居民视角下辽宁省可再生能源发展建议及影响因素研究

大力发展可再生能源有助于实现“双碳”战略目标。在影响可再生能源发展的诸多因素中,居民看法的影响程度有待进一步研究。文章以辽宁省居民对可再生能源认知、态度、行为以及政策意见为研究内容,依据人口数、可用耕地面积以及通过U-Net模型识别计算的可用屋顶面积,结合内曼分布设计各市所需问卷数,在线上线下同时展开调查。在所得的1332份问卷中,20.00%以上的居民对可再生能源有错误认知,63.62%的居民愿意推动可再生能源发展,65.57%的居民更希望企业发挥较大的作用。对所得数据进行主成分分析和回归分析,结果表明,职业类型显著影响居民对可再生能源的认知和行为,企业类居民对我国能源资源、家庭储能系统的了解程度比非企业类居民分别高9.66%,18.20%;企业类居民主动选择价格稍高的绿色节能家电比非企业类居民高10.37%;非在校学生为可再生能源发电支付更高电价的意愿比在校学生高10.93%。支持在辽宁发展可再生能源产业的居民,更容易接受价高的绿色节能家电,同时支持将自己的低碳行为转化为绿色积分或碳配额。文章基于以上研究成果,提出开展社会活动,提升辽宁省居民可再生能源认知水平;鼓励金融机构增加可再生能源技术的研发投资,降低产品价格,增加居民参与积极性;提出可再生能源总体运作框架,促进绿色积分交易,在辽宁省打造一批净零碳排放的示范区。

多光伏电站接入风光火耦合系统选址优化

可再生能源机组出力的波动性及并网位置的不合理,导致耦合系统电压波动、功率偏差及投资成本的增加。针对风光火耦合系统选址优化调节需求,文章提出一种基于离散粒子群的多光伏电源接入选址优化方法。分析了光伏电源的无功补偿特性及其接入位置对系统电压偏差及网损的影响,建立了可再生能源与火电耦合的发电系统模型,并将光伏电源作为耦合系统的无功调节装置。以电压偏差和线路损耗综合最优为目标函数,采用离散粒子群算法对光伏电源接入点进行求解,算例分析结果表明,多光伏电站接入点优化方法保障了各节点电压偏差,减少了线路损耗,进而提高了风光火耦合系统的安全稳定性。

基于贝叶斯推理的电力系统转动惯量和新能源虚拟惯量估计方法

在新型电力系统背景下,以风光为代表的可再生能源导致系统惯性水平低、不确定性强,电网频率稳定问题凸显。基于虚拟惯量控制的新能源虽然在一定程度上提升了低惯量电网的频率稳定性,但同时增加了电网惯量评估难度。针对传统电网在线惯量监测方式难以准确估量同步机转动惯量和新能源虚拟惯量的问题,文章在无需任何线性假设的前提下,提出一种基于多重重要性采样-贝叶斯推理的电力系统转动惯量和虚拟惯量综合估计方法。基于相量测量单位(PMU)局部测量信息和贝叶斯推理框架,通过多重重要性采样算法抽样获得惯量参数的非高斯后验分布,从而保证惯量估计准确性。仿真结果表明,该方法在同步和非同步发电机的在线惯量估计方面均具备较高的精度,可推广应用于以新能源为主导的新型电力系统。

基于线性补偿的宽频相量测量方法及其测试

随着可再生能源发电和电网中电力电子设备的占比不断提高,电力系统的宽频振荡已成为制约可再生能源消纳的重要因素。为抑制高比例可再生能源电力系统的宽频振荡与满足保护需求,文章提出了一种宽频相量的测量方法,并研制了相应的装置。首先,该装置基于加窗的离散傅里叶变换算法和三峰插值算法,实现多路多模态电压、电流的宽频相量测量;然后,基于线性回归的方法补偿了高频振荡相量的幅值和相位测量结果,在保障动态响应速度的同时,有效提高了装置的测量精度;最后,基于测试仪和实时数字仿真平台测试验证了所研制装置的宽频相量测量性能,为保障新型电力系统安全稳定运行及可再生能源消纳提供了数据支撑。

