基于区间二型模糊多属性决策方法的大规模储能选型分析

大规模储能的应用可以有效提升电网新能源消纳能力,降低系统峰谷差.目前,已具备实际应用能力的储能装置众多,且不同的储能装置具有不同的技术经济特性.因此,结合实际场景需求,选择合适的大规模储能类型,对于提升储能系统安全经济运行水平具有重要的理论与现实意义.针对大规模储能选型问题,在考虑了多种储能备选方案的技术、经济和环境指标的基础上,构建了大规模储能选型层次结构及指标体系,并进一步提出了基于区间二型模糊集的大规模储能选型方法.将区间二型模糊层次分析法与熵权法相结合求解指标权重,然后基于区间二型模糊集合的接近理想点(TOPSIS)法完成备选方案排序及优选,解决了传统储能选型方法主观性强的缺点;同时,通过引入二型模糊集提高了选型过程中对于不确定性因素表达的灵活性.最后,通过算例分析验证了所提方法的正确性和有效性.     

一种基于多元物理场耦合的变压器故障演化评估模型

变压器作为电力系统的重要设备,其故障预防和寿命管理对提升电力系统运行的可靠性具有重要意义。为实现变压器设备故障状态的高效评估,文中从变压器故障机理的关联性和复杂性特征出发,建立了基于多元物理场耦合与模糊数理论的变压器故障演化评估模型。首先,基于变压器故障的关联性特征,建立变压器故障演化网络图。其次,考虑到变压器故障机理复杂以及监测数据有限,采用COMSOL软件进行多元物理场耦合仿真;同时结合模糊数理论,建立变压器故障演化概率计算模型。最后,引入风险熵表征变压器故障演化的不确定性,提出变压器故障演化路径最大概率表达式,并将其转化为线性规划问题,进而得到不同初始风险因素下变压器最大概率故障演化路径。算例分析表明:模型计算结果能够反映变压器故障统计数据特征,可为变压器的状态评估提供参考。     

计及电气特性的空调负荷建模及集群控制策略

为充分发挥温控负荷的调控潜力,以空调负荷为例,对空调负荷建模及集群控制策略进行了研究。首先从热力学模型与电气模型两方面建立了完善的空调负荷模型;其次考虑空调的启停次数以及使用寿命等实际因素,提出了一种基于改进温度优先序列的空调负荷集群群内控制策略;最后分析了负荷电压变化对集群响应功率的影响,基于频率下垂控制,提出了一种考虑功率响应偏差、电压约束以及集群等效荷电状态的空调负荷集群控制策略。基于MATLAB/Simulink的仿真结果表明,所提的空调负荷集群控制策略能够平抑微电网功率波动,同时能够有效降低空调的启停次数,减小对空调使用寿命的影响。     

考虑先进绝热压缩空气储能电站备用特性的电力系统优化调度策略

先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed airenergystorage,AA-CAES)技术被认为是目前最具发展潜力的大规模储能技术之一。该文详细分析AA-CAES电站在不同运行工况下的备用特性,建立考虑备用市场的含AA-CAES电站电力系统优化调度模型。该模型中除了计及能够反映AA-CAES电站实际热力学过程的储能电站运行约束外,还综合考虑AA-CAES电站的动态特性、出力限制、储气室气压限制和储热器储热量限制对AA-CAES电站备用容量调节范围的影响。针对AA-CAES电站备用容量调节范围不连续的特点,模型中引入常规机组备用容量购买下限约束,以实现系统备用容量连续可调。最后,基于IEEE30节点系统进行算例仿真,仿真结果验证了模型的有效性。     

基于集中供热系统储热特性的热电联产机组多时间尺度灵活性协调调度

我国北方地区高渗透率风电场和高比例热电联产(combined heat and power,CHP)机组的电源结构给电力系统调度和运行控制带来了巨大挑战。通过CHP机组与集中供热系统协调配合,释放CHP机组灵活性潜力是解决这一问题的有效手段。但是,CHP机组灵活性有限且难以度量,如何利用CHP机组的灵活性来协调满足电力系统调度和运行控制的不同需求,是高效、安全发挥CHP机组灵活性的前提。基于此,该文从电力系统调度和控制时间尺度角度定义了CHP机组多时间尺度灵活性,提出了满足CHP机组多时间尺度灵活性释放的CHP机组与热网系统协调模型。建立了电热系统联合调度框架:集中供热系统给出满足最大化CHP机组电出力灵活性的CHP机组允许热出力区间,电力系统以允许热出力区间为电热系统运行边界,实现CHP机组多时间尺度灵活性的最优分配。采用电/热联合系统算例,研究了高渗透率风电条件下CHP机组多时间尺度灵活性对风电消纳以及系统备用需求的影响,算例结果验证了该文所提方法的有效性和优越性。     

