考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度

在智能电网和低碳电力的背景下,提出一种考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度模型。首先,将需求侧资源分为可调度资源和不可调度资源,在可调度资源中分别建立了价格需求响应虚拟机组和激励需求响应虚拟机组模型,并分析了两种虚拟机组的运行特点;其次,在优化调度模型中引入碳交易,并提出系统碳减排目标的概念及阶梯型碳排放权价格,分析其对碳排放量的制约情况。在此基础上,引入功率平衡约束、机组出力及爬坡约束、虚拟机组运行约束等,建立了以碳交易成本、火电机组发电成本和虚拟机组运行成本为目标的新型低碳经济调度模型,采用细菌群体趋药性(BCC)算法对模型进行求解。通过仿真算例对不同场景下系统的风电消纳情况和系统的综合运行成本进行了分析。算例结果验证了模型及求解方法的可行性及优越性。

节能发电调度下基于虚拟机组的日前负荷调度模型

为促进节能减排,扩大系统对可再生能源的接纳,可通过负荷调度将负荷侧可调节资源常态化地纳入到电力系统调度运行中。文章研究将需求侧资源进行虚拟机组建模的方法,分析虚拟机组的成本特性及负荷调度对参与方的经济利益影响,同时分析了负荷的物理特性以及作为虚拟机组需要遵循的约束。在此基础上,建立节能发电调度模式下的日前负荷调度模型,通过日前小时电价调用小时响应负荷和日内可转移负荷,以更少的发电成本实现电力行业更高层次的节能减排,最后通过对负荷调度结果的还原将虚拟机组出力转换为实际负荷值。算例表明所建立的日前负荷调度模型可方便地进行负荷调度,有效降低煤耗和污染物排放,并达到较好的削峰填谷效果。

集群风电虚拟机组时变概率模型及调度性能指标(一):时变概率模型

在中国风电集中接入发展模式下,集群风电以虚拟机组(wind farm cluster virtual power generation unit,WCVPG)形式参与运行可提高其可调度性。对WCVPG出力特性的准确建模是将其纳入调度运行的基础。该模型的核心是风电的不确定性和波动性概率模型,其概率分布具有非平稳的特点,难以直接推导其解析表达式。该文提出一种建立WCVPG不同时段时变概率分布的方法。首先,基于非平稳随机过程概念,定义了概率分布和互相关系数时变特性;然后,基于实测数据论证了风电时变特性的客观存在。在此基础上,提出了一种基于离线时变状态相依模型集和在线蒙特卡罗抽样的WCVPG时变概率建模方法,基于实际系统和数据验证了其有效性,并证明了考虑风电概率分布时变特性可提高建模精度。

基于集群风电虚拟机组的源端系统分层协调日前计划

在高风电渗透率系统中,单个风电场以"负负荷"形式参与日前计划的传统模式未能充分发挥风电的空间平滑性特性,可调度性较低,而且风电场数量众多也增加了日前计划模型复杂度。文中提出将集群风电作为虚拟机组参与分层协调日前计划的新思路,集群风电虚拟机组(WVPG)对调度中心以"准常规电源"形式参与日前计划,对集群内部则实现多风电场互济运行。首先介绍了基于WVPG的日前分层协调发电计划的总体框架;然后分别介绍了WVPG内部多风电场、WVPG与火电机组的日前协调发电计划优化模型。仿真算例分析表明,分层协调日前发电计划模型比单个风电场直接参与日前计划策略更佳,可提高含风电系统日前计划的安全性和经济性指标;与传统的简单区间和场景模型相比,考虑WVPG安全性和经济性综合风险的概率优化模型可降低风电日前计划的安全性和经济性风险。

水电站AGC中的惩罚函数及虚拟机组技术

针对影响水轮机使用寿命与运行安全的气蚀和振动问题 ,从经济角度出发 ,用惩罚函数方法 ,有效地避开了机组的气蚀和振动区 .在水电站自动发电控制AGC中 ,为避免负荷调整时频繁通过气蚀和振动区 ,以及机组的频繁开停 。

集群风电虚拟机组时变概率模型及调度性能指标(二):调度性能指标

在高风电渗透率的刚性源端系统中,风电参与调度运行的模式需从负负荷向部分可控电源转变,而集群风电以虚拟机组(wind farm cluster virtual power generation unit,WCVPG)形式参与调度运行是提高风电可调度性的可行方案。该文作为系列文章的第2部分,基于文章第1部分建立的WCVPG时变概率模型,提出一种WCVPG调度特性与风险指标量化方法,为其以电源形式参与调度模型做出定量化的性能评价。首先,从可发功率、可发功率极限、出力调节范围和爬坡率四个方面提出WCVPG调度特性指标概率量化方法;然后,基于条件风险价值理论,提出WCVPG的安全性和经济性风险指标量化方法;进而,基于多状态概率分布基本运算,提出调度特性与风险指标计算方法;最后,基于实测数据比较了单个风电场与同一风电场公共连接点(point of common coupling,PCC)的风电场组合WCVPG调度特性指标和风险指标差异;分析了风电不确定性和波动性概率分布时变特性对WCVPG调度特性和风险指标的影响。

