考虑出力约束和用电需求的梯级水电站电力负荷分频控制方法

针对现有梯级水电站电力负荷控制方法在应用过程中存在的径流预报不及时、出力预测不准确、负荷控制偏差大、响应不及时以及出力平稳性较差等问题,从考虑出力约束和用电需求的角度出发,对梯级水电站电力负荷分频控制方法开展论证分析。以四川省甘孜州康定市境内大渡河干流猴子岩梯级水电站为例,基于梯级水电站水力调节性能、所处梯级群位置以及所承担任务等工况条件,通过计算梯级水电站的总蓄能数值并以此为基础设置出力约束条件,利用小波变换技术预测梯级水电站的总负荷量,再将电力负荷划分为低频、中频和高频3个区域,最后根据不同区域的有序用电方案和实际用电需求,制定出与之相适应的分频控制方法和执行措施,从而完成对梯级水电站电力负荷的有效调节控制。实验结果表明,考虑出力约束和用电需求前提下的电力负荷分频控制方法,实现了对梯级水电站电力负荷的有效调节和分频控制,所提方法具有效率高、偏差小、风险低以及节能降耗等优点。提高了水电站径流预报效率,降低了水电站出力波动值,减少了水电机组能源损耗以及缩短了电力负荷控制响应时间,为梯级水电站的稳定高效运行提供了坚实保障,具有较高的应用推广价值。

考虑机组出力约束的发电商最优竞价策略研究

电力市场环境下,发电商之间的竞争是一个处于不完全竞争市场、非完全信息下的非合作博弈模型。在分析各种发电商策略性报价基础上,在双人博弈理念下,考虑到机组出力约束,提出了发电商最优竞价策略的数学模型并给出了其求解方法,从而得到了发电商的最优报价策略和在报价越界时优化调整策略。通过算例验证了该方法的有效性,其结论是:当发电商对系统负荷需求不同情况下采用相应的报价策略时,即可实现企业利润的最大化。

动态规划水库调度中水电站保证出力约束问题探讨

按满足约束条件的动态规划水库优化调度图运行,可使水电站提高发电量约3～5%,但这种调度图却不满足水电站设计保证率的要求。在动态规划水库调度模型中,先对以保证出力为最低出力约束推求水电站最优发电策略可能存在的问题进行分析,然后提出改进意见。

大规模高效液流电池自动储能技术研究

采用已有方法对液流电池储能技术进行研究时,没有分析相关约束条件,导致存在弃风改善率较低、年投资回报率较低、发电利用率较低和库伦效率较低的问题,为此提出大规模高效液流电池自动储能技术,在功率平衡约束、备用约束、出力约束、爬坡约束、运行约束等条件下建立液流电池自动储能规划模型,并采用粒子群优化算法求解电池自动储能规划模型,实现大规模高效液流电池的自动储能。实验结果表明,所提方法的弃风改善率较高、年投资回报率较高、发电利用率较高以及库伦效率较高,具有较好的应用效果。

考虑核电参与的调峰优化运行模型

综合考虑核电调峰成本及安全约束,建立了考虑核电参与调峰的优化调度模型。该模型从经济性和安全性两方面定量分析压水堆核电机组的调峰成本,并引入核电安全价值系数实现经济安全的协调平衡,以机组联合运行总费用最低作为优化目标;在调度问题常规约束条件的基础上,计及了考虑调峰深度和线性功率变化速率的工况转换时间耦合约束条件以满足核电调峰安全运行要求。算例仿真验证了所建立模型的有效性;在调峰运行方式下,核电机组满足安全约束要求,并能够根据系统实际需求选择最优调峰深度和功率变化速率;核电机组参与调峰能够缓解常规机组的调峰压力,减少火电机组启停调峰频率,提升电力系统运行的经济性。

