适应风电场宽频振荡研究的模糊度量层次聚类法

为助力“双碳”目标实现,推动风电产业发展,研究并治理风电场并网宽频振荡问题迫在眉睫。为建立适用于风电场振荡研究且能准确高效反映实际风电场输出特性的仿真模型,提出基于模糊度量的层次聚类法,改善传统综合层次聚类算法使用距离度量造成的聚类结果偏移。利用F检验法定量评价聚类效果,横向比较F评分确定最优聚类方案,纵向比较确定最优聚类分群数。评价结果表明,模糊度量层次聚类法的聚类效果良好。最后采用PSCAD结合青海省海南新能源基地风电场实例进行了仿真分析,验证了模糊度量层次聚类法对风电场聚类的适用性。

基于PSASP的直流系统用户自定义建模

针对大规模交直流电力系统机电暂态仿真时采用程序缺省的直流输电模型不能有效描述实际直流输电特性的问题,以实际直流系统为参考,利用PSASP用户自定义建模环境,采用注入功率法建立高压直流用户自定义模型。此自定义直流模型由潮流模型和稳定模型2部分组成,稳定模型涵盖实际直流控制器的主要控制功能模型以及变压器分接头控制、无功控制等辅助功能模型。以EPRI-7节点系统为例,研究在不同工作状态下自定义直流模型系统的特性,仿真结果证明了模型的合理性。

青藏直流输电无功功率控制PSASP用户自定义建模

基于电力系统分析软件包PSASP,使用其用户自定义功能,建立了详细的无功功率控制模型。该模型为用户自定义高压直流输电模型的一部分,其参照青藏直流系统,并经适当简化而得。主要包括无功功率发生计算模块、无功功率消耗计算模块、无功功率控制模块及换流站无功功率调节控制模块,给出了每个模块的建模方法及建模原则。最后通过在WEPRI-7七节点系统,仿真验证了无功功率控制用户自定义模型对于交直流系统相互作用及稳定性分析的正确性及必要性。

青海电网HVDC辅助频率控制研究

基于电力系统分析软件包PSASP,使用其用户自定义功能,建立了辅助频率控制模型。该模型为青藏直流联网工程用户自定义高压直流输电模型的一部分。通过在2011年青海与西藏联网数据中应用,仿真验证了辅助频率控制用户自定义模型对于改善整流侧及逆变侧交流系统的频率、提高交直流系统的安全稳定性的正确性及必要性。

考虑碳循环利用的农村虚拟电厂运行效益均衡分配优化模型

农村地区土地面积辽阔、资源丰富,分布式能源的发展潜力巨大。将垃圾发电、燃气碳捕集设备和电转气设备与农村的各种分布式能源聚合成考虑碳循环利用的农村虚拟电厂,并以最大化运营收益和最小化碳排放量为目标,构建虚拟电厂低碳调度优化模型。采用基于纳什谈判的效益分配策略,构建虚拟电厂运行效益均衡分配模型,并通过风险、效益和碳减排三维因子来确定各主体的利益分配因子。算例结果表明,本文所提运行优化模型和效益分配策略可互补利用农村多种分散式资源,有利于推进农村能源结构低碳转型。

距离保护远后备功能可靠性分析

为了对110 kV长线路末端变压器起到远后备功能,部分保护设备采用圆阻抗距离继电器和四边形距离继电器相或构成距离继电器。文章从原理分析、动模实验对此类保护功能可靠性进行试验研究,试验结果证明,110 kV线路末端采用Y△/类型接线的变压器低压侧故障时能够正确动作,起到远后备的功能。

青藏直流联网工程负荷特性对短路电流计算影响的分析

随着格尔木—拉萨直流输电工程的开工建设,该工程项目的实施对于促进全国联网,推动直流输电装备技术进步,促进西北地区能源资源在更大范围内优化配置,推动西藏乃至西北社会经济又好又快发展意义十分重大。在西藏电网与青海电网的联网,是我国乃至世界上海拔最高的直流输电工程项目,作为项目的最基础性研究,确定换流站接入处交流系统的强度无疑是至关重要的。基于综合潮流程序PSASP及电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC进行了相关问题的仿真研究,针对不同负荷特性对确定系统短路比的影响做出分析研究,为更加真实反应青海电网强度提供可靠的技术支撑。

