海上升压站海缆保护装置设计探讨

结合福建某深远海海上风电场海上升压站的结构布置及实际施工条件,进行海缆保护装置的设计研究及优化,确保有效保护海缆,可为类似工程海上升压站的海缆保护装置设计及后续优化方向提供参考。     

考虑风电机组旋转备用的风电场多目标优化

随着新型风电场的容量在并网系统中所占比例不断增加,对传统含风电场电力系统的经济调度问题提出了新的要求。传统的电力系统经济调度还应考虑到风电场功率波动对系统旋转备用和发电成本等方面的影响。因此,针对考虑风电机组旋转备用的风电场优化调度方法,并综合发电成本及购电费用目标,建立了含风电场的经济调度模型;釆用目标加权法和距离函数法相结合以将目标优化问题单一化以及利用实值编码遗传算法,来高效搜索优化方程最优解。仿真结果表明,所提出的方法是有效的。     

风储联合调频中储能的容量优化配置

从风电场自身的一次调频能力出发,将储能控制与风电机组变桨距控制相结合,采用机会约束规划处理可信度和运行成本间的关系,考虑储能全寿命周期成本,以风储联合调频运行成本最小为优化目标,建立机会约束规划模型,利用蚁狮算法进行求解得出风电场储能功率和容量的最优配置方案,通过算例验证,模型可降低系统一次调频总成本和所需配置储能容量。     

基于Pareto最优的电力系统有功 — 无功综合优化

针对纯粹依据能耗或成本指标进行发电调度的不合理性,以系统总发电成本最小和电网有功损耗最小为目标函数,建立了电力系统综合节能降耗的有功-无功协调优化模型。借助λ乘子把多目标优化问题转化为单目标优化问题,通过对Pareto最优前沿集上综合效益最优解的定义,求解λ乘子的最优值,同时还提出了λ的近似求解方法以及有网损率约束情况下λ值的求解方法,可以为协调系统总发电成本与电网有功损耗之间的矛盾、省级电力调度部门从传统发电调度模式转变为节能发电调度模式提供参考。通过IEEE 30和IEEE 57节点系统的算例分析表明了所建模型和算法的有效性。     

计及风电不确定性的区域互联动态经济优化调度方法

结合含风电场的区域互联电力系统运行特点,考虑风电出力、负荷的不确定性因素以及电力系统安全运行约束,建立计及系统燃料费用、机组运行维护成本、风险成本的区域互联动态经济调度优化模型,并以一种融合拉丁超立方采样、场景缩减法和自学习差分算法的优化方法对所提模型进行求解。该方法根据风电和负荷预测误差采用拉丁超立方采样技术生成大量样本,并对所生成样本结合场景缩减法进行缩减,再由自学习差分算法进行全局寻优,得到各场景所对应的最优调度方案。结果表明:采用该方法既能模拟出风电、负荷的不确定性特点,又能避免建立过于复杂的随机性模型,降低了建模和求解的难度,同时所提自学习差分算法具有良好的收敛特性及鲁棒性。因此,所提优化方法对区域互联电力系统优化调度具有参考价值。     

水火电联合调峰电力电量平衡优化模型

水火电联合调峰情况下,以弃水电量最小为原则的电力电量平衡计算未考虑火电站的经济运行方式,存在一定的不足。从电力系统经济运行角度出发,以火电站运行煤耗成本与水电站弃水电量机会损失成本之和为系统总成本,建立了总成本最小的电力电量平衡优化模型。模型求解方面,考虑到机组组合优化和经济负荷分配问题的求解难度,采用了双层嵌套寻优算法,外层采用枚举法进行机组组合遍历寻优,内层采用等微增率法进行煤耗最小寻优。以云南省滇中区域电网典型日平衡计算为例,分别按照总成本最小模型和弃水电量最小模型计算了水火电调峰运行过程。计算结果表明：前者虽然弃水电量机会损失大于后者,但火电煤耗成本远小于后者,系统总成本更小。     

