并网风光发电中混合储能系统容量优化配置

提高并网风光发电系统的调度灵活性需要引入储能技术,而储能技术研究的首要关键技术问题就是储能系统的容量配置。利用蓄电池和超级电容器的互补特性,提出了一种以优化蓄电池工作状态为原则,以提高储能系统整体经济性为目标的能量管理策略。基于该能量管理策略分析了并网风光发电系统能量损失率和能量缺失率的计算流程,根据全生命周期费用理论,建立了储能装置的年均费用函数表达式,并建立了以该函数值最小为目标,以系统能量损失率及能量缺失率等运行指标为约束的储能容量优化配置模型。运用改进混沌优化算法对实例进行了计算,验证了该优化模型与算法的正确性和有效性。

风光储联合发电系统的建模及并网控制策略

针对间歇性能源并网出力波动以及不具备故障暂态电压支持能力特征,提出一种有效抑制功率波动且改善低电压穿越能力的风光储联合发电系统模型及其控制策略。风电和光伏系统均采用基于最大功率控制的双环控制策略,其外环采用功率控制内环应用电流控制;储能系统利用电压和频率设定值同母线测量值比较获得功率控制的参考值,经功率、电流环控制实现了抑制功率波动及支撑故障暂态电压。通过包含风光单独、风光互补以及风光储联合运行电力系统仿真计算说明了模型对电网的功率波动和暂态电压稳定性的贡献。仿真结果表明,本文提出的风光储联合发电系统模型及控制策略可有效平抑风光系统功率波动,保证了其低电压穿越的实现及电网安全稳定。

风光联合并网的无功控制策略

为了解决风力、光伏两种发电形式联合并网的无功控制问题,提出一种风光联合发电系统的无功控制策略。该控制策略能够兼顾地区电网的无功需求,根据电网调度指令进行无功调整。根据风电、光伏功率预测,估计风电系统和光伏系统的无功容量极限,按照等裕度的整定原则,确定风电系统和光伏系统的无功参考值。结合工程实例进行仿真分析,结果表明,提出的控制策略能够在风电系统和光伏系统各自的实际无功调节范围内满足电网的无功需求。

风光互补技术及应用新进展

简要回顾国内外风电、光伏技术与应用发展态势,结合风光互补系统应用,分析、介绍了风光互补LED路灯照明系统、智能控制器设计、分布式供电电源、风光互补水泵系统,并着重分析生物质能、风能和太阳能互补分布式能源梯级系统原理,涉及的技术关键等。研究表明,风能、光伏发电应用需要实现低成本、规模化,风光互补技术应用前景广阔。

针对独立风光发电中混合储能容量优化配置研究

为有效降低独立风光发电系统中混合储能系统的费用成本,需要合理的优化配置储能系统容量。通过分析超级电容器和蓄电池的储能特性,提出一种基于该类混合储能系统的能量管理策略,并分析了此能量管理策略下的系统负荷缺电率(LPSP)的计算流程。建立了以全生命周期费用(LCC)理论为基础的储能装置年均费用为目标函数,以独立风光发电系统LPSP等可靠性指标为约束条件的储能容量优化模型,并运用改进粒子群算法对优化问题进行求解。通过算例结果分析,表明所提出的能量管理策略能够更加充分地发挥两种储能元件的互补优势,有效降低储能系统成本。

风光互补发电系统的协调控制

通过对风光互补发电系统能量流动和运行特性的分析,归纳总结出系统的4种运行模式和15种工作状态,提出了一种包括最大功率跟踪控制、负载功率跟踪控制、蓄电池充放电控制和系统保护运行等控制策略的协调控制方案。该控制方案根据气象条件、负载和蓄电池工况,进行不同运行模式和工作状态之间的转换,并完成相应的控制策略,从而实现风光互补发电系统的优化及可靠运行。仿真结果验证了该文所论述协调控制方案的正确性和可行性。

风光互补发电系统应用实例对比分析

风能和太阳能以其清洁、可再生、储量巨大等优势,日益受到人们的广泛关注,但是其波动性又给能量的利用带来困难。利用两种能源在诸多方面的互补特性,可以使能量输出更加稳定。论述了风光互补发电系统的优势,介绍了已经投入运行的国内外典型风光互补发电系统实例,说明风光互补系统的应用越来越广泛,发展前景相当广阔。对比分析了应用于风光互补发电系统的各种储能装置的技术参数、优缺点以及适用范围。说明混合储能可以弥补单一储能方式存在的缺陷,提高风光互补发电系统供电的连续性和可靠性。

