基于模糊聚类的含风电场发电系统可靠性分析

摘要： 风电出力的随机性和间歇性使得风电在接入发电系统时会对发电系统可靠性造成影响。考虑到风电出力与负荷之间存在一定的相关性,提出了一种基于模糊聚类的风电场多状态可靠性模型。模型根据风电场出力与负荷数据的分布情况,使用两维模糊聚类对数据进行状态划分,并计算各状态之间的转移概率,最后通过序贯蒙特卡罗模拟对含风电场发电系统进行可靠性评估。算例分析结果表明,所建模型能够很好地模拟出风电场出力和负荷的分时序列,且可靠性分析结果准确有效。     

考虑频率约束的孤网风电渗透率极限评估

大规模具有间歇性、波动性且难以预测的风电接入孤立电网后将会给其频率稳定性带来一系列挑战,以中电投霍林河循环经济示范工程孤立电网为背景,将风电波动视为平稳随机过程并采用平均功率谱密度提取大量风电波动信息,不借助商业软件建立了考虑频率约束的风电渗透率极限评估模型。基于该模型计算了在频率稳定约束下霍林河孤网系统最大风电消纳能力,从而为电网规划提供指导。最后,对不同类型的机组频率响应能力进行分析,考虑增建一部分燃气电站提高电网的风电消纳能力。也为电网后续升级和建设提供了参考依据。     

Compressed Air Energy Storage in an Electricity System With Significant Wind Power Generation

In this paper, a stochastic electricity market model is applied to estimate the effects of significant wind power generation on system operation and on economic value of investments in compressed air energy storage (CAES). The model's principle is cost minimization by determining the system costs mainly as a function of available generation and transmission capacities, primary energy prices, plant characteristics, and electricity demand. To obtain appropriate estimates, notably reduced efficiencies at part load, start-up costs, and reserve power requirements are taken into account. The latter are endogenously modeled by applying a probabilistic method. The intermittency of wind is covered by a stochastic recombining tree and the system is considered to adapt on increasing wind integration over time by endogenous modeling of investments in selected thermal power plants and CAES. Results for a German case study indicate that CAES can be economic in the case of large-scale wind power deployment     

计及无功电源故障的含风电场发电系统可靠性评估

针对现阶段含风电发电系统可靠性评估中尚未考虑无功功率影响的缺陷,在风电场常规可靠性评估模型的基础上,考虑了无功电源故障的影响,建立了风电场综合可靠性评估模型,定义了表征系统局部无功不足的可靠性指标。采用三级切负荷策略对计及有功功率短缺、无功功率短缺、电压越限的含风电场发电系统进行了可靠性评估。根据第三级切负荷策略确定了最佳无功补偿位置,应用就地无功补偿代替负荷切除,有效解决了电压越限问题。并以太原220kV系统为例,验证了该方法的有效性,为确定最佳无功补偿位置提供了依据。     

双馈风力发电系统最大风能追踪控制的研究

在分析了风力机功率特性和DFIG运行特性的基础上,通过对双馈机转速控制进行最大风能追踪具体过程的深入研究,提出了一种基于最大风能追踪的双馈电机有功、无功功率的解耦控制方法。建立了基于发电机定子磁链定向矢量控制的双馈风力发电系统最大风能追踪系统模型,并利用PSCAD/EMTDC对其进行仿真,结果验证了控制策略的正确性。     

风力发电系统输出功率随机波动的仿真分析

针对当前风力发电系统输出功率随机波动的问题,以永磁同步风力发电机(PMSG)与直流侧储能系统(钒氧化还原电池)整合的风力发电系统为基础,进行数字仿真建模,采用MATLAB/Simulink软件对固定负载,变化风速工况;固定风速,负荷瞬变工况;风速和负荷同时变化工况;进行了仿真试验和分析。结果表明,对于采用储能技术的风电场并网功率随机波动的平抑控制,可以利用蓄电池的充放电特性,在风速变化以及负荷瞬变时进行功率平衡的调节。     

分频风电系统频率控制策略研究

综合考虑最大化的利用风能和设备成本,以及风电场的尾流效应,提出了一种如何确定分频风电系统低频侧频率的最优给定值,并通过实际算例验证了频率选定方法的合理性。     

储能设备对孤立风力发电系统的影响

采用序贯蒙特卡罗法对含有储能设备的风/柴孤立发电系统进行充裕度评估。针对样例系统,在发电系统强迫停运率、储能设备容量以及峰值负荷取值不同的情况下,计算发电系统的充裕度指标;研究储能设备对孤立发电系统充裕度的影响,并对产生影响的原因进行分析。结果表明,加入储能设备可改善发电系统的充裕度,提高系统的供电可靠性水平,减少风力发电机组输出功率波动对系统的影响。分析方法和结果可为储能设备在风力发电系统中的应用和储能设备容量的选择等方面提供参考。     