含风电场电力系统动态优化潮流的混合蛙跳算法

根据无功补偿就近的原则,风电场尽量不从系统吸收无功,风电场所需无功主要由风电场无功补偿装置提供。考虑发电机的阀点效应和异步风力发电机组无功补偿装置投切的离散性,含风电场的电力系统动态优化潮流属于复杂的多约束混合整数非凸非线性规划问题。计及各个时间断面的耦合性,将所有时段统一进行优化,以整个时段所有常规机组费用最小为目标函数,建立了含风电场电力系统动态优化潮流的数学模型。提出将混合蛙跳（SFL）算法应用到统一考虑所有时段的动态优化潮流计算中,给出了具体实现方法。在改进的IEEE 30节点系统中分别采用SFL算法和粒子群优化算法进行了仿真计算,结果表明所提出的方法是有效的。     

台风下调节海上风电爬坡预防控制模型

考虑台风天气对海上风电场的影响，提出了储能参与电网调节的海上风电梯次停运方案，缓解了台风天气对大规模海上风电并网的危害。基于发电机容量及爬坡率的调节能力，根据气象台的台风数据建立了Yan Meng风场模型，能够预测海上风机梯次停运时间，从而延缓海上风电功率爬坡，提前调度火电机组的出力和优化储能配置。在IEEE-RTS24节点系统进行仿真验证，采用CPLEX进行求解，对比了3个不同策略下火电机组不同的出力特性，结果表明所提模型可实现系统安全稳定运行，同时减少系统运行成本。     

考虑避振条件的水风光互补发电系统运行经济性评估

为更加全面、准确评估水电机组在风光水互补发电系统中的经济性表现,本文将水电机组寿命损耗成本纳入机组运行成本,建立以机组运行成本最小、发电量最大、功率负荷偏差最小为目标的风光水互补发电系统经济性评估模型,充分考虑水电机组运行策略的区别,对比机组避振与不避振运行时的系统经济性特征与机组运行特点。基于NSGA-Ⅱ智能优化算法对模型求解,以国内某清洁能源基地为例分析了风光典型出力场景下系统运行经济性。研究结果表明,相比水电机组不避振运行,采用避振运行方式的水风光互补系统虽然发电量和功率与负荷偏差均值分别降低了0.09%(0.02 GWh)和2.10%(1.89 MW),但运行成本均值下降了0.24%(1.71万元)。综合来看,在发电量未有明显提升的情况下,虽然功率与负荷偏差方面不避振运行方式表现较为优越,但由于机组疲劳损耗导致的运行成本显著增加、机组安全问题突出,其综合经济性表现不如避振运行方式。该研究对于优化水风光互补系统中水电机组的运行方式,提高互补发电系统整体经济效益有一定指导意义。     

风电建设过程中机组优化选型方法

风电机组优化选型对于风电场投资收益具有重要影响。利用神经网络模型对风电场总投资进行估算,再通过风电场全寿命周期费用-效益模型对各种机组进行技术经济比较,可实现机组的优化选型。以某风电场机组选型为例,对该优化方法进行了分析论证,其结果表明该方法是可行的,具有理论及工程应用价值。     

考虑风电机组电压均衡性的风电场无功优化策略

双馈风电场的拓扑结构对风电场电压的调控有较大影响,因此提出计及风电机组无功调整时机组机端电压偏差的无功优化方法,首先分析风电场内馈线电压、无功分布对机组机端电压的影响,建立以风电场并网点电压和机端电压偏差最小为目标的无功优化模型,然后利用网络分析法-智能粒子群法对所建模型求解。最后,以新疆某实际风电场为例进行仿真验证仿真。结果表明,该控制方法可增强风电并网点电压的稳定性,降低风电场内机组机端电压的偏差,提高风电并网的可靠性。     

天堂界风电场电气一次设计

介绍了华润贵州天堂界风电场35 kV集电线路及110 kV升压站电气一次设计特点。详细论述了中高山地、重覆冰区架空线路和电缆线路的优缺点,说明了升压站电气主接线方案,主要设备选择,防雷接地设计等,对类似工程具有参考意义。     

基于Pareto解的风电-水电联合运行研究

以风电场运行效益和输出电能质量为优化目标,建立风电-水电联合供电优化运行模型,利用改进的多目标克隆选择算法进行仿真求解,得到均匀分布的Pareto解集。结果表明联合优化模型可以为风电场在不同目标与要求下的灵活运行提供参考调度值,同时有效削弱风电的随机性和不稳定性,有利于风电并网。     

