基于氢能的风-火耦合多能系统设计与综合评估

为了提高火电机组深度调峰极限,挖掘其提升新能源消纳能力的潜力,构建了基于氢能的风-火耦合多能系统.建立了风-火耦合多能系统的设计框架,包括设计原则、系统组成及评价指标体系等,提出了富裕风电制氢支撑的风-火耦合多能系统的总体结构;考虑经济性、能源利用、"双碳"目标、可靠性这4个方面的影响因素,提出了风-火耦合多能系统的多尺度评价指标及其数学模型,并基于模糊层次分析-熵权法确定各指标的权重占比;以某地区拟建的风-火耦合多能系统结构设计为例,验证了所提方法的有效性,可为实际工程建设提供了一定的参考.     

新能源-PEM电解制氢全寿命经济性评估

一次性投资成本、运行成本高且随机功率输入对其制氢效率与耐久性负面影响制约质子交换膜电解槽规模化应用。首先,考虑质子交换膜（proton exchange membrane,PEM）电解制氢系统长时运行效率衰减及其输入功率波动对电解槽耐久性的影响,建立新能源-PEM电解槽全寿命周期成本模型;然后考虑售氢收入与等效环境收入等,建立其全寿命周期收入模型,进而建立全寿命周期经济评估模型;最后结合某区域实际数据,通过算例仿真,验证所提模型与方法的有效性及PEM电解槽制氢系统的经济可行性,为PEM电解制氢技术的规模化应用提供理论依据。     

基于储能技术并网的高穿透功率风电广义运行成本计算模型研究

在讨论高穿透功率风电对现代电力系统构成的并网技术挑战的基础上,提出并建立了基于储能技术的高穿透功率风电并网运行的条件建设补偿成本的概念和计算模型,研究了基于储能技术补偿风电功率预报误差、抑制风电反调峰和宽幅波动后的风电备用容量的惩罚成本,包括风电备用的容量成本和电量成本的计算方法和模型,建立了电网弃风运行的补偿成本计算模型;分析了大规模风电并网发电对现代电力市场及其产业政策的影响,提出并建立了反映电力发展求的风电运行成本计算模型;后,建立了高穿透功率风电广义运行成本计算模型。通过算例仿真进步讨论了:风电穿透功率较高时不宜将风电当成负值负荷计算风电备用容量,风电功率预报误差和风电场装机容量等因素对风电备用容量的电量成本和广义运行成本有较大的影响。     

考虑碳自然循环的离网型风/光-火联合供能系统容量优化配置

针对合理规划离网型风/光-火联合供能系统使其达到碳中和要求的问题,首先考虑风光出力不确定性对新能源为主的离网型供能系统可靠性的影响,提出离网型风/光-火联合供能系统的基本结构;其次,基于自然界可消纳CO₂上限与世界能源需求总量之间的关系,建立供能系统的碳自然循环模型;以系统年总费用值最小为目标,建立供能系统容量优化配置数学模型,并采用粒子群算法求解。基于某实际离网型联合供能系统算例分析表明：所述容量优化配置方法在以较低成本保证供能可靠性的同时,可实现离网型风/光-火联合供能系统CO₂的“净零排放”。     

不同风力机风速突变对其并网系统影响分析

在风速突变条件下,对异步式、双馈异步式、直驱式风机接入电网时电压和风能利用率进行了研究,通过对动态模拟仿真结果对比分析可知,在风速突变时,其中直驱式和双馈式风机对并网系统电压影响较小,且风能利用率较高,而异步风机对系统电压影响较大。     

基于二阶广义积分的变流器电网同步法

在电网侧三相不平衡条件下发生电压跌落和频率波动时,为保持控制系统中变流器正常工作和实现风机的低电压穿越,现使用基于二阶广义积分的方法对上述两种电网不平衡故障条件下的正序电压和相位进行快速精确的检测。此电网同步检测系统主要由三个基本功能块组成：1）正交信号发生器（QSG）;2）正序分量计算模块;3）锁相环（PLL）。利用基于双二阶广义积分的方法搭建了QSG模块,为此,这个电网同步检测系统命名为SOGI-PLL。通过在PSIM软件中搭建仿真模型对基于该方法的PLL进行了验证,结果表明：对于两种电网不平衡故障条件下的正序电压分量及相位,系统能较快地检测出正序分量和相位信息,故障响应时间控制在毫秒级别;且实现了频率自适应检测,跟踪误差小于2%。     

基于卷积神经网络的暂稳极限功率计算

目前求取联络线暂态稳定传输功率极限的时域仿真法和基于李雅普诺夫稳定性理论的直接法计算过程复杂,针对此问题,提出基于卷积神经网络的输电断面暂态稳定极限功率计算方法。首先将系统运行的数据与实验仿真数据相结合,转化为输电断面特征属性,选择输电断面关键特征,将其作为神经网络的输入层向量,然后经过多次训练构建出系统关键特征与输电断面暂态稳定极限功率的非线性映射关系。最后以IEEE14节点进行算例分析,验证了计算方法的可靠性以及有效性。     

基于神经网络的双馈风电机组转速PID控制仿真

为了提高双馈风电机组的转速控制性能,采用了基于BP神经网络的PID控制方案和基于RBF神经网络辨识的PID控制方案,在推导出双馈风电机组暂态电势恒定情况下随风速变化的二阶转速调节模型基础上,分别编制仿真程序,对风电机组转速控制进行了跟踪仿真分析。针对上述两种方案的缺陷,提出了基于RBF网络辨识的单神经元网络PID控制和基于RBF网络辨识的BP神经网络PID控制两种改进控制方案,达到了优化风电机组转速控制性能的目的。     

基于二阶广义积分的风电系统电压跌落检测法

随着风力发电装机容量的不断增大,风电在电网中所占比重也越来越高,这就要求并网风电系统应具有低电压穿透能力。在电网电压发生跌落的情况下,为了使风电系统保持并网状态,对电网进行支撑并穿越故障,文章提出一种准确的、快速的电网故障电压检测方法——正序电压检测方法。该方法能在电网电压发生故障下做出快速的、精准的频率自适应响应。该电压检测系统包括正交信号发生器(QSG)、正序分量计算(PSC)和锁相环(PLL)3部分,系统中应用了二阶广义积分正交信号发生器。系统的输入为电网电压,输出为实时的相位角、正序电压分量和故障信号。通过对系统研究和仿真,表明该系统在电网发生故障时可有效地检测到故障信号。