风光互补发电系统的优化设计Ⅱ匹配设计实例

根据风光互补发电系统优化设计的CAD方法编制了相应的匹配计算程序,并把该程序应用于一假定安装在香港横澜岛上的风光互补发电系统的优化设计。利用香港天文台提供的1989年全年每小时实测的太阳辐射、风速和温度数据以及全年负载用电分布等数据给出了满足两种供电可靠性要求即全年功率供给亏欠率LPSP分别等于0 1和0 01的优化了的系统配置。文章还比较并讨论了这两种优化的系统配置每小时、每日、每月和全年的性能表现。

风光互补发电系统的优化设计(I) CAD设计方法

给出了一整套利用CAD进行风光互补发电系统优化设计的方法。为了精确确定系统每小时的运行状态,采用了更精确地表征组件特性及评估实际获得的风光资源的数学模型。为了寻找出以最小设备投资成本满足用户用电要求的系统配置,首先在风力发电机容量固定不变的前提下,计算了与该容量风力发电机匹配的不同容量的PV方阵和蓄电池所组成的风/光/蓄组合的全年功率供给亏欠率LPSP,根据总的设备投资成本最小化的原则筛选出一组与该容量风力发电机对应的满足用户给定系统供电可靠性即LPSP值的风/光/蓄组合;然后通过改变风力发电机的容量,优选出多个与不同容量风力发电机对应的既能满足用户用电要求同时总的设备购置成本又是最低的风/光/蓄组合,比较它们的成本最终唯一确定出以最小投资成本满足用户用电要求的优化的系统配置。

双馈风电机组的高电压穿越控制策略

分析了广义电网电压骤升(含对称、不对称骤升)故障下双馈风电机组电磁暂态过渡过程,评估了影响机组高电压穿越运行的关键因素,并梳理了电压骤升、骤降故障诱发双馈机组脱网机理的异同。提出了一种基于瞬态灭磁控制和无功电流支持的双馈机组高电压穿越控制方案。仿真和实验结果表明,所述方案能够显著加快故障电网条件下双馈感应电机定子磁链中直流、负序分量的衰减,进而快速抑制机组电磁转矩和母线电压的波动;同时能够满足并网规范对机组无功电流输出的要求,实现机组的故障穿越运行。

大型水平轴风力机传动系统的动力学研究

风力机传动系统动力学是风力机动态性能分析和控制系统设计的重要基础。采用弹簧 质量-阻尼系统结构以及风力机运行机理,建立了风力机传动系统的刚性轴模型和柔性轴模型,确定了相应的仿真分析方法。在此基础上以并网型300kW水平轴风力机为分析对象,对其传动系统在紊流风场作用下的动力学性能进行了仿真计算并分析了计算结果。

大功率风电机组新型传动系的建模与仿真

在行星齿轮传动的基础上提出了一种用于大功率风电机组的新型液力速度控制传动系,它包括风轮转子、行星齿轮增速机构、液力机械和同步发电机。建立了传动系统的动态数学模型,并以MATLAB/simulink为仿真平台建立了其仿真框图,对液力速度控制系统的速度调节特性进行了仿真研究。仿真结果表明新型传动系可以实现无级调速、变速输入、恒速输出,并在速度调节特性中显示了很好的稳定性和动态性能;它可以稳定电力的输出,提高风力的发电量,并减轻传动系统的尖峰负载。

风力发电机组高电压穿越问题及其基本解决方案

在研究世界风电主流市场区域风电并网规程高电压穿越技术规定的基础上,总结了各国并网规程高电压穿越技术要求和关键技术指标。分析了两种主流风电机组在电网侧电压骤升时的暂态特性,同时讨论了风电机组是否具备高电压穿越能力对电力系统的影响。最后,结合多年的实际工作经验,探讨了风电机组具备高电压穿越能力的必要性,并给出了两种主流风电机组实现高电压穿越能力的基本解决方案。

