波浪能装置中液压发电系统Boost变换机理及控制策略

根据液压发电系统特性可知,其工作转速由蓄能器压力和发电机负载决定,而蓄能器压力和发电机负载是实时变量,不加控制将无法实现液压发电系统始终工作在最佳转速曲线。特别是当液压发电系统整流后直接馈入海岛直流微电网时,转速由直流电网电压唯一确定。文中通过引入Boost变换电路,实现液压发电系统转速的实时控制。提出最高效率转换控制策略,实现液压发电系统始终工作在最佳转速曲线。推导了液压发电系统Boost变换机理,通过试验得到了最佳转速曲线,建立了液压发电系统经过交错并联Boost变换器馈入直流微电网的仿真模型。仿真结果表明,在Boost变换器控制下,液压发电系统始终工作在给定的最佳转速曲线,实现了液压发电系统最高效率转换控制策略。     

大规模风电接入的电网发电调度研究综述

由于风电出力具有随机性和间歇性,大规模风电接入给传统的电力系统调度运行带来新的挑战。风功率预测精度一定程度上不能满足实际要求,因此文章归纳国内外相关研究成果,并分别从两个方面展开论述,首先论述风电场与常规机组联合调度的模型,包括风电确定性模型和风电不确定性模型,概述了当前的建模方法,并对常用的算法进行总结,然后介绍储能技术及其发展状况,对风电场与储能设备协调配合抑制风电场出力波动的研究进行详细介绍。文章最后为考虑大规模并网风电场的发电调度进一步研究提出了意见和建议。     

可持续能源发电系统中储能系统的容量评估计算

为了平缓新能源发电系统输出功率的波动,使其能量输出的可控性更强,将1个储能系统集成入新能源发电系统中.由于储能装置的资金需求与其容量基本上成正比关系,合理评估计算储能系统的功率容量和能量容量尤为重要.利用储能电池和储能电容搭配作为储能装置的策略与方法,并通过仿真对储能系统的容量进行合理评估,对系统的总体资金投入进行了计算.结果表明,本文提出的方法能最优化新能源发电系统的总体经济效益.     

电网接入光伏发电功率的实时调度与预测研究

光伏发电并网的容量具有随机性,其供电功率振荡会严重威胁电网安全稳定运行。提出基于实时调度的电网接入光伏发电功率预测方法。根据辐射量对电网接入光伏发电功率的关系曲线、电网接入光伏输出功率和温度的曲线、电网接入光伏发电功率和湿度之间的关系曲线,分析了电网接入光伏发电功率的影响因素;为避免光伏发电功率差异性较大带来预测结果不准确的问题,对电网接入光伏发电功率数据完成归一化处理;结合发电功率日特征相似度的计算结果,计算了权重欧式距离,获取具有最大影响力的功率数据,完成电网接入光伏发电功率的预测。实验结果表明,应用研究方法时,电网接入光伏发电功率的预测偏差始终低于0.05,获取的电网接入光伏发电功率预测结果始终分布在根据实际情况设定的阈值区间内。     

基于风浪和灰色模型的波浪能发电系统输出功率短期预测

波浪能具有随机波动性,会对波浪能发电并网以及电力系统的安全稳定产生重要影响,准确预测波浪能可为电力调度控制带来极大便利。提出基于风-浪和灰色模型的波浪能发电系统功率预测方法,在波功率历史数据不足或缺省的情况下,能够依据风浪相关性及风速历史数据有效预测波浪功率。首先分析了风与波浪的相关性和时延特性,建立风-浪经验模型对波高进行短期预测,并利用灰色GM(1,1)模型对波浪短期预测结果进行残差修正。在此基础上,基于直驱式波浪能发电系统分析并建立了波高-功率转换模型。通过实例分析对波浪能发电功率的预测结果进行了验证。     

电力需求响应机制下含电池储能系统的风光互补发电系统经济调度研究

随着峰谷差的持续增大及市场机制的限制,依靠传统的电力需求响应实现"削峰"效应存在一定的难度。本文提出了一种包含电池储能系统的电力需求侧风光互补系统经济调度策略,以提高可再生能源在电力需求侧的消纳能力、实现风光本身盈利的同时有效削减系统在高峰期的供电量。最后基于我国某电网的负荷数据及分时电价机制,对所设计的系统进行了仿真,仿真结果验证了所设计控制系统正确性与有效性。     

