耦合电锅炉和储热的热电联合系统风电消纳分析

冬季供暖期"以热定电"的运行模式限制了电力系统的灵活性,导致风电消纳能力不高,因此需要加强对电网和热网的协调调度.文中建立了一个包含电锅炉和储热装置的热电联合系统优化调度模型,并以一个实际的案例为例,分析了四种场景下系统的风电消纳情况和运行成本.结果表明,电锅炉和储热装置在风电消纳机理上有明显不同,电锅炉更能够增强系统...     

基于供热网络热惯性的风电消纳能力评估

在传统的热电联产调度中,电功率和热功率之间的平衡关系时刻受到限制,导致系统调峰能力下降、弃风率过高。基于此,考虑了区域供热网络（DHN）的实际物理模型,利用DHN的热惯性进行蓄热,用于提高热电联产（CHP）机组的运行灵活性。该文构建了供热网络的热惯性模型,并引入供、回水时滞性来描述热水在网络中的传输时延,以系统运行成本及弃风量最小为目标函数,考虑了系统常规约束和热力系统模型约束,建立了包含风电机组、火电机组、热电联产机组和热惯性的电-热综合系统优化模型。结果表明,所提模型不仅可以减小系统弃风率,还可以获得热源处优化后的供水和回水温度。     

基于风电消纳的多类型储能系统联合经济调度

为使电力系统尽可能提高风电接纳能力,建立了基于风电消纳的实时失调成本模型,考虑到安全性、环保性,分别构建了基于风电-火电调度总成本模型和基于风电-火电-联合储能系统调度总成本模型,并采用HS-PSO混合算法求解调度总成本模型。算例仿真结果表明,抽水蓄能电站、蓄电池和超级电容器混合储能系统在增加经济效益、提高风电接纳能力方面优势明显;同时验证了储能系统容量与弃风率的关系,为含风电并网运行的系统经济调度提供了依据。     

基于热网储热特性的电-热系统联合经济调度

针对含高比例热电机组的电力系统如何提高调峰能力并减少弃风问题,以最小弃风电量为目标,提出一种基于热网储热特性的电-热系统联合调度策略,构建电-热系统联合经济调度模型。热网具有储热特性,通过对热网蓄放热进行有序地调控,在短时间内调整热电机组供热量改变机组发电水平,降低供热和发电的耦合程度,能够保证热需求的同时提高机组的调峰能力。采用改进的粒子群算法对所提模型进行求解,仿真结果表明所提策略可有效提高系统风电消纳水平,减少弃风量。     

基于风电消纳评估的电力系统鲁棒低碳经济调度

在低碳经济背景下对供暖期电力系统风电消纳进行研究。首先对系统风电消纳能力进行评估,并应用于风电预测不确定区间处理;然后以系统的总发电煤耗成本最低以及碳排放量最少为目标,引入平均有效目标函数,建立计及储热装置、热电联产电厂、碳捕集装置以及蓄热电锅炉组成的电力系统鲁棒低碳经济调度模型。采用多目标细菌群体趋药性算法(MOBCC)对系统目标函数进行求解。结果分析表明,对风电的不确定区间进行处理,可减小不确定区间,能够使调度结果更加贴近实际,并且储热装置、蓄热电锅炉和碳捕集装置的加入对系统低碳性与经济性有积极作用。     

基于Aspen Plus的供热机组与熔盐蓄热装置耦合系统分析

根据熔盐蓄热装置和供热机组的耦合原理,提出2个系统的耦合方案,搭建了耦合系统的仿真模型,分析了该耦合系统的经济性和升负荷响应能力。结果发现,与原供热机组相比,耦合系统的热耗率在不同工况下分别升高了49.52 kJ/(kWfalseh)、77.26 kJ/(kWfalseh)、75.22 kJ/(kWfalseh)和56.04 kJ/(kWfalseh);供热机组负荷响应能力得到明显提升。     

计及风电消纳的源-荷-储环保经济型调度策略

为减少电力行业造成的环境污染、提升风电消纳比例,文章建立了考虑电力行业污染的电力系统日前调度模型。首先,依据热电联产机组及火电机组的燃料成本计算SO2,NOx,CO2排放量,并对其直接释放征收排污费用。然后,建立以总成本最低为目标的调度模型,综合考虑储能、储热装置的运行成本和投资成本、需求响应的激励成本以及弃风惩罚。最后,在保证系统安全、可靠基础上,通过遗传算法优化各个单元的有功功率。仿真结果表明,与不考虑环境成本的源荷储调度模型相比,CO2,SO2和NOx排放量分别减少14 944.07,48.85和42.54 kg,风电消纳比例提升10.60%。     

