飞轮辅助的风力发电系统功率和频率综合控制

参与电网频率控制是并网运行发电机组应有的功能。该文在分析风力发电对电力系统运行影响的基础上,提出了一种用飞轮辅助风力发电的方案,研究了风力发电–飞轮系统功率和频率综合控制方法,建立了相应的Simulink仿真模型,用实际风速对飞轮平稳风力发电机输出功率波动、参与电网频率控制进行了仿真。结果表明,在飞轮辅助下,风力发电–飞轮系统可以按要求输出平稳的功率,并且可以像传统发电机组一样参与电网频率控制。

小时风速的向量自回归模型及应用

短期风速预测对并网风力发电系统的运行有重要意义。该文简述了短期风速预测的价值和方法,分析了小时风速的日变化特点。在此基础上,提出将单变量小时风速时间序列向量化,以消除日周期非平稳,进而建立了向量自回归(vector autoregression,VAR)模型,并用于小时风速预测。算例表明,正常天气条件下,该模型可以预测提前72 h的短期风速。该文提出的方法和模型具有一定的普适性,可用于其它领域的时间序列建模与预测。

风力发电工程对环境的影响

风力发电具有公认的环保优势,但风力发电工程对局部生态环境及自然景观等影响也日益受到人们的关注,主要体现在风轮机的视觉污染(或自然景观问题)、噪音、鸟类安全及电磁干扰等方面.风电场对环境的影响比单台风轮机对环境更大.风电场建成后再来消除或减轻不良影响将会付出高昂的代价.因此,在风电场规划、设计阶段,就应该充分考虑风力发电工程可能对环境造成的各种不利影响,并采取必要措施将其降至可接受的程度.

水电-风电系统联合运行研究

对水电、风电的特点及其互补性进行了分析,建立了水电-风电优化联合运行的线性规划模型,用水电厂的历史入库流量和风电场的实测风速研究了水电厂和风电场各自单独运行、理想联合运行及优化联合运行,揭示了水电以其容量支持风电和风电以其电量支持水电的水电-风电互补特性。

计及发电机励磁调节器静态特性的电力系统潮流计算方法

提出了在电力系统潮流计算数学模型中计及发电机励磁调节器静态特性的方法,给出了相应的节点功率误差方程,推导了雅可比矩阵中相应的元素,用FORTRAN语言编制了计及发电机励磁调节器静态特性的电力系统潮流计算程序,用4节点系统进行了对比计算.研究结果表明,该计算方法是合理的.

负荷以恒定阻抗模型表示的电力系统潮流计算方法

在传统的电力系统潮流计算数学模型中,都是假定负荷节点的有功功率P、无功功率Q保持不变,这与电力系统实际运行情况并不完全相符.据此,提出了负荷以恒定阻抗模型表示的电力系统潮流计算方法,给出了相应的节点功率误差方程,推导了雅可比矩阵中相应的元素.用Fortran语言[1]编制了负荷以恒定阻抗模型表示的电力系统潮流计算程序,用5节点系统进行了对比计算.研究结果表明,电炉、电镀和电解等纯电阻性或近似电阻性负荷以恒定阻抗模型表示,潮流计算结果更加符合电力系统实际运行情况.

导纳型与阻抗型节点电压方程

在电力系统潮流计算中 ,通常用节点导纳矩阵形式的节点电压方程描述网络的数学模型 ,而在电力系统短路电流故障分量 (基频交流分量初始有效值 )计算中 ,为什么要使用网络的节点阻抗矩阵 ?本文对这个问题作了比较深入的分析 ,并据此阐述了《电路原理》与《电力系统分析》课程在理论性与实际性方面存在的差异。

用实测风速校正的短期风速仿真研究

风速仿真是风力发电研究的重要手段之一。该文简述了风特征研究概况,建立了基于Kaimal风速功率谱的短期风速仿真模型;将仿真风速与实测风速时间序列做对比,发现仿真结果总体性态良好,但无法反映被仿真场址的特定风速变动规律。因此,进一步提出了用实测风速校正仿真风速的方法,校正后的仿真风速不仅总体性态良好,而且能很好地反映被仿真场址的特定风速变动规律。该文的短期风速仿真方法可以用于短期风速预测、风轮机动态仿真、风力发电控制与电能质量分析等风力发电仿真研究,也可以用于其它风工程、信号分析等领域的仿真研究。

计及分布式电源的配电网储能配置研究

分布式电源的接入,给配电网的可靠运行带来了一定影响,需要配置相应的储能装置来保证系统的安全运行。该文计及储能装置和分布式电源对配电网潮流的影响,同时结合储能装置的自身成本对系统的经济效益进行分析;建立以配电网节点电压波动最小以及储能装置经济性最优为目标的多目标函数模型,并利用基于人工免疫系统的多目标优化算法对模型求解,得到最优Pareto解集;为选出最佳结果,采用理想点决策方法选出储能装置最优配置方案。最后通过算例仿真分析,得到不同储能形式的最优配置方式。

电力系统规划数据平台的数据设计

目前,常用电力系统规划应用软件没有全面、规范的电力系统规划基础数据平台,采用面向对象分析方法和统一建模语言建立电力系统规划数据模型,实现了类设计到数据库表设计的转换,探讨通用励磁系统数据模型和自关联数据模型的设计.应用表明,电力系统规划数据平台信息全面,可扩展性强,能够提高规划工作水平和效率.

