基于单机最优功率曲线拟合的多场景风电功率预测方法

风的时变和间歇性制约风电与负荷的实时能量平衡,准确的功率预测有助于风能成为可调度能源。针对风电不确定性问题,提出了基于单机最优功率曲线拟合的多计算流体力学(CFD)场景风电功率预测方法。首先,离散求解大气物理运动方程,并建立能反映风电场流体分布的CFD加速比矩阵。其次,针对风轮旋转尾流效应,提出了参考风轮推力系数的自由与带有激盘模型流场的变权重CFD组合预测。最后,提出了一种利用经过尾流修正风电机组自身风速计数据的迭代风电功率曲线拟合方法,以贡献率为判断指标,迭代剔除坏点并拟合单机最优功率曲线。实际算例结果证明所提方法可以有效提高功率曲线拟合和预测精确度。     

基于虚拟同步机技术的风储系统协调调频控制策略

为了充分发掘风电机组调频能力,考虑传统储能系统直接补偿风电场二次频率跌落调频控制策略存在储能系统容量需求高、经济性差的缺点,该文提出一种基于虚拟同步机（VSG）技术的风储系统协调调频控制策略。首先,在风储VSG系统结构基础上建立风储VSG数学模型,并分析风储VSG调频特性;其次,依据储能系统数学模型研究储能系统VSG调频控制方法;然后,综合考虑风电场与储能系统出力特点,提出基于风电惯量释放和储能稳态支撑的风储协调控制策略,通过风电场与储能系统并行出力的方式,在降低储能系统容量需求的同时充分发挥风电机组短时功率支撑的作用;最后,通过仿真分析可知,采用该文控制策略可在稳定系统频率的基础上大幅降低储能系统容量配置,提高风电场调频经济性。     

基于线扫描图像技术的立井多绳摩擦提升钢丝绳承载特性研究

为了能够方便快捷的识别立井多绳摩擦提升钢丝绳的健康运行状态,提出了基于线扫描图像技术检测摩擦轮边界处提升钢丝绳的横向振动,从而评估提升钢丝绳承载特性的方法。首先,通过基于VC++开发线扫描图像采集程序实现提升钢丝绳的横向振动检测,实时记录;其次,采用基于小波变换的图像边缘提取算法,识别提升钢丝绳相对振动偏移量;最后,基于带通滤波和FFT变换,得到了提升系统匀速运行过程中弦绳横向振动的固有频率及提升钢丝绳的承载特性。经实验验证,该方法克服了立井多绳摩擦提升钢丝绳张力识别困难等问题,为立井多绳摩擦提升系统的健康运行提供了保障。     

考虑风电功率预测的分散式风电场无功控制策略

分散式风电接网模式可以解决集中式并网限电等问题,但对配电网传统运行模式带来挑战。为解决其经济稳定运行难题,提出了一种包含无功预测、无功整定、无功分配的三层新型分散式风电场无功协调控制策略。其中,无功预测层利用物理和统计方法组合预测单台机组未来无功输出能力;无功整定层针对有无无功补偿设备,提出风电机组基于电网无功缺额降出力的自身补偿和多时间尺度协调离散补偿设备、静止无功发生器(SVG)与风电机组共同补偿配电网无功需求方法;无功分配层基于风电功率预测无功功率信息,考虑风速波动性,按照优先级动态筛选风电机组,调节其输出功率以跟踪无功补偿指令。工程算例证明了所提策略可以有效提高电压支撑能力,减小风电场损耗。     

基于有限位置集锁相环的永磁风力发电机转子位置估计方法

针对风速突变时,同步参考系锁相环(SRF-PLL)估计永磁同步发电机(PMSG)转子位置存在响应速度慢及跟踪精度低的问题,提出一种基于有限位置集锁相环(FPS-PLL)的转子位置估计方法。将某一时刻的转子位置离散出多个位置信息,结合滑模观测器和设计的反电动势代价函数计算评估反电动势准确提取实际转子位置。该方法省略SRF-PLL的PI整定过程,并增强了抗风速突变的系统扰动能力。仿真和实验结果表明:在风速突变下能够快速跟踪转子位置和转速信息,转速跟踪整定时间减少42 ms,位置误差在0. 03 rad以下,具有良好的动静态性能及更高的估计精度。     

