基于模糊DEMATEL-超效率DEA的可再生能源发电技术综合效益评估方法

“双碳”目标下,各类可再生能源发电技术发展迅速,综合权衡不同可再生能源发电方案的综合效益对可再生能源的优化设计具有重要意义。综合考虑经济效益、环境效益、能源效益和社会效益4个层面,提出了一种基于模糊决策试验和评价实验(decision making trial and evaluation laboratory,DEMATEL)与超效率数据包络分析(data envelopment analysis,DEA)模型的可再生能源发电技术综合效益评估方法。该方法分为投入-产出指标体系构建和综合评估2个阶段。首先,利用三角直觉模糊数处理模糊评价信息,将其与DEMATEL相结合量化各指标之间相互影响关系,基于指标间逻辑分析结果建立投入-产出评估指标体系。然后,基于超效率DEA模型对各可再生能源发电方案进行评估排序,结合投入冗余和产出不足分析结果给出各方案的针对性改善建议,以期为进一步选择和确定可再生能源产业发展战略提供参考。最后以某省10类可再生能源发电单元为研究对象,基于所提研究方法进行综合评估和分析,并与多准则妥协解排序法和熵权法进行对比分析,验证了所提方法的有效性。

模型差异性混合储能系统建模及功率分配

该文从锂电池和燃料电池的混合储能特性出发,针对已有文献的拓扑结构,对比选取适用于功率分配的混合储能拓扑模型和建模方法,并在组合过程中通过分析选取最合适的变换方式组成混合储能模型,最后通过仿真验证所提模型可在进行功率分配的前提下提高储能系统荷电状态偏移,延长储能系统寿命。

计及新能源功率概率分布特征的储能配置优化方法

为了降低新能源功率波动对电网的冲击,文章提出了一种计及新能源功率概率分布的储能容量优化配置方法。首先,计算和统计不同时间尺度新能源功率波动量,确定新能源功率概率分布特征;其次,基于新能源功率概率分布特征及并网指标,建立计及时间尺度和功率波动量的储能配置优化模型;再次,基于给定的约束条件和时间尺度,计算波动量满足任意设定概率水平的最小储能充放电调节功率,从而确定储能的额定功率、容量和初始状态;最后,以某地区50 MW光伏电站实测数据进行算例分析。结果表明,此方法只调节不满足波动指标的新能源功率值,不会影响满足条件的功率值,所需储能功率和容量最小,且调节后功率不会出现偏移。

平滑新能源输出波动的储能优化配置方法

风力、光伏等新能源发电输出功率具有波动性,为减小功率波动对电网的影响,提出平抑功率波动的储能优化配置方法。将频谱分析和低通滤波相结合,根据新能源输出功率频谱分析结果,结合并网功率波动率约束、储能充放电效率及荷电状态(state of charge,SOC),在频率波动范围内确定最佳的一阶低通滤波器的截止频率,得到经滤波和修正的并网联络线功率及储能充放电补偿功率,从而确定满足平滑出力运行控制需求的最优储能额定功率、容量和初始SOC。采用南京地区某屋顶光伏实测数据及波动要求,对该方法进行验证,结果表明采用此方法能以较小储能容量将光伏输出功率波动从27.3%降低到1.62%,且在整个周期内储能不会过充过放。

超级电容-蓄电池混合储能拓扑结构和控制策略研究

以超级电容和蓄电池为例,分析了功率型和能量型混合储能不同拓扑结构的优缺点,总结出混合储能拓扑结构选取的一般原则。基于二级低通滤波,提出根据频谱图确定滤波时间常数的混合储能控制方法,并考虑电池充放电功率限制,对滤波输出功率进行修正。用Matlab对算法平滑实际光伏出力进行了仿真验证,结果证明该算法能够满足光伏并网联络线功率要求,并使电池充放电功率不越限。

基于二阶锥规划的含大规模风电接入的直流电网储能配置

随着风电规模的快速增长,其消纳问题日益突出,直流电网结合储能技术能为风电大规模消纳提供一定技术支撑。以典型日下储能日化投资、火电机组运行成本与弃风惩罚成本之和最小为目标,提出了一种直流电网储能容量规划模型。模型综合考虑了火电机组、电池储能、抽蓄机组的协调运行,为非凸非线性模型,无法通过求解器直接求解。采用分段线性化、大M法及锥松弛等手段将模型转化为等效的二阶锥规划模型,可调用CPLEX求解器获得模型的全局最优解。最后,以风电汇集的多端直流系统为例进行仿真验证,结果表明配置的储能可提高系统风电消纳能力,降低系统运行成本,验证了所提模型的有效性。