面向电网调峰辅助服务的空调负荷调控策略及其虚拟机组建模

随着我国经济结构的调整,不断攀升的空调负荷成为第三产业和居民用电量增长、电网峰谷差拉大和负荷特性恶化的主因,同时随着电力能源的清洁发展,将空调负荷调控纳入电网调峰辅助服务,有利于改善电网负荷特性、促进电网安全稳定经济运行。文章首先基于已有空调负荷基本模型,从中央空调功耗特性出发,构建了中央空调调控策略及其定量决策模型;接着,基于中央空调调控策略,从调度特性指标及其量化分析与中央空调调度出力控制等方面,建立了便于调峰调度的空调负荷虚拟机组(air-conditioning load virtual power plant,ACVPP)模型;最后,以算例仿真验证了中央空调调控策略的有效性及ACVPP模型的出力效果。

微网逆变器虚拟柴油发电机组暂态功率均分控制方法

在多源微电网中,各电源暂态特性的一致对提高系统暂态稳定性具有重要效果。针对逆变器与柴油发电机组(diesel generator set,DGS)并联系统中逆变器响应速度过快导致暂态功率无法均分的问题,提出了一种模拟DGS的逆变器控制方法-虚拟柴油发电机组(virtualdieselgenerator set,VGDS)。考虑DGS中凸极同步发电机的特性,首先在abc三相静止坐标系下推导了凸极同步发电机的数学模型,然后将逆变器物理结构、控制模型分别对凸极同步发电机进行等效形成了虚拟凸极同步发电机的实现方法,进一步建立虚拟柴油发动机控制系统和虚拟励磁控制系统,从而使虚拟凸极同步发电机能够模拟DGS的调节方式使电压频率和幅值达到期望值,由此组成VDGS的实现方法。最后,利用Matlab/Simulink仿真工具验证了所提方法的有效性。

船用逆变器的虚拟柴油发电机组控制策略

针对船用逆变器与柴油发电机组并联运行时,加/减载过程中超调量过大、稳态调节时间过长、并/离网过程中需要切换控制模式的问题,提出了一种简化的虚拟柴油发电机组控制策略。建立了虚拟柴油发电机组控制策略的数学模型,分析了控制系统参数对系统稳定性的影响。基于MATLAB/Simulink进行了建模仿真,结果表明所提控制策略能显著减小加/减载过程中超调量,缩短调节时间,在并/离网过程中无须切换控制模式。

火力发电厂机组经济性运行实时辅助分析系统

应用电厂虚拟机组建模和实时数据采集技术完成了电厂机组经济性运行辅助分析系统,并通过新乡火电厂应用实例对系统核心模块进行验证。

电力市场发电资产虚拟拆分的建模与应用

发电资产拆分是缓解电力市场发电商市场力的一种重要手段,具有操作灵活、易于实现且对发电规模经济性影响较小等优点,并已在多个国家得到实际应用。分析了发电容量资产虚拟拆分方法,虚拟拆分行为类似于期权合同交易,因而采用电力市场均衡建模思想建立了批发市场的竞争均衡模型和金融VPP交易市场的竞争均衡模型。算例结果验证了发电资产虚拟拆分模型的有效性。

独立型微电网柴油发电机组并联逆变器控制方法研究

在独立型微电网中,针对交流母线上逆变器与柴油发电机组并联运行中因响应速度不一致而导致的系统冲击和功率震荡问题,提出一种虚拟柴油发电机组控制方法,使逆变器与柴油发电机组的响应速度和输出特性趋于一致,实现系统的稳定并联和运行。针对引入虚拟柴油机控制方法所带来的调节时间过长的问题,通过研究虚拟同步机控制和虚拟柴油发电机组控制中虚拟原动机和虚拟励磁机的结构特性,加入由PI控制器和缓冲器构成的转换预同步模块,建立虚拟同步机-虚拟柴油发电机组控制方法切换模式,使系统的稳定性和快速性得到有效统一。最后利用Matlab/Simulink仿真工具验证了该方法的有效性。