基于负荷侧响应的含储热热电联产的风电消纳模型

为了有效减少弃风,提高风电消纳能力,该文从负荷侧出发,通过峰谷分时电价策略引导用户的用电方式,达到削峰填谷,优化负荷曲线的目的.同时,在传统热电联产机组中应用大容量储热装置,通过对储热环节的控制,解耦以热定电约束,提高系统调节能力.以系统煤耗量最低为目标,构建包含储热的热电联产机组与风电联合出力优化调度模型.该模型...     

基于风电、储(热)供暖系统的电网优化调度研究

为了解决北方风电弃风严重的问题,提出通过蓄热式电锅炉进行供暖消纳风电的策略.首先考虑到风电具有不确定性,通过对预测误差区间离散化处理,建立误差较小的风电预测模型.然后将电网系统与供暖系统结合,实时监测供暖系统的出水、回水温度,通过电网调度发布指令,并以弃风率最小为目标函数进行优化调度.最后通过北方某地区的供暖数据,建立...     

基于清洁能源消纳的风电规模入网机组启停间歇控制研究

风电规模入网机组启停间歇控制的传统方法忽略了对清洁能源发电量的检测,导致机组温度和风机能耗的控制效果较差。提出基于清洁能源消纳的风电规模入网机组启停间歇控制研究,根据风电规模入网机组的结构及特性,构建以清洁能源发电量最大为模型的运行目标函数。基于清洁能源消纳制定数学模型,通过能源计量系统获取用电量,判断风电规模入网情况,实现风电规模入网机组启停间歇控制。实验结果表明,该方法对机组温度和风机能耗具有良好控制效果,有利于提高风电站的清洁能源消纳比例。     

基于高密度复合相变储热材料电热锅炉的分时配比供热系统北大核心CSCD

本工作研究了基于高密度复合相变储热材料电热锅炉的分时配比供热系统,对高密度复合相变储热材料及其电热锅炉进行了描述。结合冬季供热的负荷系数随室外环境温度的变化规律,对分时配比供热系统蓄热设备进行了优化设计,提出了分时配比供热系统的优化原则。结合城市供热的示范工程,分时配比供热系统与全蓄热式供热系统比较,不仅能够节省锅炉房空间31%,节约初投资33%,与传统直热式电锅炉比较节省运行费用46%,同时减少了锅炉房的用电负荷,降低了电力增容压力。通过供热负荷分析说明了分时配比供热系统具备极寒天气的供热调峰能力和设备备用功能。     

基于分时充电电价的电动汽车消纳风电的机组调度优化模型

随着风电的大规模入网,其间隙性和随机性导致弃风现象严重,电动汽车的快速发展为风电消纳提供了新途径。文章以风电消纳最多、负荷方差最小和火电机组发电成本最低为目标函数,综合考虑电力系统的功率供需平衡、火电机组和风电出力等约束条件,建立了基于分时充电电价的电动汽车消纳风电的机组调度优化模型。根据电动汽车负荷对充电电价的响应,得出电动汽车的充电负荷,进而得到电力系统总负荷,以此为基础采用分步优化的方法对模型进行求解。首先以负荷方差最小和风电消纳最多为目标,通过多目标遗传算法NSGA-II对风电出力进行优化;然后以火电机组的发电成本最低为目标对火电机组的出力进行优化,达成风火机组的联动调度。算例结果表明,对电动汽车实行分时充电电价能够提升风电的消纳能力,平滑负荷曲线,降低火电机组的发电成本。     

大规模风电接入下基于序数效用论的日前低碳调度决策模型

针对电力市场环境下含大规模风电系统的协调运行问题,提出了一种基于序数效用论的兼顾调度费用与碳排放量目标的调度决策方法,建立了大规模风电接入下日前调度决策的两阶段协调优化模型,该模型以序数效用论体现决策者在调度经济性与碳排放量之间的效用偏好,以多场景方法刻画风电出力的不确定性,采用允许适度弃风的系统综合效用最优的调度模式实现风电的合理消纳。最后通过算例应用验证了所提模型的有效性。     