峰谷电价下配电网中分布式储能的容量配置

为了进一步提高电力系统的可靠性和经济性,对配电网中储能设备的容量进行合理配置。基于分布式储能装置的引入给配电系统带来的影响,并考虑峰谷电价政策的影响,针对储能装置带来的经济效益分别从发电侧、输配电过程、降低网损、峰谷电价效益等各方面进行了经济性上的量化;结合储能装置的自身成本,以年收益最大为目标建立了储能装置容量的优化配置模型。最后考虑储能装置给系统潮流带来的影响,在约束条件中加入节点电压波动约束,通过对算例进行分析,得到了不同类型储能设备的最优容量配置。

基于改进粒子群算法的风光水蓄互补微电网优化运行研究

在分析风能、太阳能、水能资源的互补性的同时，给出了风光水蓄互补微电网的供电模式。在保障系统安全稳定的基础上，建立了风光水蓄互补微电网的优化运行数学模型，以系统的最大日收益为目标函数，并运用改进粒子群优化算法进行求解。仿真结果表明了优先安排风电、光伏发电，再对蓄电池储能、小水电进行出力优化的控制策略的可行性，可为实际应用提供参考。

平抑风电出力波动的混合储能系统优化策略

随着能源结构不断优化,风电在电网中的比重日益突出。针对风电出力波动性的特点,利用超级电容和蓄电池相结合的混合储能系统对其进行平抑。在此基础上提出了一种优化策略,混合储能系统功率分配中,对于超级电容容量易达到极值采用预先处理手段,在功率波动剧烈时段提前对超级电容进行充放电,而相应的缺额则由蓄电池进行补充;同时,为避免蓄电池出现过充或过放现象影响寿命,在其非正常容量区间对其充放电功率进行限制处理。此外,为确定超级电容和蓄电池的最优功率和容量,对平抑效果和经济性进行适当分析,建立了基于平均成本最小的机会约束规划模型。仿真结果证明了该方法的有效性。

风轮机的风能转换及空气动力学分析

基于流管概念,分析不考虑风轮机叶片旋转等因素时理想情况下风轮机的功率输出及最大风能利用系数.从角动量守恒的角度出发,分析考虑风轮机叶片旋转及由此产生的旋转尾波情况下水平轴风轮机的功率输出.借助于飞机机翼升力概念及叶片元理论,分析水平轴风轮机叶片元的空气动力,指出了风轮机叶片空气动力分析与飞机机翼空气动力分析的差异.

液气压缩空气储能在光伏发电中的经济性分析

将液气压缩空气储能用在"自发自用,余电上网"模式的光伏发电系统中,提出了一种能量管理策略,优化储能的充放电和电网的交换功率,建立以日收益最大为目标函数的模型,求解储能的最优容量。最后通过算例分析经济效益,和铅酸蓄电池进行比较,表明液气CAES更具经济性优势,随着技术的改进和性能的完善,经济性将更加明显,是一种具有投资前景的储能方式。

用户侧分布式储能经济补偿方法的研究

本文分析了独立投资者建设的分布式储能系统(Distributed Energy Storage,DES),其所储存的电能在供不同的用户使用时,相比于其他投资方式可带来的更大的经济效益。设计了符合独立投资者建设DES的经济补偿方法,并对该经济补偿方法下DES的经济性进行了分析。分析表明,该经济补偿给配电网和用户带来了较大的经济收益,从而激励独立投资者对满足配电网规划的DES进行投资。

基于随机规划的水风电联合优化运行研究

针对风速预测精度影响水风电联合运行的优化结果,本文将在随机变量表示风电场的输出功率的基础上,建立了一种基于随机规划的水风电联合优化运行数学模型。模型以总发电量和水电厂蓄水量增量之和最大为目标,结合随机模拟技术粒子群算法求得此目标函数的全局最优值。最后,对该模型采用Matlab编程求解,仿真结果验证了文中所提方法的可行性。

基于α-超分位数约束的含光伏电站电网安全经济调度

针对光伏发电的间歇性和随机性的特点,构建了含光伏电站的电力系统安全经济调度模型。该模型利用α-超分位数理论度量在光伏发电并网后系统的不确定性风险,构造了风险函数约束,并采用蒙特卡罗模拟解析法进行计算,得到了不同α值及其风险下的电网安全经济最优调度结果。该模型可将线路安全性与光伏发电随机性联系起来,提高了系统运行的安全性和经济性的效果。计算结果验证了该方法的合理性和优越性。

节点电压方程的任意时刻短路电流实用计算研究

针对传统运算曲线法计算任意时刻短路电流有效值的精确性问题,引入IEC标准及电路理论,利用节点导纳矩阵推导出电力系统短路时任意时刻短路电流的实用计算机算法。该方法解决了将IEC标准应用于软件求解的问题,综合考虑两类节点电压方程进行简化计算,能自动完成系统短路时任意时刻短路电流衰减周期分量及非周期分量的求解,不仅大大减轻了传统运算曲线法的工作量,且计算结果更为精确。通过运用于伊朗RUDBAR水电站实例,验证了算法的准确性与有效性。

电动汽车充电功率需求及其对电网负荷曲线的影响

准确把握电动汽车充电负荷,是评估电动汽车对电网影响以及对电动汽车进行充放电管理的基础。通过影响电动汽车负荷在时间上分布的综合因素及其相应的概率分布,提出了一种基于统计学的电动汽车充电功率模型。在此基础上利用蒙特卡洛方法对电动汽车在不同渗透率下的负荷进行计算。结果表明,电动汽车的规模化应用,给电网带来了新一轮的负荷增长;充电负荷的峰谷差明显加大,给未来负荷调控带来了挑战。