分布式光伏发电系统对电网的影响与对策

文中介绍了分布式光伏发电的特性,分析了分布式光伏发电的接入对配电网电压、保护以及电网规划等方面的影响,并提出构建含有分布式光伏发电接入电网的运行、监测和控制设备的解决对策,为大量分布式光伏发电系统接入电网提供一定的理论技术支持。     

一种考虑风电随机性的电力系统电压运行区间计算方法

针对风电场出力的波动性使风电接入地区电网的随机性增强,并网点电压波动的频率和幅度变大,造成的电压稳定问题,以实际风电场的运行数据为基础,通过统计学方法分析风电场输出功率的波动特性,得到风功率波动率在不同时间尺度内的分布参数以及95%置信区间,并分析不同风电水平下的电压波动特性,在此基础上提出使用t location-scale分布函数对电压波动率的概率分布进行拟合,进而得出一种基于风功率波动特性以及仿射区间潮流算法的电压运行区间计算方法,通过该方法计算得到的电压运行区间反映了在风功率波动条件下未来一段时间内电力系统电压的运行区间,对风电接入系统的运行、控制及规划工作具有重要的指导意义。     

面向光伏配电网监控系统的安全性监测评估

为了对分布式光伏(PV)接入配电网的安全稳定运行进行监测评估,在分析供电安全、电压质量和网损的基础上,建立了分布式光伏发电系统的静态安全指标体系。通过OpenDSS对光伏的不确定性和随机特征进行了模拟,设计了光伏接入配电网的典型场景,总结了电压波动率和网络损耗的评价结果,并利用评价指标对不同场景下的电压进行量化。在该指标体系的基础上,对分布式光伏接入配电网时的光伏渗透率(PF)、并网接入位置、分散度和功率因素提出了对应建议。     

间歇式能源发电系统无功补偿技术的研究

针对间歇式能源发电系统的特点和无功需求,提出了将无功补偿与风力并网发电相结合的设计方案,通过计算得出了间歇式能源发电系统中电缆和变压器无功损耗.本文利用Mat-lab/Simulink搭建了具有无功补偿功能的并网变流器的仿真模型,并采用有功无功解耦控制和SPWM控制方法,补偿系统所需无功以及有效抑制动态电压波动.最后,仿真结果验证了风力并网变流器在向电网提供有功功率的同时也能够提供一定容量的无功功率,提高系统功率因数,有效抑制电网电压波动.     

风光水联合发电系统多目标优化运行策略研究

本文针对风、光发电并网功率波动性较大以及风光资源浪费的问题,基于风光水互补特性,构建了风光水互补发电系统拓扑结构;以并网波动指数最小、风光丢弃率最小以及电站经济收益最大为目标函数,综合考虑风光水电厂机组的各种约束条件,建立风光水电互补系统的三目标优化运行模型。以湖北省某地区为例,对模型进行了算例仿真。通过案例分析,验证了本文所提出的优化运行策略有效性,为高比例水电电网大规模消纳新能源提供了新思路。     

孤岛情况下基于模糊控制的储能系统功率控制策略研究

微电网运行于孤岛情况时,新能源发电间歇性强、波动性大的缺点严重影响微电网的安全运行与储能单元的使用寿命。传统的控制策略在微电网中接入多种分布式发电单元和储能单元后控制误差大、反应时间长,且无法处理功率协调与储能管理系统的固有矛盾。文中提出一种计及母线净功率的模糊控制策略,该控制策略以储能荷电状态(State of Charge, SOC)与母线净功率及其变化率为输入,采用重心法去模糊得到储能系统的输出功率,以达到平抑母线功率波动、协调储能单元出力和减少储能系统充放电次数的目的。最后通过仿真对所述策略与传统双输入模糊控制、PID控制与PSO算法进行比较,仿真结果验证了所述策略的优越性,并在微电网实验室中进行了试验,验证了所述策略的可行性。     

风电规模化发展,离不开风电功率预测

随着风力发电装机容量的不断提升,风电占所在电网的比例也在逐步增加。由于风的高度随机波动性和间歇性,使得大容量的风电接入电网会对电力供需平衡、电力系统的安全、以及电能质量带来严峻挑战。风电功率预测系统使风电场可以向电网公司提供准确的发电功率预测曲线,这使得电网调度可以有效利用风电资源,提高风电发电上网小时数额。对我国大型风电场进行功率预测,所得结果作为调度部门的有力借鉴,对促进风电的规模化发展大有裨益。     