分布式发电与微电网应用的锂电池储能系统研究

针对分布式发电与微电网的应用需求,对锂电池储能系统组成、锂电池成组方式、电池管理系统(BMS)功能特点、储能变流器(PCS)控制策略进行了研究。在理论研究基础上,研制了80 kW/128 kWh锂电池储能系统,并搭建了含光伏、储能和负载的微电网试验环境,对储能系统的并网PQ控制、离网VF控制、并离网平滑切换等控制策略进行了试验验证,结果证明所采用的控制策略能满足微网并网和离网的运行要求,能实现并、离网平滑切换,为深入研究大容量储能系统及更复杂的微电网运行条件奠定了基础。

特高压长线路电流差动保护自适应电容电流补偿方法

分析了线路电流差动保护中两端各补偿一半电容电流的传统补偿方法,指出该方法在区内故障时存在受故障点影响补偿不精确、降低灵敏度的缺点。提出了一种自适应电容电流补偿方法,在保证相同的区外故障可靠性基础上,大大提高了区内故障的灵敏度。对一条1000kV线路故障和电流差动保护进行了仿真试验,证明该自适应补偿方法的有效性和正确性,适合作为特高压输电线路电流差动保护电容电流补偿方法。

移动式电池储能供电系统应用模式研究

电池储能绿色环保。且能量双向流动。是移动式供电发展的新方向。介绍了移动式电池储能供电系统的组成和典型结构。分析了其应用场合和需求，总结了几种典型应用模式。以锂电池储能为例，分析了不同应用场合和模式下移动式供电系统的接入和运行方式。并给出了典型储能系统设计方案。对开发新型移动式电池储能供电系统有一定的指导作用。

燃气-蒸汽联合循环机组静止变频启动矢量控制

首先介绍了燃气-蒸汽联合循环机组工作原理和静止变频启动原理,接着对燃机静止变频启动控制系统(load commutated inverter,LCI)进行了研究,提出了燃机静止变频启动控制方法,利用RTDS建立了燃机LCI控制系统模型,对所提控制算法进行了仿真验证,仿真得到了燃气轮机启动过程的转速曲线,以及不同启动阶段的电压电流和转矩曲线,模型算法和仿真结果对深入研究燃机的变频启动有重要参考价值。

高光伏渗透率配电网中分布式储能系统的优化配置方法

为促进分布式光伏与配电网协调发展,提高配电网对光伏发电的消纳能力,研究了高光伏渗透率配电网中分布式储能的优化配置方法。从分布式电源投资者的立场出发,并兼顾电网管理者的利益,以储能配置总容量为优化目标值,同时引入电网电压波动改善指标,以配电网运行状态、储能荷电状态、运行状态为约束条件,提出了高光伏渗透率配电网中多点分布式储能系统选址和定容的双层优化方法。并在下层优化模型中同步考虑储能与光伏出力、负荷间时序的配合,制定储能充放电的优化运行策略。最后通过河北承德地区配电网算例验证了所提方法的有效性和可行性,仿真结果表明采用该方法后储能配置容量可以减少85%,同步考虑储能、光伏、负荷的配合后电压改善指标可以提升18%。

采用全寿命周期成本模型的用户侧电池储能经济可行性研究

储能系统的成本高及收益不明确是影响其规模化应用的主要原因之一。首先建立了通用的全寿命周期成本模型,用于全面计算储能的各类成本;通过敏感性分析提出了有效降低几类用户侧电池储能成本的方法;分析用户侧电池储能的效益来源,并对不同电价机制下的经济可行性进行了详细计算,最后给出了用户侧电池储能在全寿命周期内的优化投资策略。结果表明,对于用户侧电池储能,在整个项目周期内安装成本占比最大,其次为更换成本和用电成本,运行维护成本比例最小。用户侧电池储能年均成本由低到高依次为:铅酸电池<钠硫电池?铁锂电池<全钒液流电池。通过降低额定放电时间、提高循环效率并延长寿命周期,可有效降低用户侧电池储能的年均成本。在两部制电价机制下,当铅酸电池、钠硫电池、铁锂电池和全钒液流电池的安装成本分别下降为原成本的60%、60%、50%和30%,用户侧电池储能才达到经济可行。

特高压电流差动保护方案研究

特高压1000 kV输电线路分布电容更大,由分布电容引起的暂态电容电流对线路的保护影响更大,因此研究1000 kV输电线路的特点及暂态过程对保护的影响很重要。分析了1000 kV输电线路的特殊性,给出了暂态电压电流的仿真波形,介绍了基于不同电容电流补偿方法的线路差动保护判据,通过分析和大量的仿真验证了几种判据在1000 kV输电线路中应用的优缺点及需要注意的问题,为特高压输电线路电流差动保护方案提供一定的参考。

一种大型同步电机转子初始位置检测方法

转子初始位置检测是大型同步电机变频启动关键技术之一,精确测定转子初始位置才能实现电机的最大电磁转矩启动;以实时数字仿真仪(RTDS)仿真实验系统为研究平台,对大型同步电机变频器启动控制理论进行了深入研究,推导出同步电机转子位置的数学模型,结合自适应磁链调节器模型的特点,提出了一种基于自适应磁链调节器转子初始位置精确测定算法;通过半实物仿真实验、6kV/500kW电机动模试验、抽水蓄能真实机组现场试验验证,结果表明,该算法能够快速、准确地测量同步电机转子初始位置。