基于碳捕集的水泥窑余热深度利用系统性能分析

双碳目标是中国在全球碳减排的时代背景下,对全世界作出的庄严承诺,也是实现可持续发展的内在要求。水泥行业作为仅次于发电、钢铁行业的第三大温室气体排放源,在未来应当承担起碳减排的任务。目前水泥窑余热利用仅仅停留在发电阶段,并未贴合时代要求进一步开发利用。因此提出新型集成碳捕集的水泥窑余热利用多联产系统。将售电、热和冷的收入用于补偿昂贵的碳捕集的投资成本。水泥生产的余热利用并不足以弥补所有的碳捕集成本,但可满足部分CO_(2)的捕集,因此最终可以确定适当的碳捕集率(18.89%)。所提出的新系统分为2种模式,在供热模式下,可从碳捕集过程中回收5.52 MW的能量,并达到10.28%的系统热效率和10.71%的总[火用]效率。制冷模式下,3.66 MW的能量被回收后驱动吸收式制冷系统,以提供0.82 MW的冷量。经济分析表明,系统年收入达到2 049.13万元,而碳捕集成本(η_(COA))低至281.54元/t(以CO_(2)计)。这将为未来水泥生产满足减碳要求,进一步对水泥厂的余热进行深度利用并减少碳捕集投资提供了可行的参考。

新型电力系统下的抽水蓄能电站成本疏导机制:综述与展望

在双碳目标驱动下,我国电力系统正逐步转型为以新能源为主体的新型电力系统,面临新的供需平衡形势.抽水蓄能作为目前最成熟的储能技术,通过提供不同时间尺度的灵活性资源,能保证电力系统安全经济运行,且有效促进新能源消纳.然而,新形势下抽水蓄能电站的运营决策和成本疏导机制尚未厘清,一定程度上阻碍了其进一步发展.在此背景下,首先综合分析了抽水蓄能电站的技术特点和功能定位;其次从全生命周期的角度建立了抽水蓄能电站的成本模型,并分析成本疏导的路径;再次针对电力市场发展的不同阶段,刻画了价格形成机制以及成本疏导方式的演化路径,为我国抽水蓄能电站的市场化进程提供了可行方案;最后对抽水蓄能电站未来的发展进行了展望.

计及供给侧出力的数据挖掘负荷预测方法

针对大多数负荷预测方法缺乏对发电侧的考虑,以及预测精度较差等问题,开展了一种计及供给侧出力的数据挖掘负荷预测方法研究.采用K-means算法对样本数据集中的气象数据进行聚类,并且利用灰色关联分析得到气象因素与供给侧、用电量的关系.同时,根据风、光、水、荷的特性,提出净负荷的概念并引入气象因子.在完成数据预处理的基础上,通过支持向量机算法进行分析,以实现负荷预测.基于历史数据集和MATLAB平台对所提方法进行实验分析,结果表明,其预测结果与真实值尤为接近,MPAE、RMSE、AE和FA分别为7.05%、0.97 MW、0.83 MW和90.35%,均优于其他对比方法.

综合料场作业管理与优化系统设计及应用研究

钢铁工业是国民经济的重要基础产业,作为钢铁工业的源头-原料场的合理布置,能有效提高劳动生产率,节约工厂用地,为保证钢铁厂连续正常生产、提高产品质量、降低成本、节能减排、改善生产环境提供必要和有利的条件.

适用于大规模新能源接入直流送端电网的暂态压升严重性指标研究

大规模新能源汇集接入并通过直流外送的电网结构使得直流送端电网的暂态过电压问题非常突出。首先介绍了新能源并网系统的结构及其过电压保护的逻辑。其次分析了发生直流闭锁或换相失败故障后,大规模新能源接入直流送端电网呈现的暂态过电压特性及其引发新能源连锁高压脱网事故的机理。在此基础上,提出了单一故障和多故障集下基于多二元表的局部和全局暂态压升严重性指标。最后,青海电网的BPA仿真算例验证了所构建指标的有效性。

一种输电通道送电能力评估的新方法

评估输电通道的送电能力时,一般取预想故障集下送电能力的最小值,而不考虑预想故障发生概率,带来一定的保守性。给出一种评估输电通道送电能力的等效送电能力指标。该指标利用预想故障发生概率与各故障发生概率之和的比值作为权重,避免了“低概率、低送电能力”故障导致的保守性;通过引入送电能力期望值并计算预想故障下送电能力低于送电期望值的分布,避免了各预想故障下送电能力分布不均而导致的评估结果不合理的问题。以我国某实际系统作为仿真算例,验证了所提指标的有效性。