多目标优化分段竞标电力市场的研究

提出了一种兼顾污染物排放量最小和购电费用最小等多目标综合优化的电力市场分段竞标新模型。采用2种算法求解该模型：一是模糊算法，即首先分别求解各单目标分段竞标模型，接着将各目标函数模糊化，然后采用最大满意度法将多目标问题转化为新的单目标分段竞标问题，由此求得兼顾多目标的竞标结果；二是目标函数转化为约束算法，即将污染物排放量作为约束构成新的购电费用最小分段竞标模型。算例仿真结果表明了该模型的有效性，也表明该模型不仅具有分段竞标的优点，还可使经济、环保等多目标综合优化，从而体现竞标机组多因素贡献的公平性。     

求解含负权弧的网络最小截问题

对于经典网络最小截问题,所有弧权数非负,可运用最大流算法求解。但是对于广义最小截问题,若某些弧权数为负,则运用算法难以求解。针对含负权弧网络最小截问题,通过与经典最小截问题的对比,提出简单截集和复合截集概念,并给出广义网络最小截概念——截量最小的简单截集;引入负容量和负流量,给出求解含负权弧网络最小截问题的原理,并设计求解含负权网络最小截问题的网络流算法;最后,通过应用举例对算法进行演示。     

海上风电场风机基础的选型设计

海上风能是一种清洁能源,有着广阔的应用前景,目前国内海上风电场的基础设计有待于进一步研究。以东海大桥海上风电场的基础选型设计为例,介绍了单桩、群桩、三角桩三种基础型式的结构计算,并结合施工条件和经济性进行综合比较。确定出东海大桥海上风电场的基础为大直径单根钢管桩基础型式。单根钢管桩基础以其自重轻、构造简单、受力明确,可为类似自然条件的海上工程提供参考。     

台山风电场首批风机提前并网发电

1月14日,水电七局有限公司机电安装分局承建的台山风电场首批38台风力发电机组升压站送电成功后,顺利完成集电线路及箱变的带电工作,实现提前并网发电。台山风电场位于广东省江门地区台山市南部临海的低山丘陵地区。     

基于最优潮流理论的风电、梯级水电短期联合优化调度

为了协调多电源短期联合调度方案经济性与可靠性之间的关系,需要建立高效、实用的模型,并采用新型优化算法对调度模型进行求解。本文基于最优潮流理论建立多电源短期联合优化调度模型,在目标函数中考虑电力系统的经济性与可靠性指标,在约束条件中考虑电源约束条件和电网约束条件。在计算发电系统可靠性时,采用基于运行状态的瞬时可靠性评估法,有效避免了传统可靠性评估方法在评估风电等波动性较大电源方面的不足。最后以IEEE-30节点系统为例验证本文提出的优化调度模型和算法,结果表明,本文的联合调度策略可提高系统的可靠性指标,降低风电场的弃风量,增加梯级水电与风电的上网电量,保证火电输出功率的平稳性。     

桁架结构拓扑和布局优化发展综述

从优化模型的建立和求解算法的研究两个方面对桁架结构的拓扑、布局优化的发展历程和研究现状进行综合评述。按照发展的先后,将以基结构法为基础的优化模型根据设计变量的不同分为3类,同时描述了非基结构法的拓扑布局优化;将求解算法分为传统的数学求解和智能化的全局寻优求解两部分。对桁架结构的拓扑布局优化在实际工程中的应用进行了总结,指出了结构拓扑、布局优化在理论研究、工程应用和软件开发等方面的研究方向。     

海上风电机组设备大容量趋势分析

海上风电场建设的难度远远大于陆上风电,相应的建设成本也远高于陆上风电。笔者结合目前海上风电发展现状,以某海上风电场项目为例,对3 MW和4 MW风电机组进行整体经济性对比分析,得出结论:选用大容量的风电机组,可以减少塔筒和基础个数,缩短电缆长度,降低基础施工、吊装成本,节约工程造价。未来海上风电场势必采用更大容量的机组以满足风场需求,降低成本和提高效率。