改进下垂控制下的中压直流配电系统双时间尺度分层调控方法

针对中压直流配电系统,在负荷激增、可再生能源出力突变等特殊工况下,传统优化调度方案与协调控制策略存在系统运行经济性有待提升、直流母线电压易越限的问题。为此,提出一种基于改进下垂控制的中压直流配电系统双时间尺度分层调控方法。首先,构建一种具备直流故障穿越能力的3端混合型模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)环状±10 kV中压直流配电系统,该系统含电动汽车充电站、储能系统、分布式光伏与风电等灵活性资源。其次,制定各单元协调控制策略,并采用tan函数改进传统下垂控制,以提高系统应对大幅功率波动的能力。然后,基于改进控制策略提出一种双时间尺度分层优化调控方法:在长时间尺度的系统调度层,以运行总成本最小为优化目标,确定各换流器参考功率;在短时间尺度的换流器间协调控制层,改进下垂曲线,并优化控制系数,以兼顾系统运行经济性与电能质量。最后,以典型算例验证该文所提优化调度方案及协调控制策略的有效性:通过灵活调度多种柔性资源,系统运行总成本可降低约11%;在某数据中心负荷激增100%的工况下,各直流母线电压波动仍能维持在±3%UN(额定电压)的允许范围内。

面向电力市场多时间尺度场景应用的风储系统调度方法

针对风储系统参与电力市场不同调用时间尺度场景的耦合问题,提出面向电力市场多时间尺度场景应用的风储系统优化调度方法,指导风储系统进行短时风功率波动平抑,并参与电能量市场及备用辅助服务市场,实现不同调用时间尺度场景间协同优化,最大化风储系统经济效益.首先,考虑不同场景盈利机制,以风储系统多场景经济收益最大为目标建立目标函数.然后,建立风储系统参与各应用场景条件约束以及多调用时间尺度耦合约束.最后,算例仿真验证了所提方法可在保证风功率波动不越限的同时,提升风储系统在日前电能量市场及备用辅助服务市场中的综合运行效益.

基于BIPV功率与负荷预测的智能建筑EMS双时间尺度多能互补优化模型

建筑光伏(Building Integrated Photovoltaic,BIPV)发电功率出力的随机波动特性,新型负荷与传统负荷的相互作用、需求侧响应和分时电价对负荷特性的影响是智能建筑能量管理系统(Energy Management System,EMS)优化运行必须考虑且亟待解决的突出问题。以BIPV功率、负荷功率与室外温度预测值为基础,在建立的建筑室内环境参数与建筑能耗的数学模型上综合考虑系统整体的经济性与用户舒适度,联合日前、日内两个时间尺度建立了智能建筑EMS的两阶段优化模型。日前尺度计及分时电价,以系统运行经济性为目标,制定可控电源机组启停、可平移负荷、储能装置的优化运行方案;日内尺度则在日前优化基础上综合平衡系统经济性和用户舒适度,对可控电源功率及可控负荷功率进行滚动优化。通过两个不同时间尺度上的协同优化,以实现多类型电源、储能及参与需求侧响应负荷的"源-荷-储"多能互补优化运行。最后通过实际数据的算例仿真验证了所提模型的有效性。

考虑储能-智能软开关的主动配电网混合时间尺度鲁棒优化

随着配电网中光伏(photovoltaic,PV)发电渗透率增大,由于源/荷分布不均衡引起的馈线功率急剧波动、电压越限问题时有发生。提出一种考虑储能-智能软开关(soft open point,SOP)、光伏逆变器及无功电压控制(var/voltage control,VVC)设备的主动配电网混合时间尺度鲁棒优化方法,以提高配网运行的经济性和稳定性。首先,通过在配电网线路末端间引入储能元件与SOP相结合(E-SOP)的柔性互联装置,建立计及多种调压设备的配电网日前-日内鲁棒优化模型;其次,建立基于鲁棒条件下的时序电压灵敏度逆变器下垂控制模型,以应对PV发电随机性强所带来的风险,达到维持系统电压稳定性、平衡配电网源/荷分布的目的;最后,以改进的IEEE 33节点系统为例进行仿真算例分析,验证了所提方法的有效性。

