智能电网的主要支撑技术

1、分布式发电技术。分布式发电是指将电力系统以小规模（发电功率在数千瓦至50MW的小型模块）、分散式方式布置在用户附近．可独立地输出电能的系统。分布式发电具备投资省、系统可靠性高、能源种类多样（比如风力发电、太阳能热电站、太阳能光伏发电、太阳能热气流发电、生物质能发电、燃料电池发电和小型燃气轮机发电等）等优点。     

一种并网型风光互补发电系统的建模与仿真

分析了风光互补发电系统的技术优势,设计了基于固态变压器结构的并网型风光互补发电系统。分别建立了光伏系统,风力发电系统,超级电容和蓄电池的模型,并分析各环节的控制策略,提出了基于平均功率的储能设备容量配置方法。仿真结果表明,该系统能模拟风光互补系统在不同模式下的运行特性,可以有效降低功率波动和维持电压稳定,并能在低光照强度、低风速等情况下为系统提供短时能量支撑。     

风光蓄互补发电系统容量的改进优化配置方法

风光互补发电系统利用风能与太阳能的互补特性,相比于单独的光伏发电或风力发电,其输出功率波动小。合理配置风电/光伏/储能的容量,既可提高系统供电可靠性,又可降低系统成本。针对风光蓄互补发电系统,提出一种改进的容量优化配置方法,考虑独立和并网两种模式,对风力发电、光伏发电和蓄电池的容量进行最优配置。该方法充分利用风光互补特性,在系统独立运行时,只需较小的蓄电池容量即可保证高供电可靠性,并可减少蓄电池的充放电次数和放电深度;在系统并网运行时,进一步提出采用分时段优化策略来配置所需蓄电池的容量,保证负荷供电需求和入网功率的波动特性满足要求。算例验证了所提改进优化方法的合理性和优越性。     

微网联络线功率平滑策略研究

微网中的风速、光照强度等随机变化大,往往会引起风力发电、太阳能发电系统输出功率的波动,对电网造成不利影响。本文提出一种微网联络线功率平滑策略,响应速度快,电能能够二次释放,通过对现场实际数据进行功率平滑仿真得到良好效果,可以广泛应用于各类微网系统中。     

风光复合发电的初探

风光复合发电是利用风能与太阳能的互补性构成交替发电的风光复合发电系统,实现昼夜发电,文章介绍了风力发电、光合发电及风光复合发电的原理、系统组成,分析比较不同的供电方案,阐述了风光复合发电的应用前景。     

基于燃料电池的离网住宅混合可再生能源电力系统能源管理系统优化

随着世界工业化进程的飞速发展,不断完善和发展以光伏发电等为代表的新能源能缓解能源危机与环境污染问题。本文分析了储能电池燃料电池以及超级电容的特点,针对偏远地区长期无法并网问题,提出了一个结合超级电容的短效储能与燃料电池长效储能的混合可再生能源电力与能源管理系统,以确保离网用户的电能安全高效稳定运行。系统中电能主要来自光伏发电系统,并将燃料电池系统(燃料电池/电解设备/储氢罐)作为备用系统,以蓄电池/超级电容器为储能系统。另外本文提出的能量管理系统(EMS)能够在供电侧通过优化算法控制电力系统各部件之间的行为模式,保证用户的电压和功率稳定。在需求侧通过需求响应算法,根据电力系统在不同时间和不同运行条件下供能能力,制定包含恒温可调、开/关不间断和可切断等家电的运行策略。最后对本文研究的离网用户储能式电力与能源管理系统进行仿真实验,采用不同光照条件以及可变的负荷数据对提出的离网系统用Matlab进行仿真验证。仿真结果表明,该系统能够实现碳减排的同时保障用电需求,提升系统的经济与环境效益,具有一定的实际意义。     

风光互补发电系统的应用展望

由于风能、太阳能资源的局限性,需要能满足大部分地区使用的风光互补发电系统,以确保最大限度地使用可再生清洁能源。文章从技术、经济以及环境的角度分析论证适合大规模发展的风力发电系统、太阳能光伏发电及其风光互补发电系统的应用前景。     

基于混合储能的光伏微电网控制策略研究

光伏发电具有波动性,所以它在微电网中应用时会引起直流母线电压的波动.本研究利用混合储能技术,通过光伏电池与储能元件共同供电来平抑直流电压波动,提高电力系统稳定性.在负荷功率发生突变时,通过将功率分配给蓄电池与超级电容来平抑功率,由超级电容承担瞬时功率,由蓄电池来承担剩余部分,同时通过对超级电容进行充放电阈值限制来防止超级电容过充过放,实现能量最优利用.最后,通过MATLAB仿真验证控制策略的可行性.     