基于P-V曲线法的光伏电源系统电压稳定性分析

光伏发电由于其受外部环境因素影响,其输出功率不确定性较大,接入电网后易导致电力系统电压产生波动甚至越限。该文提出基于P-V曲线的光伏电源系统电压稳定性分析方法,阐述光伏电源输出特性及P-V曲线法分析原理,基于PSASP软件仿真平台建立含分布式光伏电源的IEEE 13节点模型。以极限功率参数和电压临界稳定值为考核指标,分析了不同渗透率、接入方式下对系统电压稳定的分布情况。分析结果表明,P-V曲线法可以有效反映出系统稳定性最薄弱区域,并利用仿真结果提出了工程应用分析,对含光伏分布式电源系统电压稳定性分析有一定的借鉴意义。     

分布式发电对配电网的影响及规划方法

本文介绍了分布式发电的特性,分析了分布式发电的接入对配电网经济安全性、运行效益、继电保护、电压波动等方面的影响,并提出基于分布式电源接入容量和拓扑分布式发电的规划方法,为本地区的大量分布式发电系统接入配电网提供一定的理论技术支持。     

微电网技术及其应用关键问题综述

由于分布式电源的不可控性及随机波动性,其日益增长的渗透率也增加了对电力系统稳定性的负面影响,因此目前的国际规范和标准对分布式电源大多采取限制、隔离的方式来处理,以期减小其对大电网的冲击。为协调大电网与分布式电源间的矛盾,最大限度地发掘分布式发电技术在经济、能源和环境中的优势,微电网应运而生。微电网是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统,它作为完整的电力系统,依靠自身的控制及管理功能实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等方面的功能。     

风电储能系统能量调度策略研究

为了改善风电场发电的稳定性,抑制风电引起的电压波动与闪变,提高含风电电力系统的稳定性问题成为重要的研究内容,本文在简要介绍风电的特点的基础上,针对风电并网带来的电能质量及稳定性等问题,阐述了基于能量调度技术的解决方案,详细介绍了基于模糊理论＂最大-最小＂算法的调度系统控制器和系统其它主要部分的模型及仿真结果。控制器根据负荷用电量预测信息控制储能系统的充放电,不仅能有效抑制并网后电网的电能波动也能优化风电的发电质量。MATLAB仿真结果表明,风电储能系统能量调度策略和控制器是有效的,该系统能够有效减小风电场并网功率的波动。     

考虑风电可信容量的配电网优化调度模型

风电的可信容量对电力系统的稳定性有着十分重要的意义,准确、快速地计算风电场可信容量是含风电系统规划的基础。文章分析了风电的波动特性以及风电场出力与风速的相关性,同时提出了一种风电可行容量的评估方法,最后建立了考虑风电可信容量的配电网优化调度模型。将风电场可信容量加入到常规的发供电平衡,从而保证了系统给定的可靠性水平,仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

一种抑制风电功率波动的直流侧电压控制方法

本文提出一种风力发电系统中抑制功率波动的控制策略。这种控制策略充分利用直流侧的储能元件,允许直流侧电压在一定范围内波动,从而抑制风力发电系统输出功率的波动,同时它也不影响风力发电系统的最大风能跟踪。仿真和实验都验证了这种控制策略的正确性。     

An Improved Control Strategy of Limiting the DC-Link Voltage Fluctuation for a Doubly Fed Induction Wind Generator

The paper presents to develop a new control strategy of limiting the dc-link voltage fluctuation for a back-to-back pulsewidth modulation converter in a doubly fed induction generator (DFIG) for wind turbine systems. The reasons of dc-link voltage fluctuation are analyzed. An improved control strategy with the instantaneous rotor power feedback is proposed to limit the fluctuation range of the dc-link voltage. An experimental rig is set up to valid the proposed strategy, and the dynamic performances of the DFIG are compared with the traditional control method under a constant grid voltage. Furthermore, the capabilities of keeping the dc-link voltage stable are also compared in the ride-through control of DFIG during a three-phase grid fault, by using a developed 2 MW DFIG wind power system model. Both the experimental and simulation results have shown that the proposed control strategy is more effective, and the fluctuation of the dc-link voltage may be successfully limited in a small range under a constant grid voltage and a non-serious grid voltage dip.     