直流电网中潮流控制器电路拓扑比较

构建直流电网能有效解决大规模新能源电力的可靠接入,弥补现有交流电网的不足。如何有效控制直流电网内线路潮流是构建直流电网时不可回避的问题。随着直流电网中节点数的增加和网络结构的复杂化,仅靠换流站控制将无法实现整个直流电网潮流的优化分配及有效控制。在直流电网中引入潮流控制器可有效达到控制潮流的目的。文中对现有直流潮流控制器电路拓扑进行了详细比较分析,指出了各类直流潮流控制器的优缺点及应用场合,在此基础上,提出一种新型线间直流潮流控制器。随后分别从4类直流潮流控制器中选出一种,在一个五端直流电网仿真模型中分别进行仿真研究,验证了各类直流潮流控制器的特性。最后,指出了直流潮流控制器技术未来的研究方向和需要解决的问题。

智能微网中铅酸电池储能系统控制策略

介绍了铅酸电池储能系统组成,包括铅酸电池组、电池管理系统(BMS)和储能变流器(PCS),对铅酸电池储能系统的并网PQ控制、离网V/F控制、并离网切换控制和恒压浮充控制等控制策略开展研究,在此基础上研制了250 kW/800 kW·h铅酸电池储能系统,应用于扬州经济技术开发区智能电网综合示范项目中,试验证明所采用的控制策略能够满足运行要求。

稳态量分相电流差动保护判据制动特性的改进

定义了区内故障穿越电流。对穿越电流的研究显示,传统稳态量差动保护区内故障时的保护灵敏度受负荷电流影响大,带过渡电阻能力与故障点位置相关。通过在制动特性中引入穿越电流,提出了一种改进的稳态量电流差动判据。理论分析表明:改进判据与传统稳态量差动保护判据区外故障的安全性完全相同,但改进判据在区内故障的灵敏度以及带过渡电阻能力大大提高了。对一条750kV线路故障和保护的仿真试验,证明了改进判据的上述优越性,是一种比较理想的超特高压输电线路电流差动保护判据。

分布式光伏电站可靠性评价

随着光伏发电大规模增长,光伏电站的可靠性评价受到了更多关注.本文通过分析分布式电站特征问题,如复杂环境、电网波动性大、散热条件差、复杂安装条件等,并运用故障树理论建立了分布式光伏电站的可靠性评价方法.通过对系统中各器件的失效模型进行分析,获得发电系统的整体失效数据,结论提出了几种合理改善电站可靠性的措施意见.该结论有助于建立更加灵活高效的分布式光伏发电系统维护策略,并为优化分布式系统提供一整套思路,为未来光伏电站配置储能系统提供评价指标参考.

非并网风力发电系统飞轮储能控制策略

大规模非并网风力发电避开了风电并网的技术难题。针对大规模非并网风力发电系统,提出一种飞轮储能系统辅助的风力发电方案,研究了飞轮储能系统对于非并网风力发电系统直流母线电压和输出功率的控制方法,建立了相应的Simulink仿真模型,用模拟实际风速对飞轮储能系统平稳非并网风力发电系统输出功率进行了仿真。结果表明,在飞轮储能系统的辅助下,非并网风力发电机组可以按要求输出功率曲线以满足负荷需求,并在直流母线发生故障时,飞轮储能系统加速输出所储存的能量以稳定整个风力发电机组-飞轮储能系统输出功率。

光储微电网锌溴电池储能系统功率优化控制

随着分布式风电、光伏等可再生能源的不断发展,可再生能源本身具有间歇性、随机性特征,给电网安全稳定运行带来很大挑战。针对平抑光储微电网中光伏发电功率波动的需求,提出一种采用锌溴液流电池储能的功率优化控制策略。首先,基于锌溴液流电池的工作原理,建立了其等效电路模型;然后,采用储能变流器级联多重双向直流变换器电路拓扑,分别建立了以稳定直流母线电压为目的的储能变流器矢量控制策略和以电池荷电状态为约束的锌溴电池充放电切换的DC/DC变换器双闭环控制策略;以电池荷电状态和直流母线电压为约束条件,提出一种新型的锌溴电池储能系统功率优化控制策略,同时提出了一种减小充放电切换时直流母线电压突变的混合储能方法;最后,搭建了25 k W/50 k Wh锌溴液流电池储能系统试验平台,在微网并网模式下开展了锌溴储能系统充放电特性研究,结果表明,所提功率优化控制策略能够有效地平抑光伏发电功率波动,所提混合储能方法很好地解决了直流母线电压突变问题。