含高比例新能源的电力系统低频振荡分析与抑制综述

随着碳达峰、碳中和目标的持续推进,由火力发电主导的传统电力系统逐步转变为以新能源为主体的新型电力系统。然而,高比例新能源的接入不仅会改造传统机组的低频振荡特征,亦会引入“类机电振荡”。为深入综述该问题,从电力系统潮流、惯量和动态交互的角度,分析了新能源并网对低频振荡的本质影响因素。针对不同的低频振荡类型,系统梳理了对应的产生机理及分析方法。进一步地,在新型电力系统“源-网-荷-储”架构下,对比分析了各类低频振荡抑制方法及其作用效果。最后,针对低频振荡影响因素、振荡机理及其分析与抑制方法的最新研究成果进行总结与展望。     

考虑电转气与冷热负荷惯性的综合能源系统优化调度

风电、光伏等清洁能源发电具有反调峰特性和不确定性,容易造成弃风、弃光。为应对清洁能源消纳这一挑战,提出考虑电转气与冷热负荷惯性的综合能源系统优化调度模型。搭建电转气和冷热负荷惯性模型,并分析碳交易机制下电转气设备的工作特性以及冷热负荷惯性对其需求的影响,从而建立冷热负荷供需不等式约束条件;进一步建立考虑电转气与冷热负荷惯性的综合能源系统运行成本最小目标函数,以及相应的各机组与系统功率约束。通过YALMIP和GUROBI工具箱建立并求解最优调度模型,结果表明：所提方法能够提高清洁能源消纳能力,降低综合能源系统运行成本。     

考虑电转气与冷热负荷惯性的综合能源系统优化调度

风电、光伏等清洁能源发电具有反调峰特性和不确定性,容易造成弃风、弃光。为应对清洁能源消纳这一挑战,提出考虑电转气与冷热负荷惯性的综合能源系统优化调度模型。搭建电转气和冷热负荷惯性模型,并分析碳交易机制下电转气设备的工作特性以及冷热负荷惯性对其需求的影响,从而建立冷热负荷供需不等式约束条件;进一步建立考虑电转气与冷热负荷惯性的综合能源系统运行成本最小目标函数,以及相应的各机组与系统功率约束。通过YALMIP和GUROBI工具箱建立并求解最优调度模型,结果表明：所提方法能够提高清洁能源消纳能力,降低综合能源系统运行成本。     

电网频率变化下双馈风力发电机组暂态特性分析

为研究双馈风力发电机(DFIG)在电网频率发生变化情况下的暂态特性,建立电网中风力发电系统数学模型,网侧和机侧变换器分别采用基于电网电压定向和电流前馈补偿的定子磁链定向矢量控制策略。根据建立的模型对电网频率变化情况下风力机输出特性进行仿真分析,仿真结果与实测数据进行比较验证模型的正确性。针对电网频率变化过程中引起的转子过电流提出用Butter Worth对转子电流进行低通滤波,可提高双馈风力发电机在电网频率瞬变情况下的穿越能力并取得较好的控制效果。     

基于分布式固体电储热能量转移的电热联合系统优化调度策略

针对固体电储热(SETS)调度容量受投资成本限制,以及现有分布式固体电储热(DSETS)优化调度方法忽略了不同类型用户能量储存与消耗的时间异步性,导致风电消纳功率减小的问题,提出一种基于DSETS能量转移的电热联合系统优化调度策略。首先,制定电网与DSETS用户之间的调度协议,并对DSETS调度功率实施阶段性电价补贴,增加SETS入网容量。其次,根据调度协议偏差阈值提出等值和增值能量转移策略：等值能量转移,当调度协议偏差阈值为0时,调度转移的DSETS功率约束等于用户需求功率;增值能量转移,当调度协议偏差阈值大于0时,调度转移DSETS功率约束大于用户需求功率,超出用户需求部分的存储热能用于辅助热网调节。最后,利用仿真算例验证所提策略的有效性,与传统DSETS分时电价调度策略相比,所提等值能量转移和增值能量转移调度策略的弃风率分别减小0.5%和1.05%。