考虑源荷储联合调峰的日前-日内两阶段滚动优化调度

为了应对新能源大规模并网给电力系统带来的调峰压力,充分挖掘源荷储资源的调度潜力,建立了日前-日内两阶段滚动优化调度模型。首先,将柔性负荷通过需求响应机制纳入调度计划,分别对价格型需求响应和激励型需求响应行为进行建模。然后,建立计及机组寿命损耗和环境效益的火电机组调峰全过程成本模型。最后,考虑到风光出力预测误差呈现“近小远大”的特点,基于机会约束条件建立旋转备用约束,实现不同时间尺度下置信水平的配合。采用修改后的IEEE30节点系统作为算例,分析结果验证了本文所提模型的有效性,柔性负荷具有削峰填谷的作用,通过不同资源种类以及不同时间尺度上的协调优化,提高了新能源消纳水平,对电力系统的经济运行具有重要意义。

基于“分级-协同”思想的分布式光伏柔性参与电网调峰技术研究及应用

分布式光伏在多地爆发式增长,调度运行迫切需要分布式光伏参与电网调峰的自动发电控制技术手段。现有调度自动化系统的自动发电控制面向传统集中式电源设计,在体系架构、控制策略、调节性能指标等方面均无法适应分布式光伏常态化参与电网调峰需求。针对此问题,首先分析新能源发展形势对电网调峰带来的挑战,进而将分布式资源特性与调节需求深度融合,创新提出基于“分级-协同”思想的分布式光伏自动发电控制技术路线、体系架构。基于该思想,阐述用于电网调峰的省地两级分布式自动发电控制策略,首次给出总调峰需求计算方法、指令分配策略、响应率不足时的转移策略,并定义针对分布式光伏的调节性能指标,研制实际的控制系统。最后对所提方法和系统在省级电网的实际应用情况进行介绍,验证所述方法的有效性和实用性。

考虑火力发电深度调峰的高渗透率新能源电力系统优化调度

为解决高比例新能源接入电网所带来的弃风弃光问题,针对高渗透率新能源电力系统,提出一种考虑火力发电深度调峰与新能源消纳的优化调度模型。该模型优化目标是系统调度总成本最小,包括火力发电机组运行成本、深度调峰补偿、风光储运行成本以及弃风弃光惩罚成本。通过调用CPLEX求解器对5台火力发电机组、1个风电场、1个光伏电站和1个储能电站组成的电力系统进行优化调度求解,并针对储能调峰与火力发电深度调峰进行分析。结果表明,高比例新能源接入电网,会导致明显的弃风弃光问题,但接入储能电站,可以降低弃风弃光率,降低系统综合运行成本;仅靠储能调峰容易增加储能电站的建设费用,而加入火力发电深度调峰可降低储能配置容量,有效提高新能源消纳能力,且调峰深度越大,弃风弃光率越小,系统综合运行成本越小。

基于660 MW超临界燃煤发电机组深度调峰中的控制技术分析

在全球能源结构转型的大背景下,如何在保障电力系统稳定运行的前提下,提高燃煤发电机组的灵活性和调峰能力,成为电力行业亟待解决的重要课题。本文以660 MW超临界燃煤发电机组为研究对象,深入分析其在深度调峰过程中的控制技术,通过建立燃煤发电机组的变工况模型,分析了锅炉、汽轮机及辅助系统在不同负荷下的动态特性。本文提出了一种基于PID控制器的优化控制方法,并与现有方法进行了比较,实验结果表明,所提方法在深度调峰中的响应速度和精度优于文献[5]和文献[6]的方法,验证了其在深度调峰中的有效性和优越性。

谷电相变蓄冷空调系统在某大型商业超市应用的性能分析及经济性评价

以深圳某商业超市空调制冷工程为例,结合峰谷电价差,针对水合盐相变蓄冷技术在大规模舒适性商业领域的应用进行了性能分析及经济性评价。该项目采用原制冷机房中备用制冷机组作为冷源,相变蓄冷机组夜间利用谷电蓄冷,白天将冷量供给商业超市空调制冷系统,满足用户用冷需求。本文系统测试并分析了谷电相变蓄冷系统连续运行14天的蓄、放冷温度,蓄冷量,耗电量等实验数据。结果表明:相比原有制冷系统,采用谷电相变蓄冷系统作为冷源时,夜间制冷机组的性能系数(COP)和系统能效比(EER)大幅提高;该项目的投资回收期为5.35 a,随着峰谷电价差逐步拉大,当峰谷电价差≥1.06元/(kW·h)时,系统的投资回收期≤4 a;水合盐相变蓄冷技术结合谷电/弃电等在大规模舒适性商用空调领域应用具有可行性。