一种并网型风光互补发电系统的建模与仿真

分析了风光互补发电系统的技术优势,设计了基于固态变压器结构的并网型风光互补发电系统。分别建立了光伏系统,风力发电系统,超级电容和蓄电池的模型,并分析各环节的控制策略,提出了基于平均功率的储能设备容量配置方法。仿真结果表明,该系统能模拟风光互补系统在不同模式下的运行特性,可以有效降低功率波动和维持电压稳定,并能在低光照强度、低风速等情况下为系统提供短时能量支撑。

独立风-光-蓄混合发电系统的建模与优化

为缓解乌鲁木齐地区环境污染状况,系统地研究了该地区独立风-光-蓄混合发电系统,提出了基于直流总线的独立风-光-蓄混合发电系统结构,对混合系统中的风力发电机、光伏模块及铅酸蓄电池等关键部件进行建模,经济模型采用总净现值成本和平准化能源成本模型,可靠性模型采用负荷失电率.依据乌鲁木齐地区风能、太阳能和户用负载数据,利用遗传算法对该地区独立风-光-蓄混合发电系统进行优化设计.结果表明:独立风-光-蓄混合发电作为一种新型发电方式,可以减少环境空气中总悬浮颗粒物、二氧化硫和氮氧化物等污染物的排放.优化的混合发电系统包括1台风力发电机、12.561 1 m2的光伏模块和14.701 9 kW·h的铅酸蓄电池,负荷失电率为0.019 8,系统最小总成本为87 262元.

风/光混合发电系统的优化方法综述

为了从混合发电系统中获得足够经济可靠的电力,其优化方法的选择非常关键,分析了风/光混合发电系统的结构,系统梳理了国外风/光混合发电系统的软件优化法、传统优化方法、人工智能法等优化方法,并对混合发电系统的各种优化方法进行了总结及展望,可为国内风/光混合发电系统优化问题的合理解决提供参考。

风光储联合电站有功控制的响应迟滞“拖尾现象”分析与改进

风光储联合电站集合了风电、光伏和储能单元等不同种类电源,其有功协调控制是电站运行的关键技术。实际运行中出现了有功控制的响应迟滞"拖尾现象",即电站有功指令下达后,各类型电源响应时间参差不齐,整体呈现拖尾延时和控制量响应误差大的现象。论文根据风光储联合电站的分层控制结构和通信系统特点,开展了全站和3个风电机组群的有功控制试验,分析了电站的出力特性和响应迟滞"拖尾现象"产生的主要原因。进一步从有功指令分配、指令周期调整和储能子站利用3个方面提出了风光储联合电站有功控制的改进策略,并仿真验证了其对"拖尾现象"的改善效果。

基于遗传算法的独立型风光互补发电容量优化

在满足负荷供电可靠性前提下如何合理配置风光储容量,是设计风光互补发电系统的重要环节。容量优化旨在降低成本、负荷缺电率LPSP(loss of power supply probability)和能量浪费率SPSP(surplus of power supply probability),为多目标优化。分别对风光储建模采用一种改进的遗传算法和能量调度策略,取风机、光伏电池和蓄电池数量为决策变量,提出功率偏差概念,综合考虑蓄电池的能量型和功率型约束以及成本、LPSP和SPSP3个目标,能快速得到最优风光储组合。采用某地区2011年9月至2012年8月的风光实时数据计算证明了该方案经济可行。

独立运行风光互补发电系统能量优化管理协调控制策略

针对系统运行工况复杂、供电稳定性和安全性要求高的特点,深入分析并给出独立运行风光互补发电系统能量流动及工作模式转换关系图,采用风电优先、光电次之、蓄电池辅助的电能分配原则与功率供需动态平衡的能量优化管理机制,提出包括能量管理与工作模式控制、风力发电控制、光伏发电控制和蓄电池充放电控制在内的功率协调控制策略。风力和光伏子系统控制均具有功率电压双闭环控制结构,功率外环采用基于梯度变步长MPPT算法或基于梯度信息LPTC算法产生最佳功率点电压,电压内环实现最佳功率点电压的自动、快速、无差跟踪,同时可实现MPPT和LPTC算法之间的平滑切换。仿真研究结果表明,本文所论能量优化管理协调控制策略能够根据风速、光照强度、负载的变化及蓄电池工况,协调风力发电、光伏发电子系统和蓄电池的工作状态,实现系统不同工作模式下自动运行及合理转换,保持能量供需动态平衡,实现系统的优化及可靠运行。