基于随机机会约束规划的农村风/水/光发电容量配置

开发利用农村丰富的风、水、光资源是缓解农村能源供需矛盾的有效途径,因地制宜多能源互补发电系统的优化配置方法是亟待解决的实际问题。该文采用逆变换法对农村风速和微水流量进行随机抽样,建立了风力和水力发电量的随机模型,在此基础上提出了基于随机机会约束规划的农村风水光发电系统优化配置数学模型。该模型以投资和年费用最小、供电可靠性和资源利用率尽可能高为目标,满足发用电功率平衡约束和机组发电功率符合资源条件约束。用蒙特卡罗模拟—遗传算法求解该模型可以得到在各种置信水平下满足目标和约束的若干优化配置方案以及各方案的评价指标,为用户提供决策支持。

风电机组偏航静态偏差对发电性能的影响及优化方法

风电机组的偏航误差主要由偏航控制性能误差和偏航静态偏差决定。文章分析了风电机组偏航静态偏差产生因素及对发电性能的影响,提出了应用机舱式激光雷达测风仪开展实测的偏航静态偏差优化方法,建立了基于偏航扇区划分和风速区段划分的优化模型。通过实例分析可知,偏航静态偏差在低风速段和高风速段对风电机组发电性能影响的敏感度较低,中风速段敏感度最高。文章所提方法可明显减小偏航静态偏差,提高发电机组的发电性能。

基于模糊控制的永磁风电机组对独立电网调频策略改进研究

针对含高渗透率风电的独立电网频率不稳定问题,对永磁风电机组参与调频进行了研究。为实现风电机组具备功率调节容量,在机侧变流器控制算法中引入降载系数,分析降载后风电机组的相关特性。提出了基于模糊控制器的转矩补偿方法,实现机侧变流器调节电网功率平衡。仿真对比表明,文章的控制策略能够提高独立电网频率稳定性,保证了同步发电机较大的调节裕度。

基于负载率基尼系数的含风电电网健壮性分析

风电场接入电网会改变网络结构和电网潮流的分布。文章引入负载率基尼系数的概念作为判断电网健壮性的指标,首先搭建含风电场的电网模型,模拟风电接入电网时的正常运行情况和电网发生随机断开时的情况,然后以IEEE30节点系统为例,通过分析风电场接入电网前后和接入不同节点时负载率基尼系数的变化,体现风电场接入电网环境后对电网健壮性的影响,并通过连锁故障模型证实了负载率基尼系数越大电网健壮性越差,最后根据连锁故障模型识别出关键线路,提出对电网健壮性改进的有效方法。

带自调整函数的模糊控制器在风力发电机组中的应用

为改善系统输出功率的动态性能和稳态性能,运用一种由带自调整函数的模糊控制器与二元函数的分片双二次Lagrange插值算法相结合的控制算法,并详细分析了该算法实现过程的时效性和控制性能。自调整函数为指数函数,根据控制对象的具体情况和要求,用计算机键盘对自调整函数中的参数进行调试,参数确定后形成以偏差为自变量的自调整函数。为了提高复杂被控系统的控制精度,对模糊控制系统中的量化因子和比例因子进行了在线调整。运用SIMULINK的仿真结果表明,带自调整函数的模糊控制器和Lagrange插值法相结合的控制算法在风力发电机组中的应用显著改善了系统的控制品质和稳态性能。

考虑光伏发电的海绵城市优化模型研究

针对海绵城市在生态环境方面的要求,提出一种CO2排放量控制的优化模型。首先分析城市光伏发电与城市能源生产企业对CO2排放量的影响,然后考虑海绵城市光伏发电,建立CO2排放量控制优化模型,最后采用带精英策略的非支配排序遗传算法进行模型求解。实验结果表明,该方法能较好解决城市能源生产企业排碳量的控制问题,为我国城市建设提供决策依据。

光伏逆变电源的并网策略与自适应控制

针对光伏并网逆变器在不同环境下的工作需求,提出一种基于极点配置的自适应调整控制参数的控制策略。分析了基于电容电流反馈的逆变器内环传递函数形式以及特征。分析了自校正PI控制器的参数根据外界环境实现的推理过程。构建了由电压外环、电流中环以及电容电流反馈的内环并网逆变器控制模型。最后,通过仿真以及实验结果验证了文章控制方案的正确性。

基于PSCAD的微电网控制系统建模与仿真

为微电网系统的各种高性能控制策略提供有效的动态仿真与分析平台,并克服Matlab仿真环境下所建模型的动态性能方面存在的不足,文章采用PSCAD仿真软件建立了微电网控制系统的动态仿真模型。文章中微电网在并网模式下采用PQ控制,孤岛模式下采用Droop控制。在PSCAD中分别建立控制系统模型,并对处于不同运行模式下的系统进行仿真研究,验证了控制系统模型的有效性。