基于等速趋近律的滑模负荷频率控制设计

针对单域电力系统,提出了基于等速趋近律的滑模负荷频率控制器设计策略。首先通过矩阵初等变换将原系统转换成标准型,基于标准型设计切换面,利用极点配置选择适当的切换函数,保证系统具有稳定的滑动模态;其次基于等速趋近律设计滑模控制器,使得电力系统状态在有限时间内到达滑模面;最后利用Matlab进行仿真研究,将传统的基于不等式趋近律设计的滑模控制器和提出的基于等速趋近律设计的滑模控制器,分别对理想工作状态下和发电机出力受约束(GRC)情况下的电力系统进行仿真比较,可以看出设计的滑模负荷频率控制器具有较好的频率偏差抑制效果。

旋转备用下双馈风电机组初值算法

风电机组运行参数计算是风电系统稳态调度和暂态分析的基础。恒kopt模型常用于最大功率点跟踪方式下双馈感应发电机(DFIG)初值计算,但是其所得发电机转速与风力机最优转速相矛盾,且不适用于旋转备用方式。文中针对DFIG旋转备用下的初值问题,提出了转速约束和出力约束2种算法。前者取转速固定,但不要求是最优转速,风力机捕捉机械功率已知,待求转子和变流器电压、风电机组有功出力,需要与电网潮流联立求解;后者取风电机组功率已知,待求转子和变流器电压、转速(或桨距角)及风力机出力,与电网潮流独立求解。2种算法的有效约束和待求变量数不同,但得到的风力机和发电机转速相符,均适用于风速低于或高于额定风速情况下的旋转备用运行。算例结果验证了所提模型的可行性和正确性。

电网峰谷出力比约束下的梯级水电站短期优化调度模型研究

研究在电网对水电站各时段出力要求情况下的梯级水电站短期优化调度问题,建立了优化运行模型,并用逐步优化算法求解。结合实际算例,通过对比在单一电价及在分时电价和峰谷出力比约束情况下的梯级水电站各个时段的发电量和收入,认为此模型使得梯级电站更加可靠,符合电厂和电网双方的利益,表明了模型的合理性、可行性及实用性。

水火电力系统短期实用化调度模型及求解方法

以某电网的大型水火电力系统为研究对象,从节能降耗及与生产实际接轨的角度出发,基于水火电力系统的解耦机制,将水火联合调度问题建模为2个具有优化时序的子优化问题。在火电优化子问题中,在考虑常规约束的基础上,提出火电机组出力升降走向约束及相邻时段火电总负荷波动阈值约束,以保证火电机组出力平滑;在水电优化子问题中,考虑水电厂日平均出力约束及振动区约束,以保证水电的充分利用。采用改进的具有柔性更新策略的教与学优化算法依次求解2个子优化问题,并针对2个子优化问题中呈现强耦合性的复杂约束,设计不同的启发式约束处理方法。对含有15座火电厂和29座水电厂的某水火电力系统的日前调度进行仿真测试,验证了所提调度模型的可行性和实用性及求解方法的有效性。

饱和环节对2种鲁棒负荷频率控制器控制性能的影响

基于黎卡提方程的设计方法首先确定系统参数变化的边界,然后通过求解黎卡提方程设计鲁棒控制器;基于特征结构配置的设计方法则将闭环系统的特征值配置在特定区域,使闭环系统对参数变化具有最小灵敏度,最终达到提高鲁棒性的目的。线性模型中的仿真研究表明,基于特征结构配置方法设计的控制器具有较好的鲁棒性。但在实际运行中,发电机出力速度约束在电力系统负荷频率控制模型中体现为饱和环节,必须予以考虑。计及该饱和环节后,重新对比2种控制策略却得出不同于前面的结论,仿真显示了其动态过程。

梯级水电站短期优化调度算法研究

随着梯级水电站的不断投产,梯级水电站短期优化调度面临的多维性、多目标性、多约束性问题越来越突出。在分时上网电价的基础上,电网峰平谷段出力比约束需着重考虑。为此,以梯级发电收益最大为目标函数研究梯级水电站短期优化调度算法,提出定出力和POA结合算法,将峰平谷出力比离散,先求解定峰平谷出力的调度过程,再用POA优选短期最优调度解。实例验证表明,算法较好地解决了高维数、多约束条件下梯级短期优化调度问题,调度结果实用性、可操作性好。