热电厂蓄热罐控制方案设计

为解决集中供暖地区风、光等清洁能源消纳问题,常采用的措施是在热电厂设置蓄热罐实现热电解耦,完成深度调峰。本文针对蓄热罐的工艺特点,给出蓄热罐的控制方案。通过分析供热机组接收热网及电网调度的流程,结合电网侧调度控制的最新研究成果,给出带蓄热罐供热机组的控制及运行方式建议。

火电机组给水泵汽轮机动力汽源优化研究

火力发电机组深度调峰已进入常态化,在汽轮机组调峰工况下,四段抽汽压力偏低,不能满足给水泵汽轮机安全运行要求。冷再抽汽压力偏高,汽源切换过程给水泵转速波动大,严重威胁锅炉给水系统安全。优化后的动力汽源采用蒸汽压力匹配技术,利用汽轮机主机冷再抽汽引射四段抽汽后混合,满足给水泵汽轮机对动力汽源压力的要求,实现深度调峰工况下安全运行和节能降耗双重目标。

图腾柱式IGBT栅极驱动电路设计

由晶体管BJT构成的图腾柱式栅极驱动电路在单相交错式PFC中被大量应用,本文分析了IGBT栅极特性和栅极驱动电路结构,分别推导了栅极最大电流、 BJT基极电流以及驱动功率的计算方法,全面地得出了IGBT栅极驱动电路关键器件的参数选型和注意事项。

基于SOEC-OEC双工艺耦合的火电机组全容量长寿命调峰技术研究

现有火电灵活性改造方案难以消除频繁快速变负荷所带来的热力系统寿命折损与机组安全运行风险,为保障火电机组参与电网调峰的安全性、经济性与健康性,提出并构建了基于固体氧化物电解槽(SOEC)制氢技术与燃烧器局部富氧燃烧(OEC)技术相耦合的火电机组全容量长寿命调峰技术方案。以某超超临界1 000 MW二次再热机组为计算示例,对SOEC-OEC系统参与70%~100%的电网深度调峰进行了能效计算,并与常规碱性水电解制氢(ALK)系统进行了比较。计算结果表明,SOEC-OEC技术方案中抽汽电解制氢系统的能效高达49.86%,相比ALK系统提高约26.40%;富氧助燃系统最大可减少锅炉排烟量达23.7%,降低机组供电煤耗2.83 g/(kW·h),减少碳排放约2.82 t/h。此外,SOEC-OEC系统还可为机组带来超额的调峰补贴收益、氢气售卖收益、富氧节煤降碳收益以及设备延寿延保收益等,充分保障了火电调峰过程的经济高效、安全环保。

数字化背景下新型电力系统谐波溯源关键技术

构建以新能源为主体的新型电力系统是能源电力行业推动“双碳”战略目标的关键举措。伴随多类型电力电子设备大规模接入系统,源网荷储谐波源交互影响,谐波污染加剧且复杂多变,呈现全局化特征,影响了电力系统优质可靠供电。文中聚焦多类型谐波源交互作用下的谐波来源追溯,深度融合先进数字技术在数据资源和智能协作的优势进行主导源头辨识和谐波贡献评估。首先,围绕谐波溯源概念,分析其在数字化背景下新型电力系统面临的新挑战和新机遇。然后,阐述了谐波溯源研究现状,指出关键技术的发展新需求。基于此,利用数字电网技术架构设计了云-边-端协同溯源策略。针对数字化背景下的新型电力系统,阐述了谐波源确定在数据采集、机理分析、协同应用等方面的主要技术。最后,展望了未来数字电力系统安全、可靠、灵活发展的技术方向。