质子交换膜燃料电池热管理系统建模及故障仿真

文章以质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)系统为研究对象,分析系统中各组成部件的工作机理,在MATLAB/Simulink软件中搭建了燃料电池电堆电压、阴极、质子交换膜、阳极以及温度的数学机理模型,同时使用Simulink/Simscape物理建模平台搭建热管理系统的物理模型,将两种模型集成为完整的PEMFC系统仿真模型。在所搭建的热管理系统模型中注入典型故障:散热器风扇故障和冷却液流量不足故障,对各故障模式下的燃料电池性能进行了分析。仿真结果表明:PEMFC系统模型结果与试验结果基本一致,验证了模型的合理性;通过对热管理系统故障进行仿真,可以清楚地了解故障发生的机理,为其故障诊断提供了参考依据。

基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制策略

多能互补综合能源系统(Integrated Energy System,IES)是提高分布式新能源渗透率和增强终端能源消费灵活性的重要手段,针对现有技术在多能系统对外能量特性建模和多系统交互策略方面研究的不足,文章提出了一种基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法,基于多代理技术构建楼宇-代理商-配网三层能量交互架构,以描述系统对外特性的虚拟储能模型为交互接口,量化分析管控多楼宇和并网储能、微燃机等多能分布式资源的代理商的虚拟储能。在此基础上,按照系统空间范围扩大递进分析,构建基于多代理的综合能源系统用能协调控制策略,该策略能够根据决策目标最大化利用以配电网为核心的楼宇、园区等各层级综合能源系统的资源,尽可能实现自治运行。

《可再生能源》杂志自办发行启事

尊敬的读者:为提高期刊发行效率,扩大期刊影响,方便读者与编辑部的联系,自2016年起,《可再生能源》杂志自办发行。《可再生能源》杂志自1983年创刊以来,得到了可再生能源与新能源领域广大科技工作者的全力支持和倾心爱护,使《可再生能源》杂志取得了长足的进步。日前,《可再生能源》杂志是全国中文核心期刊(能源与动力工程类)、CSCD来源期刊(C库)和中国科技核心期刊,是美国《化学文摘》(CA)、英国《国际农业与生物科学研究中心》(CABI).

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尊敬的读者:为提高期刊发行效率,扩大期刊影响,方便读者与编辑部的联系,自2016年起,《可再生能源》杂志自办发行。《可再生能源》杂志自1983年创刊以来,得到了可再生能源与新能源领域广大科技工作者的全力支持和倾心爱护,使《可再生能源》杂志取得了长足的进步。目前,《可再生能源》杂志是全国中文核心期刊(能源与动力工程类)、CSCD来源期刊(C库)和中国科技核心期刊,是美国《化学文摘》(CA)、英国《国际农业与生物科学研究中心》(CABI)、美国《剑桥科学文摘》(CSA)和波兰《哥白尼索引》(IC)的收录期刊。《可再生能源》杂志以发布新能源、可再生能源技术领域科研成果和应用技术为办刊宗旨,涉及太阳能、生物质能、风能、地热能、水能、垃圾再利用能等方面内容,是可再生能源及相关行业广大科技人员、管理人员和高等院校师生的得力助手。

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绿氢-绿氨工艺流程的多稳态模拟和动态响应

绿氢-绿氨工艺是指利用可再生能源发电、电解水制氢得到的氢气为原料合成氨的工艺流程,其具有受天气条件影响、负荷波动大、工段间耦合性强的特点。为研究绿氢-绿氨工艺流程中发输变电、电解水制氢、储氢、电化学储能、合成氨等工段之间的系统集成和协同调度方案,利用新一代流程模拟软件AVEVA Process Simulation建立了稳态-动态双模式通用型绿氢-绿氨全流程工艺模型,并通过多稳态模拟的手段分析了系统对天气变化的动态响应。结果表明,合理设计和调度储氢和储能单元不仅可以显著稳定化工生产、合理消纳可再生电力,还能稳定网电补充,提高整体经济效益。

《可再生能源》杂志自办发行启事

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适用于可再生能源的高增益升压变换器

由于可再生能源的输出电压水平较低,在并网的过程中须要使用升压变换器来提高电压水平。文章提出了一种高增益升压变换器,该变换器不仅能实现高电压增益,而且还能扩展电路结构以满足更高的升压要求。首先理论分析了所提出变换器的工作原理和开关器件应力,给出了器件参数设计方法;然后对比研究了该变换器的升压能力,分析了非理想器件对电压增益的影响;最后通过仿真模型和实验样机相结合的方法,验证了理论分析的正确性和可行性。