不同电价下含储能系统的微电网经济调度

为了验证不同电价下储能技术的削峰填谷及其在电力系统经济调度中的作用,对含有储能的微电网进行建模分析。建立了含有风机、光伏电池、热电联产系统、燃料电池、燃气锅炉及储能系统的并网型微电网结构,在充分考虑电力市场分时/实时电价的条件下,优化了计及设备维护成本、售热收益和微电网与大电网之间的电能交互成本等的经济模型,并采用混合杂草蝙蝠算法对所提模型进行了优化。以2种电价下不含储能系统的微电网经济调度模型作为对照,通过具体的微电网实例优化了冬季典型日负荷下各微电源的最优机组出力和最佳运行成本。仿真结果验证了所提算法和模型的有效性：储能能够在电价引导下对网内电负荷削峰填谷并降低微电网运行成本;同时,不同电价政策对微电网总运行成本及储能作用的发挥影响不同。     

含混合储能的光伏微电网系统协调控制策略

为了有效抑制光伏发电的波动性和随机性,提高光伏微电网系统的稳定性,提出了含混合储能的光伏微电网系统在并/离网运行及模式切换时储能设备和直流母线电压的协调控制策略.设计了功率分配型二阶低通滤波控制策略对系统功率波动进行分配,结合储能元件的荷电状态SOC(state-of-charge)来控制各变换器的工作状态,实现储能元...     

平抑光伏并网功率波动的混合储能系统优化调度策略

提出了一种光伏(PV)的最大功率跟踪工作点控制和混合储能系统(HESS)协调平抑光伏并网功率波动策略,通过PV和HESS间的密切配合,能有效将PV并网功率波动抑制在电网可接受范围内。采用了多目标非线性约束模型对HESS中电池和超级电容的充放电功率进行优化调度,调度过程中充分考虑了HESS的寿命、偏离校正以及充放电效率;给出了基于滑动平均算法的PV的最大功率跟踪工作点动态控制方法。此外,采用K均值聚类算法构建了3种典型的PV功率波动场景,对所提策略和利用HESS平抑PV功率波动的传统策略进行了对比分析,结果表明:所提策略既能取得良好的平抑PV功率波动效果,还能降低HESS的运行损耗、延长其使用寿命。     

面向储能电站调度的光储发电系统运行优化策略研究

光储联合发电系统的优化调度策略是实现光储联合发电系统经济及安全运行的重要保障,然而传统的经济优化调度模型并未考虑电池储能电站内部电池的有效管理。本文提出了一种经济优化调度策略,依据储能系统各电池组性能参数和运行状态,以储能系统运行一天总成本最低为优化目标,以系统平衡、荷电状态、功率限值和调度循环为约束条件,建立了经济优化调度数学模型,并应用改进粒子群算法进行求解。最后,算例仿真结果验证了改进粒子群算法的优越性和优化调度策略在光储联合发电系统中应用的可行性。     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

光伏发电系统的PSCAD/EMTDC仿真建模及孤岛检测研究

基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了并网光伏发电系统模型,分析了并网光伏发电系统的孤岛效应现象。并网逆变器采用最大功率点跟踪(MPPT)-电压控制策略,孤岛效应识别方法采用基于频率-无功电流反馈的孤岛检测方法。通过光伏发电系统输出特性仿真及孤岛检测仿真,验证了所提模型和方法的正确性。     

风电跟踪调度计划时降低寿命损耗的电池储能分组控制策略

为了解决风电跟踪调度计划过程中电池寿命损耗较高的问题,提出了降低寿命损耗的电池储能分组控制策略。利用设计的基于改进天牛须搜索算法的旋转门算法得到最优压缩偏移量,进而提取风电趋势;将风电场配备的电池储能分为电池组1和电池组2,并将电池组2进一步细分为3个电池簇,在避免充放电能量对冲的条件下根据风电趋势计算两电池组的功率调节指令,并基于此确定两电池组的容量,进而以电池单元的动作次数最少为目标获取3个电池簇的容量;在初始时刻及荷电状态越限时刻对电池单元进行动态分组,并根据电池单元的依次启动方法确定电池组1中电池单元的功率调节指令,基于设计的双层功率分配方法确定电池组2中电池单元的功率调节指令;电池单元在满足运行约束的条件下响应各自的功率调节指令。将所提控制策略与其他控制策略进行仿真对比,结果表明所提控制策略能以更大的程度降低寿命损耗、延长储能的使用寿命。     

