负载缺电率用于独立光伏系统的最优化设计

在确定光伏方阵最佳倾角时，应综合考虑方阵面上太阳辐射量的连续性、均匀性和极大性。“夏半年”和“冬半年”周期内入射到倾斜面上的平均日辐射量Ｈ１和Ｈ２相等或在相等之前Ｈ２有极大值，则其对应角度即为最佳倾角。通过改变相应放电深度的简便计算方法，即可得到相应于不同负载缺电率的一系列光伏方阵与蓄电池容量组合，从而确定最佳的方阵和蓄电池容量。

不同投资模式下计及缺电率约束的微网容量配置博弈分析

为提高独立风光储微网的经济效益和供电可靠性,需要合理配置风、光、储设备的容量。在未来微网运行的市场化模式下,若风、光、储设备属于不同投资者,可能造成微网整体运行最优与投资者追求各自利益最优之间存在矛盾。为此,基于博弈论中的纯策略纳什均衡和主从博弈相关原理,以风、光、储各自设备运行寿命内的年平均收益为优化目标,以缺电率作为可靠性约束,分别建立非合作,风、光主导和风电主导3种博弈模型,求解最优风光储容量配置。根据算例结果和缺电率的敏感性分析,验证了所建立博弈模型的合理性和有效性。

基于蒙特卡罗的缺电成本计算研究

根据输电网运行模型的2种模式,建立基于蒙特卡罗模拟输电线路故障模式和故障时间的缺电成本模型,结合节点负荷的重要程度的分类和缺电损失评价率随停电时间变化的情况,采用潮流跟踪法,提出了基于衡量负荷削减对缓解系统过负荷支路程度的经济性指标的求解算法,并通过算例证明了模型的实用性和算法的有效性。

基于液流电池储能的光伏发电系统容量配置及成本分析

根据全钒液流电池的物理特性,以负荷缺电率为指标,结合地区辐照度、环境温度等因素,研究了全钒液流电池应用到独立光伏系统中的容量配置问题,同时从经济性角度对系统运行成本进行了优化和分析。结果表明,全钒液流电池在规模储能方面具有较好的优越性,相对于传统铅酸蓄电池,采用全钒液流电池作为储能单元提高了系统供电可靠性,降低了发电单位运行成本。

离网型风光储互补发电系统优化设计方法研究

以解决风光储互补发电系统的合理配置问题,实现系统能独立为风光资源丰富的边远地区和海岛提供清洁、可靠及廉价的电力能源为目的,提出了一种基于全年负载缺电率(LPSP)和全寿命周期成本(LCC)为优化目标的风光储互补发电系统优化设计方法。为精确计算系统的运行状态,建立了基于小时时间尺度的风力机组发电量计算模型、光伏电板发电量计算模型和蓄电池组的表征组件特性的数学模型;为发挥风光互补系统发电量互补的优势,建立了风光储互补发电系统中光伏方阵倾角优化模型;以LPSP和LCC作为系统的优化指标,建立了LPSP和LCC计算模型;运用迭代算法计算各种可能出现配置下的LPSP和LCC;通过LP-SP可靠性筛选和LCC经济性优化,最终得到LCC最小并能满足LPSP要求的系统配置。该优化方法按照小时的尺度进行优化计算,优化结果精度高;LCC经济性评价指标全面和客观;倾角优化发挥出系统发电量互补的优势。

基于弃风利用的塔筒电梯储能系统优化配置

针对弃风电量消纳问题和塔筒电梯能耗问题,提出在风力发电场塔筒电梯中,利用储能技术对风资源进行时空转移的优化配置方法。考虑储能受到的约束条件和塔筒电梯运行负荷缺电量,以储能系统成本最低和塔筒电梯负荷缺电率最小为目标,构建储能多目标优化配置模型,采用改进的非支配排序遗传算法(NSGA-II)求出Pareto最优解,确定储能系统优化配置方案。最后,利用达坂城某风电场检修数据进行仿真分析,结果表明该优化配置方案在降低负荷缺电率和成本方面具有显著效果。

