超级电容在风电场相变储输一体化系统中的应用及特性分析

相变储能技术的应用有助于平抑风电场功率波动,但相变储能固有的迟滞特性对调功效果造成的负面影响也越来越突出。提出利用超级电容功率密度高、可以快速充放电的特点,改善相变储能的动态性能。以双螺杆膨胀发电系统为例,研究超级电容-相变储输一体化系统的运行特性。针对系统可能面临的典型工况,提出了考虑荷电状态约束和冲尖功率约束的超级电容环路控制规律;同时提出了考虑相变储能装机容量和爬坡速率的超级电容功率、容量配置方法。仿真结果表明,超级电容的引入极大地缩短了相变储能系统过渡时间,一体化系统获得了更加平稳快速的调功性能。

风电场相变储能膨胀发电系统容量配置方法

为提高风储发电系统可持续运行能力,提出改进的风电场相变储能膨胀发电系统,对该系统的最优容量选取办法进行了研究。首先采用中值滤波法对特定风电场历史年风电功率数据进行分解,根据风电场实际出力平稳分量与调度水平之间的功率差值制定相变储能膨胀发电系统分频控制策略;然后利用非参数估计计算满足给定风电可调度性置信度水平的系统最优功率交换水平。定义储能系统可持续运行能力评价指标,并与考虑功率投资成本、能量投资成本和保障系统可持续运行投资成本的综合经济学评价函数进行折中,计算系统最优能量交换水平。最后,以配备蒸汽直冲式双螺杆膨胀发电系统的风电场为例进行说明。

风电场储能容量合理取值范围分析

风电场配置适当的储能容量可以有效改善因风速变化而造成的输出功率波动。针对怎样选取储能容量较为经济合理问题,在结合一种所需储能容量计算方法的基础上,提出了评判风电场输出改善效果的两种指标。通过详细分析储能容量合理取值受到的各种影响因素,利用储能容量成本及风电场输出功率平滑效果辅助判据,得出风电场储能容量合理的取值范围。

基于不同优化准则的风电功率预测

为了获得较好的风电功率预测综合评价指标和提高风电功率预测精度,提出基于不同优化准则的风电功率预测模型。首先,通过基于贴近度的单项预测模型的择优方法得到较高精度的单项预测模型,然后利用选择出的单项预测模型分别以平均相对误差最小、平均绝对误差最小和均方根误差最小为优化准则建立不同的组合预测模型,最后利用灰色关联度分析方法确定每种组合预测模型在优化模型中的权系数,进而得到优化模型。以风电场的实际数据进行验证,结果表明:与各单项预测模型、不同优化准则的组合预测模型及其他组合模型相比,所提优化模型的整体误差指标较小,有效地提高了预测精度,证明了所提模型的有效性和实用性。

计及充电行为特征与可调性的电动汽车集群优化调度

针对传统电动汽车集群优化调度过程中未能充分考虑电动汽车是否具备参与电网响应的物理条件和主观意愿等问题,提出一种基于双向门控循环单元(Bi-GRU)的电动汽车充电行为可调性识别方法,并以聚合商收益最大为目标进行优化调度。首先,利用电动汽车在充电站内的真实数据描述电动汽车用户充电时间特征、充电电量特征,并从影响用户参与优化调度的主观意愿因素出发,分析并描述用户充电偏好;其次,构建充电过程物理矩阵和用户响应意愿矩阵,并采用Bi-GRU模型将电动汽车划分为可调电动汽车集群与不可调电动汽车集群,计算可调集群充电电量与不可调集群充电电量;最后,从电动汽车聚合商利益最大化角度出发,提出考虑分时电价影响的电动汽车集群参与电网优化调度模型及求解策略。算例表明,与传统优化调度方法相比,所提Bi-GRU模型能精准识别电动汽车是否具备可调性,且优化调度策略能在保证聚合商收益最大化前提下有效平抑负荷波动,保证电网安全稳定运行。

螺杆膨胀发电机组在电网运行中的功率控制策略

为探索扩展螺杆膨胀发电技术在电力系统中的应用,以同轴相连的双螺杆膨胀机与笼型异步发电机所构成的发电机组为主要研究对象,建立其数学模型,并在对螺杆膨胀动力机的运行特性分析基础上提出了转速转矩双闭环PI控制策略。考虑发电机组的并网发电功率与效率的相互关系,对多台并列运行螺杆膨胀发电机组进行了效率最优功率分配,分析了螺杆膨胀发电机组群对于系统给定发电功率的跟踪控制能力。仿真结果证明了模型与控制策略的正确性,为扩展螺杆膨胀发电机组在现有储热技术条件下作为可控分布式电源接入微电网或区域配电网运行奠定了基础。