风储海水淡化孤立微电网运行与控制实时仿真试验研究

建立风储海水淡化孤立微电网对于海岛地区可再生能源的利用、淡水资源的供给都具有重要意义。搭建基于PXI和PC的实时仿真平台,对风储海水淡化孤立微电网运行与控制进行了实时仿真试验研究。介绍了实时仿真平台的搭建、各部分数字仿真模型的建立并详细阐述了孤立微电网协调控制方案。该协调控制方案利用海水淡化负荷的可控性,协调控制超级电容、锂电池储能,维持孤立微电网的功率平衡与稳定。最后,通过实时仿真实验验证了所提出的协调控制方案的可行性。     

含风/光/柴/蓄及海水淡化负荷的微电网容量优化配置

多种能源互补的微电网供电模式,是解决未来海岛供电问题的有效途径之一。根据海岛用水需求及海水淡化系统的特点,综合考虑系统运行的经济性及环境效益,提出了协调海水淡化负荷、蓄电池及柴油发电机运行的功率分配策略。在此基础上,提出了含风/光/柴/蓄及海水淡化负荷的微电网多目标容量优化配置模型,建立了含系统投资运行成本和可再生能源利用比例的目标函数,构造了考虑微网、储能及柴机运行特点的约束条件,并采用自适应多目标差分进化算法进行求解。最后,以某地区海岛微电网为实例,通过建模、求解及分析,结果验证了所提优化配置方法的有效性,为海岛微电网的规划设计提供了理论依据和技术支撑。     

考虑不同蓄电池SOC状态的风/储/海水淡化孤立微电网能量管理系统设计

风电海水淡化孤立微电网能量管理系统对风能的利用、淡水资源的供给及微电网稳定经济运行具有重要意义.首先建立了含风机、海水淡化、柴油发电机及蓄电池、超级电容器混合储能的孤立微电网模型,其次,在微电网稳定运行的基础上,考虑深充深放与浅充浅放对蓄电池损害的不同及海水淡化负荷的可控性,根据蓄电池在不同SOC、不同充放电功率情况下的寿命损耗,结合海水淡化产水收益,建立微电网经济运行模型,进而根据微电网经济运行目标得到长时间尺度下的能量管理方案.最后根据具体风速数据进行算例分析,得到孤立微电网系统采用能量管理方案运行24 h,系统收益为95.61元,不采用能量管理时,系统收益为92.81元,验证了所提策略的正确性、可行性和经济性.该策略可以提高微电网运行的经济效益.     

江苏大丰风柴储海水淡化独立微电网系统

针对江苏省大丰市风柴储海水淡化独立微电网系统工程,本文简要介绍了项目的设计目标和项目实施情况。针对项目设计中面临的实际问题,如双主电源的模式切换、系统稳定裕度等,给出了相应的解决方案,并提出了适用于该独立微电网系统的能量优化调度策略;最后,给出了部分微电网系统的实际运行数据。本工程的开展将对独立微电网系统的推广产生一定的示范作用。     

风柴储海水淡化独立微电网系统能量管理方法

针对包含大型风力发电机、柴油发电机、储能及海水淡化的独立微电网系统,本文首先根据其运行目标和运行特点提出了独立微电网系统的两种运行模式,然后针对两种运行模式提出了基于超短期风速预测的微电网实时能量管理调度策略。采用基于遗传算法-神经网络(GA-BP)的预测模型进行风速预测,并根据超短期预测结果,确定当前系统的运行模式,制定海水淡化负荷的投切计划,以及风机输出功率的限制指令,从而在保证系统稳定运行的基础上,实现可再生能源发电出力与负荷的实时平衡,从而达到减少柴油发电机运行时间、充分利用风力发电的目标。最后采用基于实时数字仿真(RTDS)搭建的数模混合仿真平台针对两种运行模式的控制策略进行了仿真验证,实验结果表明本文所提策略的可行性和正确性。     

离网型风电电源海水淡化系统研究

本文分析了离网型风力发电电源特性,提出了适应于离网型风电电源的可变出力运行的膜法海水淡化系统,并着重从系统制水规模、系统选择、动力部件设置、膜元件分组、系统出力调节等方面介绍了变出力膜法海水淡化系统。最后,文章指出了离网型风电电源膜法海水淡化系统的适用性和系统制水规模范围。     

风电海水淡化研究与应用

风电海水淡化技术可以提高清洁能源的利用效率并解决缺水问题,实现环境保护和淡水生产的统一。本文从宏观、基础、地区选择、无储能设计和经济性分析的角度论述风电海水淡化的理论研究情况,并介绍了国内外风电海水淡化的工程应用现状,最后,对风电海水淡化技术做了展望。     