辽宁电网风光互补发电应用研究

风光互补发电是比单独风力发电、单独太阳能光伏发电更加有效的发电方式。采用风光互补组合供电,实现能量之间的相互补充,不仅能提供更稳定的电能输出,还可以在一定程度上削弱风电的反调峰特性。介绍了辽宁省风能、太阳能资源的时间、空间分布情况,并以沈阳地区为例分析光伏发电对电网综合调峰、互补调峰的影响,从而得出结论,对于负荷尖峰出现在10时左右的地区,风光互补对于顶尖峰是有益处的;对于负荷尖峰出现在17时以后的地区,还需要采取其他措施来弥补光伏发电出力曲线的先天缺点。     

风力-太阳能光热互补发电技术

介绍了一种新型风力-太阳能光热互补发电技术,该技术是利用太阳能光热发电熔盐储能单元,实现太阳能光热发电对风力发电的调峰运行;在电网负荷低谷时,利用风力发电过剩电力加热熔盐的方式进行储热,并择机通过汽轮发电机重新释放电能的工艺。它充分利用了风力发电与太阳能光热发电的特点,实现风电与太阳能光热发电利用率的最大化,并增强了电网的稳定性,具有很强的示范性及突出的节能减排效果。     

促进新能源消纳的混合发电系统

太阳能发电功率逐日增加,以往单一的光伏发电系统并网运行的可调度性和可控性不足,提出了一种新的混合发电系统以提高调度的灵敏性.此系统包括风电场、光伏电厂、光热电站和电加热器.电加热器主要是将多余的风能、光能转化为热能并储存在太阳能发电厂的储热罐中,利用储热光热电站良好的可调度性和可控性,提高系统的旋转备用和爬坡能力,削减...     

风光储联合发电系统储能容量对有功功率的影响及评价指标

风力发电、太阳能光伏发电以及储能的技术特性、容量配置及控制策略对联合发电系统总有功功率特性有重要影响。分析了风光储联合发电系统的结构特点、数学模型和技术特点,提出了一种储能单元充放电优化模型,该模型以有功功率波动最小为目标函数,其约束条件考虑了每个步长的储能初始容量和储能充放电控制策略。根据该模型,提出了衡量风光储联合发电系统有功功率波动的3个指标,并结合评价风光储联合系统供电可靠性指标,综合评价总输出功率特性,通过Matlab编程进行了实例验算,分析了有功功率特性随储能容量配置方案的变化趋势及各指标的意义。     

风-光-沼可再生能源发电的电源有效接纳容量评估

为解决可再生能源发电存在间歇性问题,提出一种风-光-沼可再生能源发电的电源有效接纳容量评估方法。基于风-光-沼可再生能源发电系统结构特点,以成本经济性和供电可靠性为目标,以系统稳定性、电量供需均衡性及各微电源输出功率最大值为约束条件,建立电源有效接纳容量评估模型。采用改进粒子群的电源双层规划方法,求解电源有效接纳容量评估模型,通过自适应变异粒子群解决粒子群优化算法易陷入局部最优解情况。利用2个粒子群优化算法的交互迭代规划电源上下两层,求解最佳电源有效接纳容量。以L省某负荷中心为实验平台展开算例分析,结果表明:该方法具备风-光-沼可再生能源发电电源有效接纳容量评估可行性和有效性,通过协调控制可以保证负荷中心稳定运行。     

西藏高原的气候环境对风力发电的影响分析

西藏有较丰富的风能资源,应利用风能解决西藏无电地区居民的电力供应。西藏风资源的分布使风力发电规模受到制约,风力发电需与其他能源形式配合互补供电。西藏高原的气候环境对风力发电的影响是:空气密度降低了风力发电的最大功率;大气温度使风力发电输出功率波动较大;风电机组的覆冰产生大温差,易引起发电机绕组表面冷凝;雷暴会引发风力发电机组故障;日照强度强使风电机组散热较差;空气湿度大使风电机组绝缘性能降低。     

Preliminary Feasibility Study on Application of Very Large Scale-Photovoltaic Power Generation in China

Solar energy photovoltaic power generation is hopeful to be applied in a large amount and possesses a certain proportion in the structure of energy in the future. In this paper, based on the forecasting of electric load demand and energy structure of power generation in the middle of 21 century, the pictures of VLS-PV power generation is composed, the operation characteristic of VLS-PV power generation and the adaptability of electric power grid for it is analyzed, the ways for transmitting large amount of PV power and the economic and technical bottlenecks for applying VLS-PV power generation are discussed. Finally, the steps and suggestions for developing VLS-PV power generation and its electric power system in China are proposed.     

