind supplies over 20% of the energy. Providing more of the increased requirement for reserves from standing reserve sources could increase system operation efficiency, enhance wind power absorption, achieve fuel cost savings, and reduce CO₂ emissions. Generally, storage-based standing reserve's value is driven by the amount of installed wind and by generation system flexibility. Benefits are more significant in systems with low generation flexibility and with large installed wind capacity. Storage is uniquely able to stock up generated excesses during high-wind/low-demand periods, and subsequently discharge this energy as needed. When storage is combined with standing reserve provided from conventional generation (e.g., open-cycle gas turbines), it is valuable in servicing the highly frequent smaller imbalances     

火力发电机组节能分析模型及研究

节能分析是火电企业开展节能减排活动的基础工作。在火电机组煤耗计算模型的基础上,建立了火电机组能耗计算模型和单因素敏感性分析模型,分析和计算在不同负荷下,锅炉效率、热耗率和厂用电率变化对供电煤耗率的影响程度。根据某600MW机组设计参数,计算了机组在不同运行工况下的经济性指标和能耗指标敏感因子,得到了机组在不同运行工况下的节能潜力及效果,对火电企业节能减排工作的开展具有一定的指导意义。     

并网光伏电站汇流箱组串电流的节能控制

并网光伏电站汇流箱组串电流节能控制过程中,采样和计算存在一定的误差,传统的节能控制过程,汇流箱输出电压不准确,实际输出汇流箱组串电流无法准确跟踪指令电流的变化,不能有效实现节能控制。提出一适用于并网光伏电站汇流箱组串电流节能控制方法,将并网光伏电站汇流箱组串指令电流转换成指令电压,并将其当成SPWM的调制波。在输出指令电压中加入一个前馈电压,使得并网光伏电站汇流箱电感两端的电压差含有一个基波分量,依据并网光伏电站汇流箱组串电流控制结果获得隐含层全部节点的正定矩阵,通过cholesky对隐含层的输出矩阵进行分解,基于分解结果获取并网光伏电站汇流箱组串电流节能控制效果最优解。仿真实验结果表明,所提方法在组串电流控制精度和节能方面均具有较好的工作性能。     

节能环保调度对电网企业的影响

结合当前电力待业节能减排工作开展的现状,从电网结构、经济运行等几方面就节能环保调度对电网企业可能带来的影响进行了详细分析,指出了节能环保调度推行可能面临的问题,并针对该调度模式给电网企业带来的影响提出了具体的对策和建议。     

基于复合储能系统平抑风电场波动功率研究

由于风能的不稳定性,风电场输出功率带有波动性和间歇性,某种程度上导致风力发电并网难以及“弃风限电”等问题。依据风电输出功率波动特性,提出由先进压缩空气储能和钒液流电池组成的复合储能系统,用于平抑风电场输出功率波动。并通过模拟仿真验证了钒液流电池对风电场侧快速波动功率的补偿和平抑具有良好效果。结果表明,先进压缩空气储能系统具备大功率大容量特性的同时,适合应用在风电场并网侧调节风电场输出功率     

可并网微型水力发电系统的控制研究

为提高偏远山区的用电质量、降低用电成本,依托山区微型水资源,在传统独立式微型水力发电系统基础上,提出了一种基于自励式不控异步发电机的可并网微型水力发电系统电路拓扑结构,采用带有输出电流反馈的电压闭环控制策略,以单位功率因数并网。利用补偿电容提供无功能量给异步电动机作微型水力系统发电部分,采用电力电子变换电路实现能量传输,减小并网能量损耗。通过搭建实验平台,验证了该系统的可行性。     

平抑风电功率波动的储能容量经济配置方法

以东北某风电场月出力实测数据为对象,通过分析该风电场的功率波动特性,提出了储能系统功率、容量配置方法。该方法以储能系统投资收益最大为目标,结合储能平滑风电出力效果,获取经济性最优的储能系统容量配置方案。结果表明,该优化配置方案在平滑风电功率的前提下,具有良好的经济效益,为风电场中配置储能系统、推进储能系统规模化应用提供了参考。     

并网风光互补资源评价与系统容量优化配置

为降低风电并网后冲击电网,充分利用风能和太阳能等清洁能源,以并网风光互补发电系统年内出力最平稳为前提,对风光互补资源评价和容量优化配置方法进行了研究。基于平均距平百分率和变异系数等指标,提出了衡量年内发电量波动性的方法,以发电量年内波动性最小作为求解条件,建立了风光互补系统最优装机容量比例计算方法,并确定了进行风光互补性资源禀赋定量评价的指标。以湖北省内石首市桃花山和阳新县富池风光资源状况为计算实例,验证了该方法的正确性。