太阳能辅助热电联产机组供热、发电及调峰性能分析

针对新能源存在不稳定性导致电网调峰问题日益严重的现状,结合较为成熟的光煤互补发电技术及多热源联合供热调峰系统,设计光煤混合供热发电系统,使热电联产机组具有一定的调峰能力。以某300 MW热电联产机组为研究对象,利用Ebsilon Professional软件搭建发电、供热可灵活调节的太阳能辅助热电联产系统,基于供热机组实际双机运行工况,在保证供热负荷前提下,分析太阳能辅助双机热电联产机组耦合方式,比较耦合前后双机调峰性能。结果表明:凝汽器出口与太阳能集热系统换热器间的管道上设置动态节流阀,改变太阳能集热系统辅助供热机组的运行模式,能够实现发电、供热、调峰一体系统的灵活运行;其中,以太阳能集热系统仅用于补充供暖的运行方式调峰能力最强,太阳能辅助单机供热前后调峰容量比值为0.76,太阳能辅助双机供热前后调峰容量比值为0.55,太阳能辅助承担最大供热负荷的1号机组在调峰容量及调峰补偿上效果最佳。

计及深度调峰的风-光-水-火-抽蓄多能源联网系统优化调度研究

多种能源联网运行逐步成为未来电力系统发展的方向,多能源联网系统的优化调度是应对规模化新能源并网消纳的重要手段。文中建立了计及火电机组深度调峰成本的风-光-水-火-抽蓄联网系统成本模型和考虑调峰主动性的风-光-水-火-抽蓄联网系统日前优化调度模型。针对多能源耦合系统结构复杂的情况,提出了分层优化调度的模型求解策略。上层模型以净负荷波动最小为优化目标,得到等效负荷曲线;下层模型根据上层模型的调度结果,以调峰运行的经济性最优和新能源弃电率最低为目标函数,计及调峰主动性,求解考虑火电机组深度调峰煤耗特性的含新能源系统的经济调度问题。仿真算例表明所建模型实现了多能源联网系统的互补运行,提升了火电机组的深度调峰能力,降低新能源弃电率和系统运行成本。

可再生能源电制氢合成氨系统的并/离网运行方式与经济性分析

可再生能源电制氢合成氨(renewablepowerto ammonia,Re Pt A)是风力发电、光伏发电等可再生能源的大规模消纳方式之一,也是化工行业实现低碳清洁发展的重要技术路线之一。利用风电光伏电解水制氢合成氨系统模型,分析电网调峰型系统、电网友好型系统、工艺离网型系统的绿氨成本,并对电化学储能设备规模、储氢设备规模、电解水制氢设备规模、电解水制氢设备效率等影响因素进行敏感性分析。基于3种绿氨系统的设备配置方案和运行方式评估不同类型系统所需的电网调峰电量,提出3种系统所适合的应用场景。研究结论是近期应该发展电网友好型RePtA系统,远期应该发展工艺离网RePtA系统。

考虑高比例新能源消纳和火电机组调峰补偿的电力现货市场交易机制设计

针对新能源参与市场竞争和保障性消纳的矛盾,设计高比例新能源电力系统现货市场交易机制。首先,考虑到新能源的市场性消纳,对电力现货市场现有出清机制进行改进,在新能源和火电机组共同参与市场竞价的交易环境下建立出现弃风弃光时触发的发电替代模型,调动火电机组调峰能力,由新能源替代火电进行发电;其次,提出激励相容的结算机制,由新增消纳空间的新能源给予火电机组调峰补偿;最后,对不同调度场景进行仿真计算,结果表明所提机制能够在电力现货市场中实现调峰资源的供需匹配,促进新能源市场化消纳的同时补偿火电机组调峰费用,保证市场主体竞争公平、收益合理。

考虑时段划分的高风电渗透率系统储能配置

随着风电渗透率不断升高,其波动性、随机性的特点使得电力系统出现严重的弃风及调峰困难问题。为此,提出一种考虑时段划分的高风电渗透率系统储能优化配置模型。首先,在净负荷的基础上计算峰谷隶属度,综合考虑风电消纳、峰谷差和用户满意度,采用量子粒子群算法寻优;其次,在最优时段的基础上综合考虑火电机组和储能的成本及收益,以净成本最小为目标函数优化出最优储能配置方案;最后,通过不同风电渗透率的算例分析验证所提优化模型的合理性和有效性。

多种能源融合发展战略研究

我国能源强国和“双碳”战略目标的实现,需要加速构建现代能源体系,加快转变能源发展方式和提高能源生产保障能力;多种能源融合是解决各能源分系统割裂、调整优化能源格局、提高能源清洁利用效率的有效解决方案。本文在分析多种能源融合发展现有模式的基础上,总结了国外多种能源融合发展的趋势、我国多种能源融合的发展现状和瓶颈;对标能源强国建设的清洁、高效等特征,提出了集能源转换、互补、再利用以及零碳生产生活功能于一体的新型多能融合模式,进而提出了多种能源融合的基本发展路径。研究建议,立足资源禀赋、建立支撑多种能源融合发展的中长期规划,加快突破多种能源融合关键核心技术、提高装备可靠性,加强“多种能源融合”相关人才培养,优化多种能源融合产业链结构,以更好推进我国多种能源融合发展的规划、建设与实践。