针对大功率脉动负荷的混合储能系统容量优化配置方法研究

大功率脉动负载日益增多,为满足短时冲击负载的用电质量要求,电源需要按最大功率配置,而在低负荷情况下则会造成电源资源浪费,特别是对于一些特殊供电电源还会造成环境污染。储能系统的参与可以缓解这一问题,其容量的合理配置则是治理效果和经济性的决定因素。提出一种针对大功率脉动负荷情况的蓄电池-超级电容器混合储能系统容量优化配置方法,该方法采用经验模态分解方法求出分界频率来确定蓄电池和超级电容器之间的功率分配;以全生命周期成本最低为目标函数,考虑能量损失率和负荷缺电率等约束条件,利用遗传算法进行求解。编制了混合储能系统容量优化配置计算软件,最后利用编制的软件对某钻井机工作系统进行混合储能系统容量优化配置计算,结果验证了所提方法的有效性。

不停电独立光伏系统的优化设计

为零缺电率负载供电的独立光伏系统是对设计要求最高的光伏系统,必须慎重地进行优化设计。研究表明,如果采用一般的独立光伏系统优化设计程序来进行设计,只要用蓄电池维持天数等于零代入,即可确定太阳电池方阵的容量,同时可以用当地辐照量最低的月份得到最大辐照量所对应的倾角作为方阵的最佳倾角。确定蓄电池容量时应以当地最长连阴雨天数作为蓄电池维持天数的依据。通过实例分析,取得了良好的效果。

极地环境含风氢储混合微电网容量优化配置

极地环境复杂多样,常年低温且伴有极夜现象。为了合理配置极地环境微电网系统容量,提高极地环境微电网系统的供电可靠性,文中以中国南极科考站——中山站为研究对象,根据极地环境特性,提出利用富余风电制氢,并配置蓄电池储能装置的风氢储微电网容量优化配置模型。综合考虑极地低温对风机出力、蓄电池容量以及电力负荷的实时影响,以年度平均成本最小为目标,全年负载缺电率为约束,对极地环境下微电网供电系统的容量进行优化配置。算例仿真结果表明,风氢储系统不仅可以提高系统经济性和供电可靠性,还能有效减少能源浪费。

CDMA直放站独立光伏供电系统的优化设计

用太阳能光伏给远离市区的直放站提供电能,不但节约能源、清洁,而且便捷,不需要从数十里远的地方架设电线,有利于保护环境,减少投资。用太阳能光伏作为独立供电系统,首先要解决的是系统的最优设计问题:太阳电池板安装的最佳倾角;对一定功率的用电器配多大功率的太阳电池板;按照系统设计的工作要求如何配套电瓶的容量;选择相应的充电放电控制器等。既要使系统避免配置浪费,又要使系统能按设计要求保证工作。用简捷的运算方法达到了优化设计的结果。

含风光柴储的独立微电网容量优化配置研究

针对独立微电网建设中合理配置电源容量、提高供电可靠性和经济性的问题,在设计规划阶段引入能量管理策略,首先建立风光柴储各电源的出力模型,其次通过对系统全年运行综合费用分析,计及发电补贴建立以年度总成本为目标的经济函数,最后以负荷缺电率(LOLP)、可再生能源供电率(RES)、能量丢弃比(DEP)作为评价指标,应用遗传算法(GA)求解独立微网容量优化配置问题。通过分析LOLP的取值对系统容量配置和成本的影响,证明该配置方案具有较高的合理性,选取合理的LOLP值可显著降低系统的成本费用。

基于最小负荷削减费用的输电系统可靠性评估

电力系统可靠性的经济价值日益受到人们的重视。常规可靠性评估方法采用以负荷削减量最小为目标函数的最小负荷削减模型,由此得出的负荷削减量虽然最小,但负荷削减费用不是最小,忽视了经济价值。提出基于最小负荷削减费用的可靠性评估模型,以负荷削减费用最小为目标函数,并考虑节点负荷类型的分类,克服了常规方法忽视经济价值的缺点。所提出的方法较常规方法虽然负荷削减量大,但负荷削减费用小,符合从经济价值出发的原则。通过算例分析表明了该方法的合理性和实用性。

储能电池在风光互补发电系统中的容量配置分析

储能电池是分布式发电系统的关键组件。增加储能电池的容量可以提高发电系统的可靠性,但会增加系统的投资和运行费用。基于上海地区全年8 760 h的气象数据,计算了风光互补发电系统在不同储能容量下的负荷缺电率和能量溢出率的变化。对于独立的风光互补发电系统,在满足能量溢出率小于0.3的情况下,如果系统缺电率维持在1%左右时,需要配置3天的储能容量;如果系统缺电率为0,则需要配置5天的储能容量。