基于Matlab/Simulink的风力发电机组电压波动与闪变仿真分析

风力发电机组连接到电网之后产生闪变,这会影响风力发电系统的稳定性。文章根据国际电工委员会标准,通过Matlab/Simulink采用统计排序法,对风力发电机组电压波动与闪变进行仿真分析。仿真结果表明:文章设计的闪变测量系统可以验证所设计各滤波器的准确性;对于两种形状的电压波动信号,正弦波信号和矩形波信号,可以得到瞬时闪变觉察度的值均为1以及短时间闪变值P_(st)的仿真值,与理论值进行对比,测量误差均未超过5%,符合IEC标准的要求,。

独立光伏微电网的多逆变器并联控制策略

针对多逆变器并联供电的光伏微电网,就线路阻抗差异导致的逆变器并联控制精度降低等问题展开研究。首先,研究采用QPR准谐振控制器的逆变器多环控制结构和添加虚拟复阻抗的方法,验证了上述两种方法可以达到消除线路阻抗的感性分量以及增大逆变器等效输出阻抗阻性分量的目的。然后在此基础上,采用改进的阻性控制方程,并且对其进行了小信号建模和小扰动计算,分析了并联系统的动态性能和稳态性能。最后,通过Matlab/simuink软件建立仿真算例,对逆变器并联时的环流问题和电能质量问题进行了仿真分析,结果表明了所采用控制方程的有效性和可行性。

基于膨胀腐蚀聚类方法的风电功率预测

提出一种基于膨胀腐蚀的聚类方法,并利用UCI(university of california irvine)数据集进行实验仿真证明此方法的可行性。将此聚类方法应用于风电功率预测中的NWP(numerical weather prediction)信息分类,选择与预测日同一类的历史日数据作为训练样本,利用广义回归神经网络预测功率,并与直接预测的方法相比较,仿真结果表示基于膨胀腐蚀对历史日数据分类后再预测的精度较高。

分布式电源分数阶鲁棒控制方法

为了抑制分布式电源的非线性特性,提高其应对复杂工作环境的能力,提出一种基于分数阶鲁棒控制器的分布式电源输出电流控制策略。在同步坐标系中建立考虑不确定域的分布式电源并网逆变器数学模型,将其开环传递函数设计为具备最优模板特征的分数阶形式,同时加入提高低频段控制精度的PI控制器和抑制高频段噪声的低通滤波器。样机实验证明了所提算法的有效性。

大规模风电外送系统FACTS优化配置

大规模风电的集中接入使超高压输电通道潮流频繁变化,输电网电压也剧烈波动。为此文章提出了一种基于自组织映射粒子群算法的柔性交流输电FACTS设备配置方法,以电压稳定性最佳、可用输电能力最大、投资费用最小为目标,满足电力系统约束,建立FACTS多目标优化配置模型、实现FACTS设备的优化配置。采用自组织多目标粒子群算法,在保证Pareto解集收敛性的同时,实现全局寻优。此外,以超高压等级IEEE-14节点输电系统为例,验证文章所提出的方法的有效性和先进性。分析结果表明,相较于无FACTS设备和传统粒子群优化配置方法,利用文章所提出的方法能够实现FACTS设备的优化配置,并显著提高电力系统的输电能力和电压稳定性。

串联型集成光伏组件光伏系统的运行电压优化

在串联分布式光伏系统中,若母线电压为固定值,易使分布式最大功率跟踪控制(Distributed Maximum Power Point Tracking,DMPPT)失效,造成功率的损失。通过逆变器可调节母线电压,但调节能力受电网电压的限制。因此,提出了一种新型的电路结构,在光伏组件串联侧和逆变器之间添加全局功率优化器(Global Power Optimizer,GPO),构建串联运行总线,消除了逆变器对原母线电压范围的影响。并在此拓扑基础上,提出了一种变串联运行电压功率优化算法,通过对串联运行电压进行周期性调节,提升了最大功率跟踪控制的性能。仿真结果表明,在光照严重不均的情况下,系统依然快速、稳定的工作在最大功率点处。