基于可靠性均衡优化的含风电电网协调规划

集群开发、远距离外送的规模化风电开发对电力系统规划提出了新的挑战,串序开展电源和电网规划往往将新能源接入的矛盾积压到电网规划阶段,使得电网规划方案难以求解甚至得不到合理方案。为此,从可靠性均衡的角度,提出一种利用虚拟机组进行源网协调规划的方法。该方法针对风电大规模接入后的电网规划,在规划电网的同时对电源规划方案进行反馈及微调,以经济性最优为目标,均衡优化源、网可靠性,确定电源及电网的可靠性优化值,从而得到与电源协调优化的电网规划方案。该方法可以有效减少电网建设投资及电力系统整体投资,并校验电源、电网规划中可靠性均衡的协调性。通过原型系统和测试系统的仿真及分析,验证了所提方法的有效性。

同一控制区两级调度风电实时协调控制策略

新能源场站普遍存在点多面广、单场容量相对较小的特点,因此部分电网虽按同一控制区运行,但选择将新能源场站控制权下放,形成风电资源两级控制现状。为协调常规能源与风电运行,最大程度消纳风电,通过将下级调度风电整体等效为上级调度的自动发电控制(AGC)虚拟机组,提出同一控制区两级调度风电实时协调控制架构,并投入实际运行。上级调度根据电网当前运行状态、负荷超短期预测和风电实际出力及预测,每5min滚动计算得到电网内各个下级调度的风电发电指标,经余缺调剂后,下发给下级调度风电AGC执行。在大风季、供暖期的运行结果表明,采用所述的两级调度实时协调控制方案后,达到了京津唐地区风电增发的效果。

水电厂内经济运行问题中主结线运行方式约束的研究

在分析水电站厂内经济运行的各种数学模型的基础上，考虑了主结线运行方式约束对经济运行的影响，并使用虚拟等效机组的概念，讨论了考虑主结线运行方式约束的厂内经济运行的动态规划算法．

电力生产企业经济性运行的开放式系统构架技术

在电厂虚拟机组建模、分布式组件以及实时数据处理技术的基础上,提出了一种电力生产企业经济性运行开放式系统构架,实现了经济性运行分析、成本核算、实时数据处理、燃料设备管理、信息发布以及人机交互平台等核心模块.最后,以某电厂的发电煤耗分析为例,对实现软件的关键模块进行了验证,为电厂企业资源规划及经济性运行提供完备的技术支持.

基于单场及场群模式的新能源有功调节能力研究

从单场及场群虚拟机组2个角度,对风电和光伏等新能源场站的有功调节能力进行了测评。从新老2个指标体系对测评对象的有功调节性能进行了计算。与性能较好的传统调频模式火电机组的指标进行比较分析,并对同一虚拟等值机在调峰和调频模式下的性能指标进行了研究。研究结果表明,风电光伏等新能源的调节性能不亚于部分火电机组,也具备参与电网调峰调频的基本能力。

温控负荷参与快速频率调整的双层控制方法

为了解决高比例可再生能源电力系统中快速自动发电控制（automatic generation control,AGC）资源的稀缺化问题,提出一种温控负荷参与快速频率调整的双层控制方法。首先,在下层控制中,由社区集中器和聚合商对温控负荷逐级聚合,并采用基于市场机制的分布式控制方法,从而降低大规模温控负荷的控制成本;然后,在上层控制中,为了提高温控负荷集群的响应速度,提出由虚拟AGC机组对各聚合商进行分组协调控制的方案,推导虚拟AGC机组调节容量的估算方法。最后,基于美国PJM调频市场政策,通过仿真对不同温度条件下虚拟AGC机组的调节容量、用户舒适度、响应效果、可获收益等指标进行分析,并与现有的基于单一聚合商的方案进行比较。仿真结果表明,该方法能够有效提高虚拟AGC机组的响应性能和可获收益。

A collision detection approach in virtual environment of micromanipulation robot

Operators suffer much diffieulty in manipulating miero-size objects without the assistance of friendly interfaces due to the scaling effects in micro worht. The paper presented a general framework for mieromanipulation robot hased on virtual reality technology. With the framework we brought forward a FDH （Fixed Direction Hulls） based hounding box method to handle the eollision ,teteetion of the peg-in-hole mieroassembly. The eollision response model for the collision between micro needle and hole was presented. The virtual three and corresponding displacement were calculated with the model of bending deformation and pressing ,teformation. Experiments verify the validity of collision response model.

Research of MMW radiometer virtual prototyping technology

The idea of millimeter-wave (MMW) radiometer virtual prototyping is discussed in this paper. Designing environment, designing method and the main modeling components of virtual MMW radiometer are researched. Important external parameters, which have significant influence to composing system, are used to components modeling, and then components are taken to buildup virtual MMW radiometer system. Moreover, the effect to output is contrasted whether there is a low-noise amplifier or not.