反渗透海水淡化运行

介绍威海电厂海水淡化装置投产5a多的运行情况及针对运行中存在的问题采取的有效措施。针对反渗透设备的管道腐蚀、高压泵损坏、膜元件接头泄漏等问题,采取了将部分管道更换为双相不锈钢、泵房加装风机、增加填隙片的应对措施;针对海水浊度突变致使活性炭过滤器出水SDI超标,采取了调整过滤器反洗强度和反洗周期等措施;分析了活性炭过滤器运行中存在的问题,提出了将其改造成精密过滤器的必要性;结合反渗透膜化学清洗情况,分析了膜污染的原因,制定了有效的海水反渗透膜的清洗方案。经采取上述措施,确保了海水淡化设备的稳定运行。     

基于离网型风电的海水淡化系统优化设计

离网型风电海水淡化系统是一种利用可再生能源解决沿海地区水资源短缺问题的重要方式。为了促进其科学发展,提出了一种离网型风电反渗透海水淡化系统的优化设计方法。该方法以风电海水淡化系统总收益最高为目标函数,在满足风机、蓄电池、反渗透海水淡化装置的运行约束下对系统的设计和运行参数进行优化,从而得到系统经济收益最高时的风电海水淡化系统各装置的最优规模。优化结果显示,该方法得出的结果显著优于其他方案,该方法对风电海水淡化系统设计具有指导作用。     

美国多级闪蒸海水淡化装置的运行

我国电力系统首次在大港电厂二期工程引进美国ＥＳＣＯ公司多级闪蒸海水淡化装置。该装置的防腐材料基本适应海水淡化装置的安全经济运行，但仍存在以下诸问题：玻璃钢管强度不如钢管；３１６Ｌ不锈钢在非正常运行条件下会被腐蚀；Ｐ、Ｖ、Ｃ塑料管耐盐酸腐蚀性能好，但机工强度低，易老化；盐水循环泵、排污泵、调温泵泵座、过瓦冷却水管是由低碳钢制造，严重腐蚀等。文中分析了各极闪蒸室在运行正常状态下的温度、真空度变化情况…     

海上风电送出与就地消纳技术差异综述

在“碳达峰”与“碳中和”承诺背景下,海上风电凭借其高利用小时数、资源蕴含总量丰富等特点得到迅猛发展。然而,海上风电输电存在高成本、作业难度大、施工不便等问题。海水淡化技术凭借其灵活运行特性可有效适应风电波动性,采用海上风电就地消纳进行海水淡化能够提高风电利用率并简化输配电环节,可为海上风电应用与发展提供全新思路。文章结合海上风电并网方式与海水淡化系统工艺结构,分别剖析了海上风电输电与淡水输送的工作原理。再综合考虑输送容量、输送距离、输送建设成本等7个方面的性能指标,整理了海上风电输电与输水系统在技术与经济方面的差异。针对海水淡化技术的灵活性与经济性等优势,论述了海上风电驱动海水淡化技术在新能源消纳、工业清洁化与风电多元化发展等方面的应用前景。     

含海水淡化系统的海岛微电网经济运行优化

针对海岛供电供水困难的现状,将海水淡化系统引入到微电网中,解决海岛居民的水电供应问题。针对微电网经济运行优化算法容易陷入局部最优的问题,将遗传算法中的小生境种群策略引入粒子群算法中,提出了一种改进小生境粒子群算法,对学习因子进行异步变化调整,对惯性权重进行指数递减,改善了算法寻优性能。以考虑海水淡化经济收益的孤立微电网系统经济运行成本最低为目标,建立数学优化模型,以改进算法进行优化计算,分别与标准粒子群算法计算结果以及不考虑海水淡化系统的微电网经济运行优化结果进行对比,验证了引入海水淡化系统可提高系统的经济性,所提改进算法具有良好的寻优能力。     

风力发电控制问题综述

论述风力发电机组在提高机组容量、改进功率调节方式、变速恒频运行、发电机和电力电子技术等方面的进展。由于风能的能量密度低，具有不稳定性和随机性，控制技术是大型风力发电机组安全高效运行的关键。分析大型风力发电机组的动态特性，如强非线性、运行工况的频繁随机切换、定桨距风轮空气动力学的不稳定性、有效风速的不可测性和干扰因素多等特点。机组控制系统的基本目标分为4个层次：保证可靠运行、获取最大能量、提供优质电力、延长机组寿命。基于线性化模型的控制方法对于风电系统并不适用，论述对风力发电机组具有较好控制性能的智能控制。该方法是研究风力机控制问题的重要途径之一。     