基于换电服务定价策略及动态调控方法的含充换电站微电网系统双层优化调度

换电服务价格高是电动汽车换电模式普及率低的重要因素之一,为了提高换电模式使用程度,充分发挥换电模式参与系统调度时所发挥的削峰填谷作用,该文提出一种考虑用户参与度的换电服务定价策略及动态调控方法。首先,建立计及时间成本的充电服务与换电服务总费用差价模型,并依据消费者心理学原理构建服务差价-用户参与度曲线;其次,制定换电服务定价策略,并提出相应的动态调控方法;最后,建立含充换电站(battery charging and swapping station,BCSS)的微电网联合系统双层优化模型。上层根据换电服务定价策略及动态调控方法,制定出用户参与度高的换电服务电价;下层根据用户响应换电服务电价后的负荷量,以微电网联合系统总运行成本最低为目标调度机组出力,并以用户满意度作为衡量换电服务电价的指标,合理调整下一时段换电服务电价。通过算例分析,所提方法在实现系统负荷削峰的同时,降低微电网联合系统总运行成本,体现了所提定价策略及动态调控方法的有效性。     

基于DIgSILENT的并网光伏发电系统的建模与仿真

基于DIgSILENT仿真平台搭建了适用于动态仿真的并网光伏发电系统的工程用数学模型,包含了光伏阵列、逆变器及其控制系统模型。该系统采用电压外环电流内环的双闭环控制方法,直流电压外环用于实现光伏电池最大功率点跟踪,交流电压外环用于控制输出的无功功率。最后,结合算例,研究了实际光照强度变化、电网有功调度及电网电压跌落时光伏系统的输出特性。仿真结果表明,采用的仿真分析方法切实有效,模型输出与实际输出基本相似。该模型能够很好地实现最大功率跟踪、快速地响应电网调度指令,电网电压跌落时还可提供一定的无功功率,可用于实际光伏发电系统的并网分析,为实际工程研究奠定了基础。     

“风光水”互补发电系统的调度策略

已有的可再生能源发电调度策略的研究成果大多针对单一风能或太阳能以及“风光”、“风水”互补发电系统,较少涉及到综合了“风光水”3种能源的互补发电系统。为此,提出了“风光水”互补发电系统的调度策略,在综合考虑了投资、系统运营成本、环境治理等因素,以及孤网、并网这2种运行方式的前提下,建立了最低成本的优化模型。在此基础上,提出了“风光水”互补发电系统的调度策略,实现了“风光水”这3种新能源输出功率的最佳配置,相关仿真结果验证了上述调度策略的可行性。研究表明,最优运行和调度策略可以评估系统在不同运行方式下的经济性能,提高互补系统的可靠性和灵活性。     

基于日前调度与实时控制的微网储能系统容量配置

针对微电网孤岛模式下的新能源发电、负荷平衡问题,从实时控制运行需求出发,提出了一种基于日前能量调度管理和实时误差控制的储能系统容量配置方案。首先,通过将储能系统分为主储能系统和辅助储能系统,建立了兼顾储能系统成本损耗以及燃气轮机发电配置的多目标优化函数。利用改进的粒子群算法和收敛性原则,得到所需的主储能配置,同时完成日前的能量管理调度。然后,利用场景模拟法得出完成实时操作所需要的辅助储能系统容量配置,并制定相应控制策略完成实时能量管理。最后,通过数值仿真,验证了所提配置方案的可行性。在满足经济性和实用性条件下,完成整个孤网模式下微电网的配置问题。     

基于开路电压、短路电流的最优梯度法的光伏发电系统MPPT控制

提出一种基于在线短路电流、开路电压结合最优梯度法的控制方法。该方法在不干扰系统正常工作的情况下,能迅速感知外部环境变化,快速准确的找到最大功率点,且能较好的消除最大功率点处的震荡,充分发挥了光伏电池的效能。通过仿真和实验研究证明,该方法可以快速跟踪外部环境变化,并消除系统在最大功率点的振荡现象。     

计及源-储-荷功率特性的飞轮储能系统容量配置方法

在电动汽车直流快充站的应用场景下,以限制电网功率爬坡率并补偿母线电压跌落为目标,提出计及源-储-荷功率特性的飞轮储能系统容量配置方法。首先,根据源-储-荷的功率关系得到飞轮机械角速度增量与母线电压跌落幅值之比近似为时间的函数;根据快充站内电网侧变流器的功率特性,推导得到电网最大功率爬坡率与母线电压最大跌落幅度之间近似呈正比关系。然后,针对额定功率不同的快速充电负荷,在满足直流母线电压等级与永磁同步电机电磁约束条件的基础上,重点探讨飞轮转子转动惯量与初始机械角速度的设定,并且分析了飞轮侧储能变流器的容量约束条件。最后,在MATLAB/Simulink中搭建系统的仿真模型,验证所提飞轮储能系统容量配置方法的正确性。