基于功率调节裕度的船舶汽发机组非线性控制切换策略

为提高发电机组多工况运行的多目标优化能力,提出一种控制方法随工况变化的切换策略,并以船舶电站汽发机组为对象设计实例。针对船舶电站负荷多变的特点,建立考虑汽压调节特性的汽发机组综合控制模型,选取鲁棒综合控制和暂态最优控制设计加权的混合控制方法。将船舶机组过载情形类比于陆地电网故障,计算机组的过载稳定域边界,建立机组功率调节裕度的量化指标。基于指标值与机组负载率之间的关联性,同时考虑控制切换造成的机组波动,设计了离散、连续两类混合控制权值随指标值变化的方法。模拟船舶孤网的仿真结果表明,相比于单一控制方法,采用切换策略能够整体改善机组对突发变载、故障冲击的响应能力,有助于提高船舶孤网全工况运行的稳定水平。

考虑功率可调节裕度的综合能源系统云边协同优化

区域综合能源系统(RIES)集群协同优化可以实现跨区域能量共享,提高系统的灵活性。针对RIES集群多主体难管控的问题,提出了一种考虑功率可调节裕度的云边协同优化调度模型。首先,对不可控设备和可控设备的可调节能力进行建模,并在此基础上建立RIES主动调节能力综合指标的数学模型;其次,建立能量管理云平台和RIES双层能量优化模型,能量管理云平台以降低整个系统对外部能源需求为目的对区域间能量互济进行调控;然后,引入交替方向乘子法对模型进行求解,协调能源信息交互;最后,通过云边协同优化方法对RIES集群运行进行了仿真验证。结果表明:各RIES对内部能量进行优化,实现了低碳经济运行,并提高了系统的功率可调节裕度。由能量管理云平台和RIES协同交互完成的优化过程,提高了RIES集群的自给能力和主动调节能力,减少了系统运行成本和碳排放。

考虑动态功率调节裕度的高比例风电系统水-火-荷分布鲁棒优化调度

具有随机性、波动性的风电大规模接入给电网安全调度带来严峻挑战.针对风电反调峰性和不确定性,本文提出考虑动态功率调节裕度的水-火-荷分布鲁棒优化调度方法.首先,针对风电和负荷双重不确定的概率分布难以准确估计的特点,提出净负荷(风电与负荷功率之差)波动速率矩不确定集合刻画系统功率变化的随机性,并结合水、火、荷的功率调节特性,建立系统动态功率调节裕度模型.其次,借助分布鲁棒条件风险价值具有描述尾部概率的良好特性,刻画恶劣风况下系统由于功率调节裕度不足所造成的弃风风险.以系统运行成本和弃风风险成本最小、系统总动态功率调节裕度最大为目标,提出高比例风电消纳的分布鲁棒优化调度模型.通过对偶优化理论将模型转化为易求解的半定规划问题进行计算.所提出的模型可有效提高风电消纳量,保证经济运行的同时,提高了应对净负荷不确定波动的能力.

储能型风电场黑启动火电机组过程中的功率协调控制策略

针对呼伦贝尔电网所处特殊地理位置和需求,在前期对储能型风电场作为局域电网黑启动电源的可行性进行分析的基础上,考虑并计及电池储能系统运行状态,提出了储能型风电场黑启动火电机组过程中的功率协调控制策略。分别建立了储能型风电场层有功控制器和无功控制器:根据电池储能系统的荷电状态调整风电场的有功输出,以将电池储能系统的荷电状态维持在规定范围内;根据电池储能系统的实际无功输出调整风电场的无功输出,减小储能系统的无功电流,提高电池储能系统的功率调节裕度。分析了双馈风电机组的有功与无功功率极限,建立了风电场有功与无功分配模型,实现风电场功率在风电机组间的分配。通过算例对所提协调控制策略进行了仿真分析,验证了该控制策略适用于储能型风电场启动火电机组辅机的黑启动过程。