热法海水淡化在沿海电厂的应用

针对世界范围内淡水资源短缺、电厂淡水消耗量大的问题,阐述了沿海电厂海水淡化方法及设计参数,提出了利用热法将海水淡化的低温多效＋蒸汽压缩喷射器（MED＋ TVC）海水淡化系统,分析了低温多效＋蒸汽压缩喷射器（MED＋ TVC）水电联产的经济性.实践证明,该海水淡化系统成本低、安全性好,整个系统无转动部件,设备控制简单,性能可靠,解决了电厂的系统补水及生活用水问题.     

并网运行风/光/储微电网容量配置双目标优化

目前关于微网电源容量配置的研究主要针对独立运行情况,虽配置结果可保证系统运行的可靠性,但增加了冗余投资。针对并网运行的风/光/储微电网,制定了其运行策略,分别建立了微网经济性和供电可靠性模型,采用多目标模拟退火粒子群优化算法求取模型的最优解集,得到了微网中风力和光伏发电及储能系统容量配置方案。结果表明,相比于独立运行,在相同的可靠性要求下,以并网运行的角度配置风/光/储微电源容量关系,可明显降低微网投资成本。     

基于对等控制策略的微电网运行

为减小微电网对通信系统的依赖性,实现分布式电源和负荷的即插即用,结合微电网不同运行模式,研究了微电网对等控制策略。在对等控制策略中,分布式电源采用下垂控制,调节分布式电源的输出电压和频率;下垂控制器中的P-f和Q-U具有线性的下垂特性。建立了对等控制策略下的微电网运行模型,分析了并网和孤岛运行模式之间切换、孤岛模式下切/增负荷及孤岛模式下切/增微电源三种运行状况下的微电网运行特性,基于Matlab/Simulink仿真结果,研究了微电网母线电压、DG频率和功率的变化规律,验证了控制策略的正确性和可行性。     

基于功率分层的直流微电网协调控制策略

针对以光伏发电为主的直流微电网,描述了其基本结构和组成,设定了系统各单元运行的约束条件,为协调控制策略的实施奠定了基础;依据系统净负荷和蓄电池充放电功率阈值划分了功率层区,提出了基于功率分层的协调控制策略,进一步分析了该协调控制策略下各单元的模式判别流程及变换器控制方法。仿真结果表明,该控制策略可以适应直流微电网不同的运行状态,维持直流母线电压的稳定,延长蓄电池的使用寿命,保证可再生能源的充分利用,提高系统的灵活性和稳定性。     

含海洋能发电的海岛微网源荷储容量优化配置研究

为了提高风能、太阳能和海洋能等可再生能源的利用率,并保证远洋海岛淡水供给,合理地配置微网的源荷储容量是海岛微网建设的关键。结合海岛特有的源荷特点,针对海岛微网源荷储容量配置所面临的问题,文中提出了一种含海洋能发电的远洋海岛微网源荷储容量优化配置方法。分析典型海岛微网结构,并建立波浪能、潮汐能及海水淡化等海岛特有的源荷模型;根据远洋海岛源荷运行特性,将外层容量配置优化和内层运行成本优化相结合,提出海岛微网源荷储容量配置的双层优化模型;考虑供电可靠性和居民用水需求,基于构建的海岛微网协调运行控制策略,利用粒子群算法对双层优化模型进行求解。算例分析表明,文中提出的优化配置方法可以更加合理地实现海岛源荷储容量配置,为未来远洋海岛微网建设提供理论依据和技术支撑。     

功率自适应分配的孤岛直流微网控制策略研究

针对直流微网中线路阻抗分布差异对负荷功率准确分配和公共母线电压稳定造成的不利影响,提出一种基于虚拟阻抗的功率自适应分配控制策略。通过注入微小脉冲扰动和检测实现对线路阻抗的主动辨识,并将获取的阻抗信息引入基于虚拟阻抗功率自适应分配控制中,实现了负荷功率的准确分配,从而提高了DG的能源利用效率,减少了环流的产生;同时由于其弥补了线路阻抗造成的压降,较好地提升了公共母线的电压整体水平。所提控制策略在实现负荷功率准确分配的基础之上,同时母线电压一直能够维持在较高的电压水平,且无通信网络要求,经济可靠且具有热插拔功能。最后仿真和实验结果较好地验证了所提控制策略的可行性。