风力发电的运行系统及操控方法

众所周知,风能是一种比较清洁、实用并且对环境比较友好的可替代性能源。在未来的能源战略发展中,风力能源将具备越来越重要的作用。着眼于风力发电新型能源在生产过程中的运行系统和操作方法,针对风力发电的运行系统和可控制问题进行了探讨与研究。     

灰色模型在西北电网风电发电量预测中的应用

根据灰色理论建立了西北风电发电量的预测模型。该模型对原始数据进行了平滑处理、对背景值进行了改造,同时分析了外推值的置信区间,提高了预测精度。实例证明,该模型在西北风电电量预测中取得了较好效果。     

Demand Matching Wind Power Generation With Wide-Area Measurement and Demand-Side Management

This paper outlines the benefits of combining wide-area monitoring and control systems with demand-side management applications for more effective network utilization. Besides a general overview of these two powerful technologies in combination, a technical architecture, and economic benefit in the context of power system operation is encouraged. A case, where a wind park's feed into a neighboring system and wind power generation's non-deterministic behavior caused expensive spot market energy purchase, demonstrates the impact of the proposed wide-area measurement system with ripple control for demand-side management. This example underlines application areas for some typical network configurations with decentralized power generation or dedicated corridors to neighbored systems. It further shows the potential of the proposed load-control scheme with respect to economic, ecological, and reliable power system operation against the background of increasingly decentralized and renewable generation units     

含风电的多域互联电力系统负荷频率控制方法

为确保风机参与调整系统负荷频率,建立了三区域含风力发电的互联电力系统负荷频率控制模型;同时,为抑制整个系统内部参数的变化、风能波动及负荷扰动所造成的负荷频率波动,又设计出一个分散的滑模控制器并用于仿真分析,当整个系统在进入滑动模态后,对外界的参数变化具有时不变性。仿真结果表明,所设计的滑模控制器比传统的控制器响应更快、超调量小,有效抑制了负荷频率波动,且当考虑发电机变化率约束条件时,所设计的滑模控制器仍能有效控制系统稳定。     

交流励磁变速恒频风力发电系统矢量控制研究

基于双馈风力发电机的数学模型和瞬时无功理论,研究了转子侧变换器和网侧变换器的矢量控制策略,提出了双馈风力发电系统从空气动力学系统、机电系统、励磁控制系统完整的模型,以研究系统的暂态特性.以Matlab/Simulink为平台对系统的运行特性进行仿真.仿真结果表明,该控制策略满足变速恒频风力发电系统的要求,可实现最大风能跟踪控制和有功无功功率的独立解耦控制,并可改善系统的低电压穿越能力,实现不脱网运行.     

海上风力发电技术

风力发电是一种清洁的能源利用方式。随着风力发电技术的发展,海上风力发电已逐渐成为风电发展的新领域。因为海上风资源丰富,而且不会受土地使用的限制。目前,一些欧洲国家已成功建立了自己的海上风电场,证实了海上风力发电是可行的。中国具有很长的海岸线,邻近海域具有丰富的风资源,如能充分利用这些风能,将有助于解决我国的能源和环境问题。我国的海上风力发电技术刚刚起步,开发设计适合我国海域特点,并具有自主知识产权的海上风力发电设备,对我国的风力发电技术及能源战略具有重大意义。     

Improving Stability of a DFIG-Based Wind Power System With Tuned Damping Controller

This paper focuses on the implementation of a damping controller for the doubly fed induction generator (DFIG) system. Coordinated tuning of the damping controller to enhance the damping of the oscillatory modes is presented using bacterial foraging technique. The effect of the tuned damping controller on converter ratings of the DFIG system is also investigated. The results of both eigenvalue analysis and the time-domain simulation studies are presented to elucidate the effectiveness of the tuned damping controller in the DFIG system. The improvement of the fault ride-through capability of the system is also demonstrated.      

发展风电 大有可为

随着人类社会进入21世纪和经济的飞速发展，世界各国都面临着人口、资源、环境的重大压力。一个人口迅速膨胀的人类社会，正以自人类产生以来从未有过的空前速度，大量消耗着地球上亿万年前形成的极为有限的化石能源。一切有远见的人们开始考虑如何不以牺牲后代生存环境、经济资源为代价来发展我们的社会，这也是一个可持续发展的战略问题。     

发电侧电力市场的成本报价模型

基于实时成本理论,介绍了一种适合于电厂报价的成本报价模型。该模型充分考虑到目前中国电力市场的特点,以实时成本为基础,让电厂在不同的时段承担不同的利润,并以此来制定报价策略。