考虑电-气综合需求响应的综合能源系统低碳经济调度

随着“碳达峰”和“碳中和”目标的提出,低碳电力更加符合社会发展的需求。氢气具有清洁无污染、能量密度大等特点,合理利用氢能源为综合能源系统的发展提供了新的方向。基于此构建了含制氢-储氢设备的综合能源系统低碳经济调度模型,引入电-气综合需求响应并考虑碳排放惩罚成本,以系统总成本最优为目标函数,利用粒子群算法对实际算例进行分析求解。仿真结果表明通过引入综合需求响应和制氢-储氢设备,可提高可再生能源的消纳水平,降低系统的成本,减少系统的碳排放。     

基于GWO-SVR的风电机组柔性塔架振动建模与仿真分析

针对风电机组柔性塔架因机械疲劳、振动等引起的失稳问题,采用改进的回归方法建立塔架振动预测模型。在风电机组不同运行工况下,通过相关性分析对多源异构数据进行优化,求出影响柔性塔架振动的相关联变量。基于灰狼优化（GWO）算法得到支持向量回归（SVR）方法的最优参数,建立塔架振动预测模型。以某风场2 MW风电机组120 m柔性塔架数据进行仿真分析,结果表明,在额定风速以上工况下,GWO优化SVR模型相较于BP模型、SVR模型、粒子群算法（PSO）优化SVR模型、鲸鱼优化算法（WOA）优化SVR模型,均方根误差RMSE分别降低了11.143、8.925、8.263、3.651;平均绝对误差MAE分别降低了9.032、7.016、2.665、3.233。基于GWO优化的SVR模型提高了柔性塔架振动预测精度,可为柔性塔架的振动控制提供准确数据支持。     

基于前馈电压与Crowbar协调的直驱型风电系统 低电压穿越控制策略研究

摘要： 当电网电压下降或短暂波动时,为了避免风机与电网断开,给电网带来干扰,影响电能质量,要求风电场具备低电压穿越能力。文章对直驱型风电系统低电压穿越技术进行了研究,提出了一种基于电网电压信息前馈与Crowbar电路协调的控制方法。该方法将硬件卸荷的思想和改进的控制策略相结合,两者协调共同维持直流母线电压稳定。基于Matlab/Simulink的仿真结果表明,该方法在电网电压跌落期间既可提高直流母线电压的稳定性和动态调节能力,又能降低发电机侧输出功率,并且减少了Crowbar电路的作用时间,有效地提高了机组的低电压穿越能力。     

基于需求侧用户响应分析的电-气-热综合能源系统低碳经济调度

在低碳经济的背景下,为充分发挥供需双侧的互动潜力,提出一种考虑综合需求响应（IDR）和碳交易的电-气-热综合能源系统（EGH-IES）双层低碳经济调度模型。首先,提出考虑多能负荷自身特性、耦合特性和反弹效应的IDR模型和用户权衡经济效益、响应方式和用能偏好的综合效益模型。基于此,建立上层模型为引入奖惩阶梯型碳交易机制的EGHIES低碳经济调度,下层模型为IDR策略的双层优化调度模型。然后,通过Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件、对偶定理和线性化方法将双层模型转换为混合整数线性规划问题进行求解。最后,算例分析表明,综合考虑碳交易和多元负荷特性能促进供需双侧的联合优化,充分发挥EGH-IES的经济低碳性。     

一种基于主成分分析与支持向量机的风电齿轮箱故障诊断方法

为解决风电齿轮箱状态监测数据样本量较少,特征指标间存在相互干扰且具有非线性难以分类等问题,本文提出了一种基于主成分分析结合支持向量机的风电齿轮箱故障诊断方法。首先,采用主成分分析法(PCA)对原始数据进行降维,做出第1,2主成分二维图及前3个主成分三维图,表明PCA对监测状态数据具有一定的分类效果。其次,提取累计贡献率80%以上的前5个主成分作为数据集。最后,采用支持向量机(SVM)比较4种不同核函数的诊断准确度,并加入噪声验证。分析结果表明：径向基核函数构建的支持向量机总体分类精度达到97%,准确率最高;在含噪的情况下,线性核函数与径向基核函数分类精度达到94%;与MLP神经网络进行对比发现,支持向量机更适应小样本分析且测试精度较高。实例分析表明,主成分分析结合支持向量机有较好的分类效果,适用于风电齿轮箱故障诊断的工程应用。