Warum Windenergie keine konventionellen Kraftwerke ersetzt und ein leistungsfähiges Übertragungsnetz benötigt

The amount of wind power installed in Austria has tripled over the year 2003. At present 430 MW are in operation and about 1000 MW of further projects are known. At the end of 2004 about 700 MW are assumed to be in operation. Due to the fluctuation of wind, the limited forecast possibilities and the resulting volatile generation, wind power plants cannot replace conventional power plants but may give an ecologically valuable contribution to the existing generation. Regarding the security of supply wind power plants cannot grant ongoing generation and supply all over the time. This results in the need for additional operation of conventional power plants (e.g., pump storage power plants) to provide the necessary real time balance between generation and consumption of electrical energy at any time (balancing energy). A powerful transmission grid is required for this interaction as well as for the transportation of generation surpluses from large wind parks to the consumers. This advantageous combination of a “wind and water” system cannot be fully exploited due to severe bottlenecks within the Austrian transmission grid. This article shall highlight the new challenges in the operation of the transmission grid and the control area of Verbund-Austrian Power Grid due to the wind energy. Furthermore, an integrated planning approach for the energy system, considering all aspects from generation, transmission and distribution is urgently needed.     

近海激光通信分集技术对大气湍流扰动抑制的实验

为评估分集收发技术在近海面激光通信系统应用中对大气湍流扰动的抑制作用,设计了基于对多路1 550 nm激光光斑同步采集的验证实验方案。采用由时统终端触发的FPGA+多核DSP架构的实时图像处理系统实现目标中心位置的提取与目标灰度和的统计,进而得到激光从发射端至接收端的到达角起伏方差和闪烁指数。分别比较了等功率条件下单路发射和双路发射间、双孔径接收与等效单孔径接收间的到达角起伏方差和闪烁指数,同时比较了不同跨距下双孔径接收的效果。实验表明,在发射功率相同的情况下,与单路发射相比,双路发射能够有效地抑制因大气湍流扰动产生的到达角起伏和光强闪烁;在接收面积相同情况下,双孔径接收较单孔径接收所产生的到达角起伏与光强闪烁更弱,且在一定范围内,双孔径间的跨距存在最优值。     

基于PCI-1002的高速数据采集

温度脉动仪是测量大气光学湍流强度折射率结构常数的重要仪器,由于温度脉动仪测量的是大气温度的快速起伏变化,在进行温度脉动仪标定时,对温度脉动信号进行准确高效的采集是确保标定实验成功的前提。针对双通道风洞式温度脉动仪标定系统编写了基于PCI-1002 高速采集卡的多通道数据采集软件,应用成熟的GUI框架MFC,结合Windows系统下的高精度定时器,对不同通道下的温度脉动信号进行了实时采集,并实现了数据的实时显示、存储和初步计算。实验结果表明该数据采集系统可以方便地完成信号采集、处理、存储和显示,从而为后续的标定实验提供可靠的数据支持。     

基于负载电流前馈的风电系统网侧变流器控制

对于具有并网变流器的风电系统,本文提出了一种基于负载电流前馈的网侧变流器矢量控制方法。与传统方法相比,该方法可提高风电系统在最大风能捕获过程中的暂态稳定性和抑制电网电压波动对直流母线电压所造成的影响。本文以双馈发电机型风电系统为例进行了理论分析和仿真实验,结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

Acoustic methods for the remote probing of the lower atmosphere

The potential usefulness of acoustic methods for the remote probing of the lower atmosphere is reviewed. Starting with a comparison of the effects of temperature, wind, and humidity fluctuations upon the refractive index of air to electromagnetic and acoustic waves, it is shown that the fluctuations in acoustic refractive index may be expected to be about 1000 times stronger than in the radio case. The opportunities for passive and for line-of-sight remote acoustical sensing of the troposphere offered by this relatively strong interaction are briefly identified. Since the scattered power is proportional to the square of the refractive index fluctuations, the scatter of acoustic waves may be expected to be roughly one million times stronger than for radio waves. Based on the theoretical work of Kallistratova (but including the effects of atmospheric absorption), the system parameters required for effective acoustic echo-sounding of the lower atmosphere are deduced. It is concluded that the acoustic sounding technique could be developed to monitor, to heights of at least 1500 meters, 1) the vertical profile of wind speed and direction, 2) the vertical profile of humidity, 3) the location and intensity of temperature inversions, 4) the three-dimensional spectrum of mechanical turbulence, and 5) the three-dimensional spectrum of temperature inhomogeneity (i.e., of optical refractive index fluctuation). Typical time and height resolutions for the proposed acoustic echo-sounders could be of the order 10 seconds and 10 meters; the spatial wave number explored could range from about 10^-2m^-1to about 400 m^-1.