基于PCHD模型的VSC-HVDC的无源控制及滑模辅助改进控制

无源控制因具有全局稳定性且不存在奇异点,逐渐被应用到基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)控制中。提出一种设计方法较为简单的基于端口受控耗散哈密顿系统(PCHD)模型的无源控制策略,然后加入辅助滑模控制以提高其鲁棒性。在Matlab/Simulink中的仿真实验表明,所提两种控制策略与优化后的PI控制策略相比,具有较好的动态性和鲁棒性。     

基于多状态Markov模型和逆最优理论的HVDC附加控制器

高压直流输电(HVDC)的附加控制器可以显著改善交直流混联系统的稳定性,但电力系统在随机大扰动下呈现出连续时间动态和离散事件相互作用的混杂特性,使得基于系统固定工况的传统建模方法无法全面描述系统的运行状态。针对此问题,提出了一种基于多状态Markov模型和逆最优理论的HVDC附加控制器。首先建立了多区域交直流混联系统的多状态Markov模型,在此基础上,提出了交直流混联Markov系统的逆最优反推控制策略,该策略将非线性系统最优控制问题转化为渐近稳定控制律的求解问题,不仅能够确保随机扰动下系统的鲁棒稳定性,还解决了具有非线性特性的系统全局优化问题,同时也避免了求解HJI偏微分方程,使控制策略易于工程实现。在选择控制参数时,以设备停运率替代Markov系统的状态转移率,因而可在满足系统多状态特性的同时,避免由于实际系统运行方式的复杂性给控制策略的实现带来的困难。仿真结果表明,与传统的控制器相比,所提的HVDC附加控制器能显著提高交直流混联系统的暂态稳定性。     

考虑平滑效应的多源优化调度模型研究

充分利用风光出力的平滑效应,可以降低可再生能源的总体波动性,有助于缓解风光并网对系统的冲击,提升系统运行经济性。针对基于平滑效应的电力系统多源调度问题,文章首先研究了基于风光出力波动的自适应天气辨识方法,实现了不同天气的自适应辨识;之后,以标准差及电源额定功率对平滑效应进行量化,以平滑效应最优、发电成本最低为双层目标函数,建立了不同天气类型下多源互补双层优化调度模型。通过仿真算例表明,优化调度模型不仅降低了可再生能源的波动性,且减少系统备用成本和发电成本,可以实现系统经济效益的提升。     

基于自适应下垂特性的孤立直流微电网功率精确分配与电压无偏差控制策略

基于下垂控制的直流微电网为自主集成分布式电源、储能单元和多类型负荷提供了一种有效的方式。在传统下垂控制作用下,由于直流微电网中各分布式电源出口线路参数不一致,且存在本地负荷,因而降低了负荷功率的分配精度,难以最大程度发挥分布式电源的效率,甚至引发分布式电源过载等问题,同时线路电阻上的电压降会进一步降低直流母线的电压质量。为了实现分散控制模式下孤立直流微电网的功率合理分配,并消除直流母线电压的偏差,提出基于自适应下垂特性的功率精确分配策略和直流母线电压无偏差控制策略,且在功率分配策略中考虑了本地负荷的影响。同时对DC-DC变换器在所提改进下垂控制下的响应特性进行分析,并讨论关键参数对系统稳定性的影响。仿真对比结果证明了所提控制策略的正确性和有效性。     

含CAES和多类型柔性负荷的电力系统多时间尺度电能-备用联合优化调度

为了应对大规模风电接入,压缩空气储能(CAES)技术和柔性负荷主动响应技术在近年来发展迅速。以含CAES电站、可转移负荷、可中断负荷、可直接负荷控制(DLC)负荷、风电场、常规机组的电力系统为研究对象,综合考虑CAES电站和多类型柔性负荷在日前、日内、实时时间尺度下的调度特性及其在备用与调频方面的应用潜能,建立考虑源-荷-储协调互动的电力系统多时间尺度电能-备用联合调度模型。该模型以最小化电网运营商的总支出成本为优化目标,能够同时制定系统的发电计划、旋转备用购置与调用计划和自动发电控制(AGC)参与因子配置计划。基于修改版PJM-5Bus系统的仿真结果验证了所建调度模型的有效性。