针对温控负载变化的虚拟电厂控制策略研究

温控负载是一种变化剧烈、波动频繁、高峰负荷比例较高的负载,对电网的安全产生了极大的影响。为了应对这一问题,系统的输出功率往往会超过90%负荷最大值的调峰限制。针对虚拟电厂(VPP)系统内的超限过程进行了研究,并提出了2种控制策略,以降低超限总电量或者利用超限电量的同时获取收益。在验证策略的控制效果时,选取了2种由温控负载引起的功率需求的典型变化。研究结果表明,温控负载引起的功率需求峰值的变化对策略具有重要影响。在安全模式下,超限比例与峰值的增加呈反比,而与平均功率的增加呈正比;在收益模式下,峰值变化会影响储能放电过程,平均功率变化则会影响储能充电过程。随着功率需求的增加,收益逐渐减小,收益范围为3.62万~3.25万元。

基于负荷准线的5G基站虚拟电厂优化控制方法

在新型电力系统中,亟待深度挖掘需求侧资源以提升系统灵活性和新能源消纳能力。在“新基建”背景下,5G基站作为一种新型需求侧资源正迅速发展。研究如何在保证基站备用需求的前提下,由铁塔公司组建含大规模5G基站的虚拟电厂(virtual power plant,VPP)并常态化参与需求响应。首先,提出了考虑储能动态备用容量的5G基站运行可行域构建方法,建立了5G基站VPP的聚合模型。然后,建立了5G基站VPP响应负荷准线的日前优化模型,提出了适合对大规模5G基站进行协调控制的日内解聚合方法。最后,建立了含高比例新能源的区域电网仿真算例。仿真结果表明,聚合大规模基站参与准线型需求响应,可以显著降低5G基站的运行成本,同时提高电网的新能源消纳能力。

热电联供电厂厂级供热集中智能管控系统开发及应用研究

为了解决多台机组供热负荷调节分散、供热系统压力波动大、供热经济性差的问题,首先提出基于MODBUS通信方式下多台机组供热单元互联控制的厂级供热集中智能管控系统;然后,结合机组实际性能试验数据建立机组性能仿真模型,获得不同电负荷下冷热再抽汽量与煤耗量的关系;最后,考虑机组安全运行边界,建立适用于多台机组热负荷经济分配的数学模型,以厂级总耗煤量最低寻优为目标,获得各机组热负荷分配方案,并成功在某装机6台、总容量3320 MW燃煤电厂实现了工程示范应用。结果表明:厂级供热集中智能管控系统可采用流量指令方式在机组安全运行边界内对各机组供热流量进行自动调节;全厂对外供热流量在50~400 t/h之间变化时,厂级供热集中智能管控系统可将供热母管压力控制在设定值的±0.03 MPa以内;通过对总供热负荷智能寻优分配,全厂总煤耗量可降低0.13~3.53 t/h。

基于[火用]分析的温控负荷潜力评估与竞价策略研究

温控负荷一般需要进行潜力分析与聚合调控,但现有对温控负荷直接管控的调度模式影响用户的使用隐私。提出一种基于[火用]分析的温控负荷潜力评估与竞价策略研究。首先,通过[火用]分析得到人体的热舒适温度区间以精确评估居民温控负荷的调峰能力区间,进而确定居民温控负荷的响应能力;然后,考虑以虚拟电厂作为调控多个温控负荷的主体;基于温控负荷用户的效用函数得到价格-功率竞价曲线,提交用户侧温控负荷响应调节能力信息。最后,VPP接收多个用户的竞价曲线后,以虚拟电厂收益最大化为优化目标,以收购电价为决策变量,获取温控负荷的优化调度策略。仿真结果验证了基于[火用]分析的温控负荷潜力评估与竞价策略研究的有效性。

基于温控负荷参与的多虚拟电厂联合调度研究

空调等温控负荷在虚拟电厂(VPP)的优化调度中起着至关重要的作用。针对VPP中新能源功率输出不稳定问题,提出了基于温控负荷参与的多VPP联合调度策略。首先,研究了温控负荷聚合模型,构建了多VPP分布式能源协调互补的联合调度框架,在日前阶段根据预测数据制定联合调度计划,多VPP管理中心对各VPP进行多能互补。其次,在日前阶段引入考虑用户意愿度的温控负荷模型,在日内阶段根据短期预测数据对调度计划进行滚动修正,减少新能源功率输出波动带来的供需偏差。最后,通过MATLAB调用Cplex仿真分析,验证了多VPP联合优化调度策略不仅保证了供电可靠性,还有效减少了预测偏差带来的补偿费用。

