风氢耦合系统能量管理策略研究

针对风力机出力的波动性和并网弃风问题,采用风力机/电解槽/燃料电池/超级电容的风氢耦合发电系统及其能量管理控制策略.针对风氢耦合发电系统的12种运行模式,提出一种能量管理控制策略,确保在各个控制单元的作用下,能量协调流动于各个子单元间.能量管理控制策略不仅使风氢耦合发电系统出力可控,而且平抑了直流母线电压波动,平滑了上...     

计及水约束的太阳能冷热电联供系统运行优化研究

以上海某酒店的太阳能“冷-热-电”联供系统为研究对象,构建以运维成本最低为目标,以能源供需平衡、设备功率限制和用水定额限制为主要约束的系统协同运行优化模型,探究不同用水定额下系统的最优运行方案。结果表明,用水定额对设备出力和系统总成本均有不同程度的影响。在牺牲系统经济性的前提下,可在一定程度上减少系统的耗水量,有效保护水资源。     

风电场含退役动力电池的混合储能系统容量优化配置

针对退役电池在风电场平抑功率波动场景的应用,提出一种考虑退役电池时间尺度的混合储能系统容量配置方法。首先分析退役电池和新电池储能的优势,并介绍储能系统的成本构成;然后建立以全寿命周期经济性最优、考虑退役动力电池充放电时间尺度的混合储能容量配置模型,线性化后可调用求解器求解获取储能容量配置结果;最后用风电场实际数据进行分析,验证容量配置方法的有效性,并分析风电场不同储能配置时长政策要求、退役动力电池不同时间尺度以及不同控制策略下的混合储能容量配置结果。     

改善风电并网电能质量的飞轮储能系统能量管理系统设计

设计了应用于改善电网电能质量场景下飞轮储能系统的双层结构能量管理系统,其中能量管理系统的上层——决策管理层利用模糊算法,考虑飞轮储能系统状态和平抑风电功率波动需求来确定飞轮储能装置的充放电功率参考值,下层——调度控制层通过双环控制背靠背双PWM变流器实现飞轮储能与电网间的功率交换.在Matlab/Simulink下仿真...     

基于多储能技术经济性比较的可再生能源发电系统多目标容量优化

研究基于蓄电池、熔盐储热、抽水蓄能及储氢技术经济性比较的可再生能源发电系统多目标容量优化。该容量优化模型以最小化平准化度电成本及失负荷率为目标,应用4种代表性多目标进化算法进行求解。提出基于超体积的多目标算法综合评价指标,此外考虑了储能运行特性及资源不确定性提高仿真计算的准确性。算法性能比较结果表明,非劣排序遗传算法的平均排序等级为1.6,其具有最优的综合性能;储能的定量技术经济性比较结果表明,不同可靠性条件下熔盐储热系统的经济性均为最优;不同负荷曲线及不同资源水平的敏感性分析验证了储能经济性比较结果的有效性。     

论可再生能源动力装置的评价指标及优化方向

为促进可再生能源动力装置的实用发展，指出应重视商品化的经济因素，要明确它与常规动力装置的实际差异；（１）可再生能源动力装置的最大可能年平均功率与铭牌功率之比通常比常规动力要小得多；（２）前者的能源载体价格比后者要低得多，大多情况下是免费的。为推广实用可再生能源动力装置，首要的优化方向应该是降低装置单位实用功率的造价，而不是提高其效率，对此进行了定量分析。     

基于磁流体发电机的波浪能最大功率追踪策略研究

为了提高某给定海试样机的波能转换效率,提出一种组合控制策略：采用爬山法确定最优参考电流,模型预测控制算法决定MOSFET开关管的关断跟随最优参考电流。当波高降低时,如果直接采用爬山法确定最优参考电流,扰动方向会判断错误,因此加入平均功率减小阈值的判断。仿真结果表明,改进后的爬山法无论波高上升还是下降都能正确判定扰动方向,能够随波高的任意变化自适应调整Boost电路的等效负载,使磁流体波浪发电机得以输出最大功率。最后,搭建硬件电路,利用直流电压源模拟磁流体波浪发电机,通过实验验证控制策略的有效性。     

计及风光不确定性的新能源虚拟电厂多时间尺度优化调度

针对中国西北地区新能源消纳问题,该文聚合风力发电、光伏发电、光热电站、电储能装置组成虚拟电厂（VPP）,提出一种基于鲁棒随机优化理论的新能源虚拟电厂多时间尺度优化调度策略。首先对风力发电、光伏发电、光热电站与电储能装置进行数学描述,在此基础上建立VPP多时间尺度优化调度模型。在日前调度层中,以VPP运行效益最大为目标,依据风光日前预测出力建立日前优化调度模型;在时前调度层中,以VPP运行成本最小为目标,根据风光时前预测出力建立时前调度修正模型。同时,为了衡量风电、光伏发电出力不确定性对系统的运行影响,建立VPP随机优化调度模型。仿真结果验证该模型可提高运行效益与新能源消纳能力。     

不同结构风力永磁同步发电机系统的优化设计与对比

以直驱和齿轮箱驱动的风力永磁同步发电机系统为研究对象,采用实数编码遗传算法对系统进行优化设计,并用有限元方法对优化结果进行验证。通过对不同驱动链结构以及不同功率等级风力永磁同步发电机系统的成本、年发电量、损耗及效率等特性进行优化设计与分析,结果表明:直驱式风力永磁同步发电机系统的年发电量最高,一级齿轮箱驱动的风力永磁同步发电机系统经济性最好,三级齿轮箱驱动的风力永磁同步发电机系统没有明显优势。     

光伏电站中光伏组件串联数的优化设计

目前在光伏电站设计中,光伏组件串联数的计算广泛使用GB 50797-2012或IEC 62548-2016中的计算方式,假定在极端环境低温的情况下对光伏组串的开路电压、最大功率点电压等进行计算,进而确定光伏组件成串数量,即光伏组件串联数.但随着对光伏电站度电成本的要求日益严苛,上述对于计算光伏电站的光伏组件串联数的要求...     