盘管式冰蓄冷空调技术蓄冰过程理论与实验研究

冰蓄冷空调系统对电网调峰及改善用冷经济性有重要作用。该文通过对盘管式冰蓄冷系统的蓄冰过程研究发现,蓄冰过程包含两个明显阶段:第1阶段,10.0到4.0℃过程中,水的密度随温度降低而增大,4.0℃冷水迅速聚集到蓄冷单元底部,并逐渐充满整个水域;第2阶段,4.0到0℃过程中,水的密度随着温度降低而减小。前期,换热管下表面最先出现冰层;后期,随着上方聚集的低温水增多,换热管上表面开始产生冰层。该实验中,当蓄冰过程进行到100 min时,换热管上下表面冰层厚度均达到8.56 mm。之后,上表面冰层厚度逐渐超过下表面。该研究揭示冰蓄冷单元内部自然对流及4.0℃时水的密度逆转对结冰过程的影响规律,对盘管式冰蓄冷系统的优化设计及运行控制有一定指导意义。

面向电网调峰的盘管式冰蓄冷空调技术研究

储能是助力实现碳达峰碳中和战略目标的关键技术。当前电力供需关系的矛盾随着可再生能源高比例接入和电力需求快速增长日益尖锐,该问题在夏季用电高峰期间尤为突出。冰蓄冷空调系统在夜间利用谷电制冰储存冷量,在白天用电高峰时融冰供冷,有助于电网调峰和改善用能经济性。该文总结分析盘管式冰蓄冷空调关键技术的研究现状和发展方向。系统控制层面:对比分析冰蓄冷空调系统的各种优化控制策略;蓄冰融冰方式层面:详细阐述内融冰、外融冰和内外融冰结合3种方式特点,并对能量模型进行归纳;结构层面:分析典型强化传热方式对传热性能的影响关系。最后,归纳不同材质盘管的研究结果与应用前景。

基于NOMA-OFDM的雷达通信一体化波形设计

针对基于正交频分复用的雷达通信一体化波形设计中,通信信息的随机性会影响雷达性能以及过高峰均包络比(PAPR)可能导致信号在射频端出现严重失真的问题,文中提出了利用非正交多址将雷达信号与通信信号在功率域中分开,以降低通信信息随机性对雷达性能的影响,并利用主动星座图扩展(ACE)对叠加信号进行PAPR抑制的波形设计方法。首先,分析了传统功率分配原则导致叠加星座出现混叠的原因,并给出在不同调制阶数的最佳功率分配;其次,从理论上分析了ACE技术对叠加信号进行PAPR抑制的可行性;最后,仿真结果表明,在不同调制方式和不同信噪比下,当功率分配最佳时能同时达成雷达信号高检测率和通信符号最低误码率。ACE技术的使用同时保证了优良的雷达性能和通信端的低误码率,对叠加信号的PAPR有较好的抑制效果。

三维非均匀磁场分布下低场峰产生时的波传播和能量沉积特性分析

考虑粒子碰撞、化学反应和热效应,本文建立了右旋螺旋天线与柱状等离子体相互作用的三维模型,采用有限元法研究了3种三维非均匀磁场分布下右旋螺旋天线放电时的低场峰现象,并分析了密度峰产生时的波传播和功率沉积特性。主要模拟结果表明:在一定磁场大小范围内,随着最大磁场强度增加均存在密度峰现象,低于某阈值(B_(max)<120 G),低场峰产生时多普勒回旋阻尼和异常多普勒回旋阻尼致使的功率沉积占主导地位,且功率沉积峰值分布在螺旋波驻波附近;高于阈值时(B_(max)≥120 G),低场峰产生时碰撞阻尼致使的功率沉积占主导地位。螺旋波左、右旋极化电场同时在等离子体中传播,控制磁场分布,可控制低场峰产生时螺旋波极化电场的幅值、传播性质(行波、驻波、半驻波半行波)、功率沉积、密度和电子温度分布,螺旋波产生的驻波和功率沉积主要分布在磁场强度大的区域。相关研究结果对揭示螺旋波等离子体低场峰机制有一定指导意义。