考虑用户诉求差异的居民可控负荷资源优化控制

对需求侧居民可控负荷资源进行优化控制,是虚拟电厂(virtual power plant,VPP)的一个主要方面,是提高风电和光电等新能源利用率、实现碳中和的重要手段。控制可控负荷的关键是满足用户基本用电需求,而不同用户的用电需求不尽相同。因此,提出了考虑用户需求的居民可控负荷资源优化控制方法。考虑到不同用户的用电诉求差异性,VPP作为电网与负荷群的中间环节,对可控负荷进行管理。首先,提出改进最优k值选取的K-Means聚类算法,对居民可控负荷进行聚类;其次,依据诉求差量函数,对聚类的每组负荷调控后用电情况与用电原始需求偏差进行量化描述,提出基于诉求差量的优先级划分规则;最后,在进行调控时VPP通过对不同优先级的组别补偿不同费用的方式,实现VPP收益最大和用户用电行为改变最小的调控目标。仿真验证结果表明,所提优化控制策略可有效实现负荷曲线的削峰填谷,并且在对用户用电需求影响较小的情况下保证VPP收益。

虚拟电厂智慧运营管控平台系统框架与综合功能

虚拟电厂成为推动新型电力系统建设、实现“双碳”目标的重要手段,而虚拟电厂智慧运营管控平台系统则可有效地实现对虚拟电厂灵活可调资源的管理和监控。从系统框架和综合功能角度对虚拟电厂智慧运营管控平台进行了总体阐述,首先,在分析虚拟电厂运营管控框架和参与市场框架的基础上概述虚拟电厂能源生态系统;基于平台体系框架和平台结构框架2个方面特征,分析了虚拟电厂智慧运营管控平台系统框架;从功能结构蓝图、功能物理结构、功能场景应用3个方面分析了虚拟电厂智慧运营管控平台的综合功能。

计及多种需求响应资源的虚拟电厂运行机制及控制策略优化

需求响应是虚拟电厂应对电力市场交易中由不确定性因素带来交易风险的重要资源。本文提出一种计及多种需求响应资源的虚拟电厂运行机制以及控制策略。首先,通过v型支持向量回归机对虚拟电厂可再生能源出力、负荷出力、电力市场价格等不确定量进行日前预测,并利用自回归移动平均对预测误差进行典型场景生成。其次,考虑来自虚拟电厂内部直接可控负荷以及外部需求响应交换市场所购得的需求响应资源,基于多阶段随机规划优化框架,以预期利润最大化以及可再生能源未消纳率最小化为目标,构建了不考虑风险控制和考虑风险控制两种条件下的虚拟电厂竞价策略优化模型。最后,通过算例分析不确定性和风险偏好对虚拟电厂的预期收益及可再生能源消纳率的影响,验证了所提运行策略的有效性。

基于深度学习的火电厂机组负荷调度自动控制方法

传统火电厂机组负荷调度自动控制方法无法准确预测多用户目标负荷,导致负荷调度误差较大,提出基于深度学习的火电厂机组负荷调度自动控制方法。通过火电厂的历史运行数据构建火电厂机组负荷分配模型,采用深度学习中的长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络进行火电机组负荷预测,建立机组系统能耗与负荷频率的相关模型,输出负荷调度结果,引入比例、积分(Proportion Integral,PI)控制器实现火电厂机组负荷调度自动控制。实验结果表明,文章设计方法能够准确预测火电厂机组运行负荷,在升负荷过程及降负荷过程中的调度负荷和调度自动控制准确性均较好。

虚拟电厂发展前景及其经济效益分析

虚拟电厂利用先进的信息通信与控制技术,对分布式电源、可控负荷、储能、电动汽车等各类分散资源,进行有效聚合和协调优化,形成一个特殊的电厂,对外作为一个整体,参与电力市场、接受电网调度,可大力提升电力系统综合调节能力。文章充分调研国内外虚拟电厂发展现状,对我国发展虚拟电厂前景进行分析,研判虚拟电厂的经济效益。结果表明负荷型虚拟电厂当前已具备经济性,电源型虚拟电厂2025年后逐步具备经济性。

基于VMD和双模EMPC的含不确定源荷虚拟电厂优化调度

提出基于变分模态分解和双模经济模型预测控制的虚拟电厂(VPP)优化调度方法。首先,对于风电、光伏、负荷等原始功率曲线,分别通过经鲸鱼算法参数优化的变分模态分解算法进行处理,并利用互信息熵重构形成新的高、低频分量;然后,考虑高、低频分量频率特征以及可控设备不同运行特性分别设计VPP高低频优化调度模型。在此基础上,提出基于双模经济模型预测控制的VPP优化运行控制策略,模态1通过经济模型预测控制改善运行经济性,模态2借助设计的辅助控制器维持跟踪性能。最后,算例分析表明,经参数优化后的变分模态分解信号重构效果更好,提出的双模经济模型预测控制策略可协调各设备出力,在确保VPP跟踪稳态最优点的基础上可提升经济性。

核电站应急柴油发电机满负荷带载试验调速策略探究

柴油发电机满负荷带载试验是检验应急柴油发电机在核电厂事故期间的加载性能,其中带载负载采用5 s一个工步的分步带载方式启动。为解决华龙一号柴油发电机满负荷带载试验验收结果不合格的问题,提出了调整带载负荷步序的解决方案,并基于MATLAB/Simulink仿真软件验证方案的可行性,为后续类似的调试提供借鉴,提高调试效率。