基于改进布谷鸟算法的风光储联合供电系统储能容量优化配置研究

在风光储联合供电系统中,科学的配置储能元件的容量,分配不同储能元件之间的容量比,具有非常深远的意义。通过分析蓄电池和超级电容器的特性,提出基于该两类元件的混合储能系统及其能量分配策略,根据全生命周期(LCC)理论,以储能费用最小为目标,以蓄电池输出功率和系统负荷缺电率等指标为约束条件,建立储能容量优化模型。提出了自适应布谷鸟搜索算法,并用于求解某风光储联合供电系统的储能优化问题。算例结果分析显示,采用文中所述的能量分配策略和改进的布谷鸟算法可以有效降低储能系统成本,验证了模型及算法的正确性。

基于最大投资回报率的风光联合并网情况下输电网规划

考虑风电、光伏两种可再生能源发电形式出力的不确定性,建立风光联合并网情况下的输电网扩展规划模型。该模型兼顾投资成本和收益预期,以最大投资回报率为规划目标,采用基于Monte Carlo模拟的直流概率潮流模型计算支路潮流过负荷的概率,采用机会约束思想处理支路过负荷约束,并利用改进遗传算法求解模型。通过对改进Garver 6节点系统的求解,验证了模型的合理性及算法的有效性。

独立型风光互补系统中储能容量优化研究

以独立运行的风光互补发电系统中储能容量最优化为目标,利用风电、光伏以及负荷的发用电预测数据,提出考虑超级电容器和蓄电池内部特性的负荷缺电率LPSP的简化计算方法,并同时考虑负荷最大缺电率和负荷最大瞬时功率缺失两方面来综合确定超级电容器/蓄电池混合储能装置容量的大小。进行了优化软件的编制和算例分析,结果表明,考虑储能系统功率输出能力可以提高储能系统容量优化配置的准确性,而在同时达到满足负荷最大缺电率和负荷最大瞬时功率缺失要求下,混合储能比超级电容器、蓄电池单独储能更加经济。

风-光-水联合发电系统优化调度研究

为使风-光-水联合发电系统达到经济效益最大化优化调度且平抑功率波动的目的,以功率波动最小为目标的函数引入到经济效益最大化模型中,针对粒子群算法在进化过程中易早熟、后期收敛速度慢且精度较低的特点,提出一种动态调整学习因子的免疫粒子群算法。该算法对学习因子进行非对称线性动态调整,增强前期的全局搜索能力以及后期的局部搜索能力,快速得到全局最优解。该算法在该多目标联合优化调度系统的求解中搜索精度显著提高,表明模型和算法的有效性。

电力电子器件在分布电源中的应用

介绍了不同形式分布式电源 ;讨论了电力电子设备在太阳能、风能发电系统及综合系统中的应用和关键技术 ;强调了设计和应用高效 DC/ DC、DC/ AC变换器来提高系统整体效率 ,DC/

基于交互式多目标优化算法的风光互补发电系统优化

风光互补发电系统的优化配置是一个多目标优化问题,优化目标为系统安装成本,约束条件为供电可靠性。合理的匹配设计是充分发挥风光互补发电系统优越性的关键。在成本(目标)函数的最优化计算中,提出一种基于偏好的交互式多目标优化算法,利用交互式遗传算法优化目标权重值组成的种群,利用粒子群优化算法优化加权单目标函数,并将其应用到风光互补发电系统的优化配置中。计算结果表明,在满足负荷用电的前提下,风光互补发电系统的经济性能优于单独的光伏系统和风电系统。

中小功率分布式风光互补发电系统的匹配研究

为了解决无电网覆盖偏远地区供电问题,需要对风光互补发电系统进行优化设计,对风力发电和光伏发电进行合理匹配。以内蒙古乌兰察布市四子王旗设计并安装的一套分布式风光互补发电系统为研究对象,对系统出力情况进行测试,并进行评价,进而核实系统设计的合理性。通过对风光互补发电系统中的风机和光伏发电的月日均发电量进行测试分析,结果表明在该地区低风期时风机的日均发电量高于用户最低日均用电量的1.8倍,系统发电量峰值不高于月日平均用电量的10%,表明系统匹配性能良好,设计合理。该方法为风光互补发电系统匹配设计提供了可靠的实验依据。