时空尺度精细化对可中断负荷优化调度方案的影响研究

需求响应是中国现阶段缓解电力供应紧张局面的有效手段。在分析现有的大工业负荷参与的可中断负荷调度优化模型的基础上,通过算例揭示了现有调度方案可能存在的容量富余问题,研究了可中断负荷容量精细化和中断持续时间精细化对可中断负荷调度方案的影响,讨论了时空尺度精细化实施的可行性,提出一种精细的大工业负荷参与可中断负荷调度的优化模型。算例结果表明,精细化模型能充分利用大用户负荷在时空尺度上的特性,在保证用电高峰期削减负荷需求得到满足的同时,解决了现有调度方案可能存在的容量富余问题,优化了调度结果,降低了中断补偿成本,提高了用户满意度。

考虑风电功率短期波动的风电场无功快速跟踪优化

风力发电的不确定性使风电场难以实现精准地优化调控。为此,该文提出一种无功快速跟踪优化方法,解决风机功率短期波动导致风电场运行状态偏移的问题。总控单元通过集中式无功优化获得风电场时段最优运行点,各风机控制单元利用梯度跟踪技术快速调节无功,实现对时段内风机功率短期波动的跟踪优化。所有风机的分布式跟踪优化共同组成风电场系统性的跟踪优化。通过我国某实际风电场案例,验证了所提方法的有效性。结果表明,快速跟踪优化方法能够有效降低系统网损,提高电压质量,缩小风电场优化时间尺度。

基于IITD-WT的大地电磁噪声压制方法

矿集区采集的大地电磁信号极易受到各类噪声污染,导致其视电阻率-相位曲线在低频段出现紊乱现象或呈现出近源效应等。文中提出了一种优化固有时间尺度分解(Improved Intrinsic Time Decomposition,IITD)和小波阈值(Wavelet Threshold,WT)的大地电磁(Magnetotelluric,MT)去噪方法及应用。首先将含噪信号进行IITD分解得到若干阶旋转(Proper Rotation,PR)分量;然后对PR分量进行小波去噪,叠加小波系数重构得到MT去噪数据。通过计算机模拟出不同类型的强噪声,并对小波阈值法设置不同的分解层数、基函数对强噪声进行处理,总结出该算法面对不同噪声时的去噪性能。对模拟大尺度方波和三角波噪声去噪后,信噪比最高可达24dB和17dB,所提方法去噪性能显著。将所提方法应用至MT实测数据的降噪,结果显示该方法能够有效去除隐藏在MT数据中的强噪声。由去噪前后视电阻率曲线对比可知,相较于远参考法和原始曲线,所提方法获得的视电阻率曲线更为光滑、连续,低频段的数据质量明显改善。

网-域-场三级调控的海上风电能量协调控制方法

海上风力发电具有不确定性,受天气和海平面波浪影响较大,因此当海上风力发电场所产生的电能连接至交流电网时,会对电网的稳定运行造成破坏,针对于此,为了更加有效的解决海上风电并网所引发的功率波动问题,提出一种网-域-场三级调控的海上风电能量协调控制思想,根据网侧功率波动情况,采集所需信息,设立控制目标函数,调动风机、电网和储能进行工作,维持配电网的安全稳定运行。

采用统一性能衰退轨迹模型的润滑和密封材料加速寿命预测

润滑和密封材料寿命评估和预测方法是工程研究中亟待突破的瓶颈问题。为了在保证加速寿命评估精度的同时,提高加速寿命评估的效率,在传统的加速寿命评估方法的基础上,提出基于时间尺度优化的加速寿命评估方法。首先,建立含时间尺度的性能衰退轨迹统一模型,以均方误差最小化为优化目标,获取最优时间尺度因子;其次,通过非线性最小二乘法识别出轨迹模型的参数,进而建立起衰退速率的加速模型,对常温下的衰退速率进行外推估计;最后,建立老化时间-温度-性能衰退量的三维模型,通过与实测数据的对比,验证了模型的准确性。