跨地域发用一体化虚拟电厂的商业模式的研究

本文探索思考更多发用电侧、跨地域的一体化商业模式,提出了负荷聚合运行(参与需求响应)、省内源荷联动一体化(参与电能量市场和调频服务)以及区域源荷联动一体化(参与电能量市场)3种商业模式,从某真实发电机组实际运行和交易情况出发,基于广东电力市场交易规则和交易情况,测算这3种商业模式的收益。通过优化这3种商业模式下虚拟电厂的运行方式,得出最大化收益以及相应的虚拟电厂配置情况,并且对虚拟电厂运营成本进行敏感度分析。测算证明,与非一体化模式相比,一体化商业模式能够提高整体收益。最后,本文针对这3种虚拟电厂一体化商业模式的未来落地提出了相关政策和工作建议。

压水堆核电厂负荷跟踪建模与控制方法研究

压水堆核电厂负荷跟踪模式能够有效协调机组产能与电网需求,延长燃料的循环寿期,提高机组运行的经济性能。反应堆系统具有高度复杂、非线性、时变等特点。通过合理简化,建立了反应堆系统集总参数模型,设计了负荷跟踪控制策略。引入负荷阶跃变化扰动和线性变化扰动,对反应堆负荷跟踪控制系统特性进行仿真。结果表明,控制特性与实际基本一致,控制系统能够满足负荷跟踪性能要求。

压水堆核电厂负荷跟踪系统设计与特性研究

压水堆核电厂通过功率控制系统调节反应堆的反应性,以达到负荷跟踪的目的。本文设计的功率控制系统利用模糊控制器对棒速和硼浓度的联合控制做出最优选择,并利用功率补偿通道加快响应速度。MATLAB(Matrix Laboratory)的仿真结果证明该系统具有优良的负荷跟踪特性。利用电力系统分析综合程序(PSASP)的自定义模型功能,将该控制系统模块接入核电厂全系统模型,仿真结果表明压水堆核电厂的负荷跟踪能力可达到行业技术标准,并能满足电网的日负荷调峰要求。

自适应神经元PID控制器在单元机组负荷控制系统中的应用

针对火电单元机组这类集炉、机、电为一体具有多变量强耦合,非线性及参数时变的受控对象,基于常规解耦控制技术的控制系统无法应用的问题,讨论了多变量自适应单神经元PID控制器在单元机组负荷控制中的设计及仿真,并给出了火电机组负荷微机控制系统的硬件和软件设计方案。

压水堆核电站核功率控制模式的优化

分析了核反应堆反应性控制的3种方法,以及压水堆核电站核功率的4种控制模式.对压水堆核电站核功率控制技术的发展优化趋势提出了看法:随着电网对核电站负荷跟踪要求的提高,控制棒方法将继续强化,可燃毒物棒方法有变革的潜力,化学溶剂的控制比例将会进一步减少.

300MW单元机组AGC系统研究与优化

以华能杨柳青电厂5号300MW单元机组为例,针对其控制系统存在的负荷响应速度慢,无法满足电网自动发电控制(AGC)功能要求等问题,对5号单元机组协调控制系统、磨一次风控制系统、制粉控制系统等相关控制逻辑进行了优化,并对相应的控制调节参数进行了整定。5号机组在投入协调控制方式后,分别进行了负荷扰动试验和稳定负荷试验。试验结果表明,分散控制系统(DCS)的各项控制指标能够满足电网AGC功能的要求,并且机组主要运行参数也满足运行要求。通过对华能杨柳青电厂5号机组相关控制逻辑的优化和相关各控制系统调节器参数的整定,最终达到了提高机组AGC系统控制品质的目的。

含能效电厂的计及线损率的多目标低碳电源规划

为应对电力用户所配备电气设备消耗电力较大所造成的发电资源浪费严重的情况,同时也考虑到需求侧资源在供需平衡中的潜力,因此将电力需求侧的能效电厂纳入电源规划中。该文综合考虑碳排放量最少和综合成本最小,建立计及能效电厂的多目标电源规划模型,并在约束条件中增加线损率约束,最后采用离散细菌群体趋药性算法对所建模型进行求解。通过对不同碳排放限额、不同线损率分别进行灵敏度分析,得出随着碳排放控制限额的降低,清洁能源机组投建较多,随着线损率的降低,投建的能效电厂减少的结论,通过仿真验证该文所提电源规划模型的有效性和结论的正确性。

基于实测煤耗的AGC电厂负荷优化分配

针对广东电网现有自动发电控制(AGC)电厂负荷分配方式的局限性,提出了基于实测煤耗的调度中心AGC电厂负荷优化分配方法,考虑了包括调节速率、临界负荷、机组备用在内的多种约束条件,并采用动态规划算法进行求解,在满足电网控制安全性的前提下实现了AGC电厂负荷分配的经济性。文中详细描述了AGC电厂负荷优化分配系统的总体架构、数学模型、求解算法、负荷优化分配流程等相关内容。实际应用表明,与传统的按容量分配机组负荷的方式相比,电厂负荷优化分配方法可以有效降低电厂总煤耗,提高经济效益。