支撑规模化可再生能源高效聚合的虚拟电厂运行方法研究

为了提升风电并网效率,减小对传统电网的冲击,文章将风电和分布式储能电站聚合为虚拟电厂,通过刻画聚合后的运行可行域,实现削峰填谷,减少化石能源消耗和环境污染。基于聚合等值算法和与凸胞边缘检测法提出了虚拟电厂灵活聚合方法,基于多目标优化算法建立了同时考虑常规机组、可再生能源机组运行约束、储能电站能量守恒及容量限制约束的目标函数组,解决了多类型机组最优出力与储能最优充放电顺序的多目标优化问题,进而在IEEE-11机组标准算例中,加入风电及分布式储能进行了仿真验证。算例结果表明,采用等值算法的储能与可再生能源聚合虚拟电厂方案对增加新能源消纳、降低运行费用和节约化石能源具有显著效果。

基于智能卸荷电路的双馈风电机组故障穿越控制

双馈风电机组并网比例不断提高,加剧了电网遭遇外部故障导致规模化脱网问题。文章介绍了现有风机故障穿越控制方案的原理,考虑到频繁投切直流卸荷电路电阻易引起电压波形畸变、超级电容器控制方案成本过高等问题,提出了基于智能卸荷电路的双馈风电机组故障穿越控制方案。该方案将卸荷电阻通过DC/DC变换器与直流母线相连,在控制电路中引入有功功率-直流母线电压的下垂控制环节,实现故障期间电路电阻吸收功率的动态调节,同时设置高、低电压穿越两种模式,根据并网点电压变化情况自主启动。最后,在Matlab/Simulink中对智能卸荷电路控制策略进行验证。仿真结果表明,基于智能卸荷电路的风电机组故障穿越控制策略在直流母线电压抑制、电压恢复所需时间、转子电流畸变程度和方案经济成本等方面具有优势。

面向综合能源协调的虚拟电厂调控平台设计与规划优化

为解决综合能源协调调度难题,文章提出了基于虚拟电厂调控平台设计和综合能源协调调度模型。通过分析虚拟电厂的基本网架结构,设计了虚拟电厂总体架构,分为资源层、平台层和应用层,并设计了网络架构和数据流架构。基于该架构建立了面向综合能源协调的虚拟电厂调度应用模型。针对模型内光伏、风力发电、电解器、燃料电池、氢气储能、电池储能,以可靠性指标作为切入点,提出了全生命周期内成本最小的目标函数。通过算例分析,验证了文章所提出的模型在可靠性和成本方面的优势。

含T接逆变型分布式电源配电网的自适应距离保护

大量逆变型分布式电源(Inverter Interfaced Distributed Generation,IIDG)接入配电网,传统继电保护技术的可靠性无法满足。为了提高配电网供电可靠性,适应可再生能源大量渗透的新型电力系统,针对含T形接入IIDG的配电网,文章提出了一种自适应性的距离保护方案。分析了故障发生在不同位置对保护的影响,根据IIDG在系统发生故障时的输出特性,通过BP神经网络利用保护本地电气信息计算IIDG的输出电流,实时整定动作值。该方法由于无需与远方通信,动作速度快,并且减少了通信系统的投资。最后在MATLAB中建立了含T形接入IIDG的10 kV配电网模型,并与传统距离保护进行了对比,验证了该保护方法的优越性。

基于绿电和自愿减排量交易的园区低碳电力运营优化

为保证园区电力运营经济性,提高清洁电能的使用比例,文章提出了一种基于绿电和自愿减排量交易的园区低碳电力运营优化模型。该模型综合考虑了绿电和火电的购电成本、光伏发电成本及自愿减排量收益,以总运营成本最小为目标函数,结合随机概率约束,分中长期、日前和实时三阶段对绿电、火电电量以及光伏发电量进行优化。以南京市某企业园区的数据为基础,在自愿减排量价格合理的前提下,该优化模型可小幅降低园区总运营成本,并且显著提高了清洁电能的使用比例和园区应对扰动的能力。另外,就自愿减排量价格以及置信度取值对优化结果的影响进行了分析。