双馈式变速变距风电机组LPV控制器设计

提出了一种将闭环极点配置到满足动态响应区域内的增益调度LPV(linear parameter varying)鲁棒H_∞控制器设计新方法,以解决机组的动态稳定性问题.利用LPV的凸分解方法,将风电机组线性化模型化为具有凸多面体结构的LPV模型,然后利用LMI(linear matrix inequalities)方法对凸多面体各顶点分别设计满足H_∞性能和闭环极点配置的反馈增益,再利用各顶点设计的反馈控制器综合得到具有凸多面体结构的IPV控制器.与PID控制的仿真结果相比较,验证了该控制器具有良好的控制性能.     

小型PEMFC电源系统热设计实验研究

通过实验研究了利用燃料电池产生的废热以强制对流传热的方式给金属氢化物储氢器加热的可行性与具体的设计方案,与目前已报道的国内外便携式PEMFC系统相比,该方案无任何附属设备,使系统保持较高的整体效率,提高了金属氢化物储氢器的放氢性能.通过正交实验和实验数据的方差分析得知该方案在保证金属氢化物储氢器持续放氢的同时,对PEMFC无明显负面影响.     

运用虚拟同步机技术的新型兆瓦级光-储并网结构

提出一种新型的VSG光-储分布式发电系统结构,该方案在传统光-储并网发电系统的逆变器后端另外添置了一套储能电池.这样不但可提高光伏组件的工作效率,避免光伏出力变化对系统频率造成影响,而且还可根据电网负荷的异常波动情况及时有效地输出有功及无功功率,达到稳定电网频率、电压的作用.系统的动态分析及仿真结果证明了该新型光-储并...     

含储能的三端SOP对主动配电网的潮流优化研究

提出一种含储能的三端智能软开关(SOP)对主动配电网的潮流优化策略,建立以SOP传输的有功功率、无功功率为决策变量,多种约束条件下配电网总有功损耗最小、电压偏差最小的多目标优化数学模型,采用多目标粒子群优化算法求取全局最优解,对SOP的最优接入位置进行选取,实现主动配电网总有功损耗的降低和电压水平的改善.最后,将不同类...     

集群光伏电站一次调频参数经济优化设计方法

针对集群光伏电站参与电网一次调频,提出一种可实现光伏电站经济性最优的一次调频下垂参数优化设计方法.通过模拟同步发电机一次调频的下垂控制,设计考虑减载率与左右下垂系数3个参数的光伏集群参与一次调频的控制方案.在建立单一光伏电站调频参数优化模型的基础上,通过K均值聚类实现光伏集群规模化一次调频参数的降维优化设计.最后,以5...     

基于分层控制的微电网混合储能协调优化策略研究

复合储能是保障微电网安全稳定的关键技术之一,本文根据储能电源的各自运行优势特点,提出了基于上层下垂-下层倒下垂的分层协调控制策略,上层全钒液流电池储能运用自主下垂控制,超级电容运用倒下垂控制策略,以增加系统稳定性、减少系统建设成本、增加实际工程可行性为优化目标,应用PSCAD专业软件对系统进行模拟仿真,仿真验证本文所采...     

计及住宅混合能源需求响应的含风电系统随机优化调度

建立基于需求响应的住宅混合能源系统优化运行模型.同时,采用负荷聚合方法来集中分散的住宅需求响应能力.在电网层面,建立计及需求响应与风电的日前随机优化调度模型.最后,分别对6节点系统和IEEE-118节点系统进行仿真.仿真结果表明,6节点系统的弃风量下降77.5％,IEEE-118节点系统的住宅能源成本、电力系统运行成本...     

智能电网下多时间尺度家庭能量管理优化策略

建立负荷在功率约束与需求响应约束下的激励需求响应模型以及含分布式电源、储能与电动汽车的家庭用电模型,在预测模型多时间尺度能量管理的基础上,以最小化用户自身用电费用与买电功率波动的两层目标函数实时优化调整策略.通过实时调整储电池、电动汽车的充放电,从而保证用户购电满足需求相应的要求.最后采用改进的粒子群算法对多时间尺度目...     

风-水电联合优化运行分析

以风-水电联合运行后的风电场效益最大为目标,提出了将概率遍历搜索和局部弹性搜索相结合的混合遗传算法来进行风-水电联合优化运行的仿真分析.仿真结果表明风-水电联合供电不但提高了风电场的收益,同时也平滑了风电场的功率输出,这将有利于提高风电在电力系统中的份额,促进我国风电产业的发展.     

风电虚拟同步发电机主动调频性能实测验证与优化

相比常规同步发电机,风电机组有功响应与电网频率解耦,不具备主动频率响应能力,给高比例新能源接入电网后的频率稳定带来新挑战.风电经虚拟同步发电机技术改造后具备主动调频能力.该文针对预留备用容量及转子惯性控制两种主动调频控制方式开展现场测试,测试结果表明风电虚拟同步发电机具备有功功率支撑能力.针对现场实测发现的风电虚拟同步...