太阳能-水联合发电系统的建模与仿真

以太阳能-水联合发电系统为对象,基于抽水蓄能运行模式,提出了独立运行、并网运行和恒功率输出三种运行方案.在建立联合发电系统数学模型的基础上,分析了三种运行方案的实现方法.仿真试验结果表明,三种运行方案均具有可行性和有效性,且太阳能与水的能量互补效果显著,太阳能-水联合发电系统具有较高的能量利用率,并从提高能量利用率的角度探讨了上水库库容,水源和光伏电站装机容量问题.     

压缩空气蓄能调节太阳能系统输出 功率建模与研究

太阳能的间歇性和波动性不利于太阳能发电大规模并网,实施电力储能可平抑输出功率波动,改善电能质量。目前,我国大规模的电力储能只有抽水蓄能,却受到水资源的限制而无法普遍开展。提出了基于压缩空气蓄能（compressed air energy storage, CAES）的太阳能发电站功率调节系统,给出了CAES调节系统额定功率、容量等系列关键参数的设计方案,并选取案例对CAES系统仿真模拟。结合电站所在地区负荷变化及与局域电网电能交换数据,对比了采用CAES功率调节系统前后太阳能发电并网对局域电网的影响,分析结果表明CAES调节太阳能发电能有效地缓解对局域电网的冲击。     

风电-抽水蓄能联合系统的优化运行研究

抽水蓄能和风力发电互补系统可以有效抑制风电功率的波动,为电网提供优质电能.为了确定各时段的风力发电机和抽水蓄能电站的出力状态,实现优化控制,文中从经济效益、电能质量和综合效益3个角度建立了优化模型,并利用遗传算法进行仿真计算.仿真结果表明：经济效益模型可以实现最大经济效益运行,对风电波动有一定抑制作用;电能质量模型可以使互补系统的输出功率平滑,输出功率标准差很小,但是经济效益会下降;综合效益模型考虑了电能质量的约束条件,在满足电能质量要求的前提下,实现最大经济效益运行,是综合考虑电能质量和经济效益后的一种优化运行策略.     

抽水蓄能-飞轮混合储能系统协调控制方法

建立了一台容量为300 MW的抽水蓄能机组功率模型和容量为25 MW的飞轮储能阵列模型并分析了各自的充放电特性。然后,为了达到抽水蓄能机组综合调频指标提高至2倍,同时减小机组磨损进而降低损耗成本的目标,基于水电机组斜坡输入控制策略和飞轮储能阵列荷电状态(SOC)分段控制策略,提出了一种抽水蓄能-飞轮混合储能系统的协调控制策略。最后,根据某额定功率为300 MW的抽水蓄能机组历史运行数据,通过仿真实验验证了所提出的混合储能系统协调控制策略。结果表明：在电网二次调频过程中,提出的混合储能系统协调控制策略将抽水蓄能机组的综合调频性能指标提高2.29倍以上,能够显著减少抽水蓄能机组平稳运行阶段的频繁输出调整、进而降低损耗成本并提高抽水蓄能机组的稳态运行特性,同时保证飞轮储能阵列的SOC维持在合理水平。     

风光互补发电系统混合储能系统容量优化方法研究

风光互补发电系统受风光资源影响发电功率波动较大,配置适当的储能系统可提高新能源发电的消纳能力和电能质量。针对风光互补发电系统储能容量优化配置问题,将运行投入成本作为优化目标,提出以抽水蓄能为基础,蓄电池和超级电容参与的混合储能系统模型。该储能模型以跟踪负荷曲线作为平抑目标函数,利用集合经验模态分解和滑动平均法,对抽水蓄能机组、蓄电池和超级电容设备进行功率分配。建立了风光发电系统模型,利用带免疫的粒子群算法对储能配置容量进行寻优求解。计算结果表明,所提基于抽水蓄能的混合储能容量优化模型,对发电系统输出功率波动情况改善明显,电能消纳能力和运行经济性有所提高。     

基于热电模块的聚光光伏自冷却概念设计

聚光光伏电池的高效、稳定和安全运行依赖于有效冷却技术。常规的聚光光伏电池主动冷却技术需消耗部分光伏电池产生的电能,因而间接降低有效电力输出。据此,文章基于热电模块提出一种聚光光伏电池的自冷却概念设计,并通过热电模块的性能测试实验验证了设计可行性。测试表明,单个56 mm×56 mm热电模块在90℃热源加热条件下的最大开路电压为3.6 V,输出功率为0.97 W。此后,针对10 kW系统进行了参数设计,计算结果表明,整个装置的热电模块总开路电压可达212.6 V,供给冷却模块的输出功率可达706.5 W,满足聚光光伏电池散热的能耗需求。     

风电-抽水蓄能联合运行系统的模拟研究

构建了一个含风电—抽水蓄能联合运行系统的小型模拟电网,并对其拟定了一个风电—抽水蓄能联合运行方案;然后在最大化利用风电的目标下,建立了该方案的经济运行计算分析模型,经对该联合运行系统与普通风电系统的比较计算分析,验证了本模拟方案和计算模型的正确性;同时证明风电—抽水蓄能联合运行系统是最大化开发利用风能资源的有效途径,具有可观的经济效益和社会效益。     

定速与变速抽水蓄能机组功率特性分析对比

功率特性是抽水蓄能机组运行性能的重要体现,定速抽水蓄能机组和变速抽水蓄能机组的功率特性不同.基于两种抽水蓄能机组的电气特征和水力特性,对各自的运行范围及限制条件进行分析计算,提出功率圆作图方法,并通过Mathematica软件绘制功率圆图,对两者的功率特性进行对比.     

风电氢联产系统功率平滑控制仿真研究

风能的随机性会引起风力发电出力不平稳,与此同时,电网电压跌落会给风电机组带来脱网运行的风险。针对该问题,文章将电解槽-储氢罐-质子交换膜燃料电池循环系统作为储能装置,接入风力发电系统背靠背变换器直流侧,构成了风电氢联产系统。在风电过剩时,系统通过电解水制氢储存多余电能;在风能不足时,消耗氢气产生电能,补偿不足的有功功率。文章在分析系统构成及运行方式的基础上,设计了各组成单元协调控制策略。MATLAB仿真结果表明:在文章提出的控制策略作用下,系统可以有效地抑制风速随机变化引起的输出功率的波动;配电网电压跌落时,系统具有较强的抵御风机脱网的能力。     

考虑平衡风电出力偏差的风电-抽水蓄能联合运行模式研究

风电出力的实际值与预期值的偏差较大会对电网的安全稳定运行带来冲击,从而制约风电大规模并网。为解决这一问题,文章提出在电力市场环境下通过风电-抽水蓄能联合运行的方式来弥补风电出力偏差。在研究独立运行模式的基础上建立联合运行模型,研究两种模式下抽水蓄能电站的经济效益以及联合运行模式的综合效益。算例分析验证了风电-抽水蓄能联合运行模式在技术上与经济上的可行性,联合运行模式虽然在一定程度上减少了抽水蓄能电站的电量收益,但实际综合效益比独立运行模式的经济效益有大幅度提高。