基于两阶段模型的风光互补系统储能容量配置优化方法

为提高风光互补系统供电经济性,根据风光互补系统的运行特点,第一阶段以风光互补系统技术特性为约束,计算负荷缺电率和新能源弃用率,并将其作为第二阶段的边界条件。第二阶段以储能初始投资年均成本最小作为目标函数计算风光互补系统的最优储能容量配置。结果表明,合理配置储能容量可以有效减少系统的投资成本。

独立光伏系统光储容量优化配置方法

为提高独立光伏系统的供电可靠性和光伏利用率,需要合理配置光伏组件和储能系统的容量。根据光伏系统?储能联合运行的特点,考虑运行过程中储能能量的动态变化过程,以储能单元的技术特性为约束,提出以负荷缺电率(loss of power supply probability,LPSP)和能量溢出比(energy excess percentage,EXC)为考核指标的光伏、储能容量的联合配置方法。在给定案例条件下,考虑了阀控铅酸电池、锂离子电池和全钒液流电池3种类型,分别对3种电池储能进行了容量配置,并以初始投资最小为目标,计算最优光储容量配置。结果表明,在相同配置情况下,采用全钒液流电池系统供电可靠性较高、经济性较好,而在满足指标要求下,采用阀控铅酸电池系统初始投资最小。

罚函数改进粒子群算法的风光储系统优化配置

考虑风光储系统中风光资源、储能和负载之间复杂的匹配关系,建立以年度平均发电成本(AAGC)为优化目标,以全年负载缺电率(LPSP)为约束条件的优化模型。采用改进的粒子群算法(IPSO),并加入罚函数将非线性约束条件转化为一系列无约束问题。在考虑各组件数量作为决策变量的基础上,增加风力机塔架高度以及光伏板倾角用以提高优化过程的全面性。通过对算例的计算,对比分析各组件最优配置结果和多目标遗传算法结果,证明算法的有效性和优越性。

独立型风光互补系统中储能容量优化研究

以独立运行的风光互补发电系统中储能容量最优化为目标,利用风电、光伏以及负荷的发用电预测数据,提出考虑超级电容器和蓄电池内部特性的负荷缺电率LPSP的简化计算方法,并同时考虑负荷最大缺电率和负荷最大瞬时功率缺失两方面来综合确定超级电容器/蓄电池混合储能装置容量的大小。进行了优化软件的编制和算例分析,结果表明,考虑储能系统功率输出能力可以提高储能系统容量优化配置的准确性,而在同时达到满足负荷最大缺电率和负荷最大瞬时功率缺失要求下,混合储能比超级电容器、蓄电池单独储能更加经济。

基于负载需求的风光储离网系统优化配置研究

风能和太阳能发电具有天然的互补性,因风能的波动性较大,太阳能又受时间和天气的影响,因此在进行风光储供电系统的设计中,优化配置占有很重要的地位.本文采用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)进行风光储供电系统的多目标优化,优化目标是系统总成本(Total system cost,TSC)和全年负载缺电率(Loss of power supply probability,LPSP),文中采用两种风力发电机,一种光伏板,一种蓄电池对当地总负载进行配比,加入风力发电机输出功率、光伏板蓄电池数目等约束条件后,通过比较得出最优配比结论,旨在提高风光储离网系统的优化配置和经济性.

基于潮流跟踪的最小负荷削减费用计算

电网可靠性的经济性价值日益受到人们的重视,如何对其进行定量计算具有重要的现实意义。该文建立了体现电网可靠性经济价值的负荷削减费用模型,模型中综合考虑了节点负荷用户类型的分类和缺电损失评价率随停电时间的变化情况。在潮流跟踪法的基础上,提出了衡量负荷削减对缓解系统过负荷支路程度的经济性指标,并利用该指标对模型进行求解。算例结果验证了该方法的有效性和实用性。

高寒地区独立光伏系统降额设计与性能评价

针对高海拔、强辐射、低气压、低气温等严酷的高原特殊气候环境条件,在考虑电气设备高原降额前提下,提出“环境适应、安全可靠、清洁高效”的设计原则,进行逆变器降额设计并确定降额系数。光伏电站性能评价结果表明:负载缺电率达1.37×10^-3,可靠性高;系统平衡部件(BOS)总效率在45%附近收敛,稳定性强。