关于青海省建设抽水蓄能电站必要性及资源条件认识

为推进青海省新能源大规模发展,保障青海电网安全稳定运行,青海省开展了抽水蓄能电站选点规划工作。通过参与青海省抽水蓄能电站选点规划工作,对青海省建设抽水蓄能电站的必要性和站点资源及开发条件有了进一步认识,为未来青海抽水蓄能电站有序建设提供了借鉴作用。

考虑离散调压设备动作频次的高压直流输电系统控制优化

目前中国在运行直流工程普遍采用传统控制模式,当直流功率和电压波动时可能引起直流离散调压设备的频繁动作,直接影响了直流工程的运行可靠性。针对降低直流系统离散调压设备动作频次的技术需求,首先分析了高压直流输电系统离散调压设备动作的影响因素;基于此,考虑分接开关、交流滤波器和动态无功补偿的协调,分别对直流传统定熄弧角和定直流电压控制模式进行了改进,提出了直流运行电压在选定功率区间内随直流功率变化;然后分析了所提策略的影响,并给出了相应优化建议;最后基于直流主回路计算和电磁暂态仿真,对上述分析进行验证。结果表明,所提策略能够有效降低直流系统离散调压设备的动作频次。

考虑电力市场参与风险的抽水蓄能电站优化运营策略

随着可再生能源的比例不断增大,新型电力系统对抽水蓄能这类灵活性资源的需求也逐渐增强。为了促进抽水蓄能电站的投资积极性,市场化的价格机制逐渐健全,但是电价的波动也会使市场化收益具有风险性。在考虑电力市场价格波动的情况下,针对抽水蓄能电站提出了一种基于条件风险价值模型的电能量市场与辅助服务市场联合优化运营策略模型。首先对电力市场价格进行预测,通过抽样、聚合形成典型的电价场景。之后,根据所提的运营策略模型得到不同市场的容量分配结果,并结合抽水蓄能电站的实际情况进行算例分析,验证模型规避风险的有效性。最后,分析了不同的风险偏好以及市场价格对电站收益的影响。结果显示:所提策略在不同电价波动场景中的收益波动量相比传统策略减少了17.2%,且能累计获得76.23万元风险规避效益。风险偏好因子取最小与最大时,预期收益仅相差10.08万元。结果表明:考虑电力市场参与风险的抽水蓄能电站优化运营策略能有效规避市场价格波动风险,能获得更为稳定的预期收益。

基于Markov链光伏储能模型的传输功率可用性评估

为了量化光伏发电传输功率的可用性,文章基于光伏储能系统能量状态的Markov链,建立了光伏组件与储能系统之间能量传递过程模型,并采用蒙特卡洛方法,根据实际太阳光入射功率和负荷分布的概率密度函数,生成日间光伏功率和负荷的随机值;再根据二者的差值直方图得到转移概率、一步转移概率矩阵和极限概率,建立了不同尺寸储能装置的储能容量与传输功率可用性的关系。此外,对不同工作温度引起的电池容量下降进行了可用性影响研究,结果表明,温度影响电池充放电效率,从而影响储能容量,并通过数值计算得到了不同储能装置效率下储能容量与传输功率可用性之间的关系。该模型也适用于储能装置老化导致的储能容量降低的情况。

原料场库存管理系统的开发及应用策略

面对原材料价格的不断上涨和日益激烈的市场竞争,冶金企业之间的竞争很大程度上取决于管理成本的竞争,进而原料场的库存管理就显得尤为重要。文章针对原料场库存管理的实际需求,开发了库存管理系统。改善原有人工模式,提高管理效率,实现数据信息共享,实时管控,降低管理成本。

考虑风光不确定性的电气互联虚拟电厂近零碳调度优化模型

风电、光伏出力的不确定性给电力系统的稳定运行带来威胁,含电转气(power-to-gas,P2G)的电气耦合系统能够解决这一难题。文章将电转气与虚拟电厂(virtual power plant,VPP)进行集成,提出电气互联虚拟电厂的基本概念、通用建模及调度优化模型。针对风光不确定性,引入条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)方法和鲁棒随机优化方法,分别用于刻画目标函数和约束条件中的不确定性变量,并引入最大碳排放限额(maximum total emission allow ances,M TEA)指标,考虑虚拟电厂近零碳运营方案可行性。为求解多目标优化模型,构建了基于目标函数投入产出表和权重偏差校核的模型求解算法,并选取9节点能源集线器系统开展实例分析,结果表明电气互联虚拟电厂能实现分布式能源互补利用,形成电气电循环利用模式,所提模型能够同时兼顾分布式能源的高额经济收益和不确定性风险。