信号塔风光互补供电系统的应用设计

风力发电和光伏发电由于具备清洁污染小可再生等显著优点,近年来成为研究的热点.我国地域广阔,有着丰富的风能资源和光照资源,但由于风向大小以及光照强弱的不确定性,太阳能发电和风力发电单独的供电系统不能满足多方面的需要,因此风光互补供电系统就成为野外设备最佳的供电电源.大力研究风光互补发电技术,对缓解能源紧张减小环境污染解决...     

离网风力发电系统的飞轮储能装置

在飞轮储能系统(FESS)中,通过带双向功率变换器的电机可将飞轮储能的机械能转换成电能。无论何时从中等功率到大功率(kW~MW),在短时间内(几秒钟、几分钟)需要大量(几十万个)充/放电周期的情况下,FESS都是能适用的。FESS充电状态的监视简单可靠,飞轮的材料、电机的型式、轴承的型号以及密封的气体全部加在一起,决定着FESS的能量效率(>85%)。此外,本文还提出了离网风电系统(IWPS)的模拟,该IWPS由风轮发电机(WTG)、用户负荷、同步电机(SM)和FESS组成。模拟结果充分显示,FESS有效平抑了风电功率的波动与负荷的变化。     

太阳能发电技术探讨

介绍了太阳能发电的发展状况和其在未来能源供应中的重要性,通过对太阳能发电的两项重要技术——太阳光发电和太阳热发电技术的分析,明确提出目前太阳能发电的难点及相应对策,设计出一种联合两项技术的太阳能发电系统,同时探讨了太阳能发电技术与其他可再生能源发电技术的相互结合应用。研究表明,这种联合发电系统能够提高太阳能的利用效率,并保证系统的供电可靠性,太阳能发电技术的相互配合以及与其他发电技术的互补利用将是其未来的发展方向。     

风-光-沼可再生能源分布式发电系统电源规划

为了有效提高风–光–沼混合可再生能源分布式发电系统的可靠性和经济性,首先研究分析了风、光、沼各发电电源特点以及该分布式发电系统结构特征,并以此为基础建立了其系统电源规划的优化目标函数和约束条件函数等数学模型。由于改进的自适应遗传算法使用最优保存策略进化模型的选择算子、改进的自适应交叉算子和变异算子,来获得较优的全局搜索能力和较强的鲁棒性,所以采用该遗传算法对此分布式发电系统电源规划进行优化运算处理。最后选取某负荷中心的300 kW负荷总量为对象进行风–光–沼混合可再生能源分布式发电系统的电源规划模拟优化求解,算例结果验证了该方法的可行性和有效性,而且对其它类型可再生能源分布式发电系统电源规划有一定的指导意义。     

Assessment of Optimal Power Generation Mix Considering Extensive Variable Renewable Energy and Nationwide Power Interchange through Tie Lines

This paper evaluates the optimal power generation mix considering massive deployment of variable renewable energy and regional power interchange. Japan has initiated the feed‐in‐tariff (FIT) and expected the significant introduction of PV and wind power for energy self‐sufficiency and climate change. However, wind power resources in Japan are concentrated mainly in Hokkaido and the Tohoku region, which are remote from electricity‐consuming areas such as Tokyo, and facilitating the considerable deployment of wind power requires the establishment of inter‐regional power transmission lines. Against these backgrounds, we develop an optimal power generation mix model including regional electricity exchange as a large‐scale linear programming model with 10 million variables and 30 million constraints. The calculation results show that regional grid expansion encourages wind power installation in the Hokkaido and Tohoku regions for power supply to the Tokyo area, where PV power and stationary batteries are alternatively replaced. Grid expansion too promotes the shift of PV installation to the Kyushu and Shikoku regions, which have longer sunshine duration, and interchangeably mitigates PV deployment in other regions through the transport of PV power from those two regions.