基于储能SOC优化控制的风储电站实时跟踪发电计划控制策略

随着风力发电的快速发展,提高风力发电的可调度性受到了越来越多的关注。针对目前跟踪发电计划控制策略存在的问题,研究基于储能SOC优化控制的风储电站实时跟踪发电计划控制策略,提出保证在误差允许范围内实时跟踪发电计划的前提下,以降低储能系统电量波动范围和放电深度为控制目标、采用实时滚动优化方法的控制策略,建立了储能SOC优化控制模型,并采用基于动态规划的优化算法进行求解。最后以北方某风光储输联合发电示范工程中的实测数据为例编程仿真,并与普通控制策略对比分析,验证了本文方法的可行性与有效性。

光伏充气膜温室自跟踪发电系统发电量预测

针对光伏充气膜温室自跟踪发电系统提出了一种加入天气预报信息的自适应变异粒子群神经网络的发电量预测算法。首先结合历史发电量数据和气象数据分析了影响光伏充气膜温室自跟踪发电系统发电量的主要因素,建立了加入天气预报的神经网络预测模型,并针对传统神经网络预测模型中基于梯度下降的BP算法收敛慢、易陷入局部最优、训练难收敛等问题,通过自适应变异粒子群算法改进了神经网络。该算法通过将变异环节引入粒子群优化算法,进行隔代进化找到局部最优解。实验结果表明所采用的自适应变异粒子群的神经网络预测算法的全局收敛性能得到了显著提高,能有效避免粒子群优化算法中的早熟收敛问题。

基于单片机的太阳能跟踪发电控制系统的设计

从提高太阳能电池板的输出功率出发,以太阳的位置跟踪为主要目标,运用低成本的STC89C51单片机为控制单元核心,价格低廉的直流电动机为动力源,以Delphi为人机交互系统开发环境,设计了一种双轴自动跟踪发电控制系统。实验表明该系统运行稳定,跟踪效率比较高,具有很高的实用价值。

农业灌溉光伏水跟踪发电系统的初步研究

通过分析农业灌溉和光伏跟踪支架的现状及发展趋势,找出二者的结合点,提出了一种农业灌溉光伏水跟踪发电系统,并初步研究了该系统在农业灌溉中应用的可行性和效益性。

风储电站实时跟踪发电计划控制策略研究

针对风储电站实时跟踪发电目标,研究储能系统发电控制策略。该控制策略基于风电场实时输出功率超短期预测,根据风电场预测输出功率与发电计划之间的偏差,制定储能系统的发电目标,并根据储能系统的剩余容量、充放电深度、额定功率等影响储能系统使用寿命为约束条件,实时修正储能系统的发电目标,进而计算得到储能系统的实时发电功率值。文章提出了改进的线性外推预测的方法,采用滑动平均方法对线性外推预测的风电场输出功率进行平滑修正处理,并通过算例分析结果论证了文章方法可行性。

基于双轴太阳跟踪发电系统的提水节能型智慧大棚

本项目顺应国家发展乡村振兴战略,设计了“追光提水,节能减排”节能型光伏温室灌溉大棚系统。系统工作时,由可追踪式光伏阵列将太阳能转换为电能,电能分别用来控制卷帘机的开关,以及提供给水泵机组从水箱提水。整体系统利用单片机原理、计算机网络相关知识,设计并开发了微信端和电脑端的远程操控平台,随时可以通过上位机操控大棚内的所有装置。

光伏双面跟踪发电系统的发电特性研究

本文采用PVsyst软件进行建模仿真,研究分析了双面光伏组件和水平单轴光伏跟踪器相结合的光伏发电系统(下文简称为“光伏双面跟踪发电系统”)的发电特性,并从地面覆盖率(GCR)、光伏组件安装高度、地面反射率这3个参数的角度分析了不同参数组合变换对光伏双面跟踪发电系统发电量增益比例的影响。结果表明:在保持其他参数不变的情况下,增加地面反射率或减小GCR值(即增加光伏阵列间距),均能有效增加光伏双面跟踪发电系统的发电量增益比例;既增加地面反射率又减小GCR值,能大幅增加光伏双面跟踪发电系统的发电量增益比例;而在保持其他参数不变的情况下,增加光伏组件安装高度仅能小幅提升光伏双面跟踪发电系统的发电量增益比例。最后给出了参数设置的综合建议,可为该类光伏发电项目的实际应用提供参考。

基于混合储能系统跟踪光伏发电输出功率的控制策略

混合储能系统兼备能量型储能和功率型储能的技术特性,可以有效缩减光伏功率的预测误差,提高将光伏预测出力作为电力调度参考的可靠性。为此,提出了混合储能系统提升光伏电站跟踪目标出力能力的优化控制策略。该策略采用内部能量协调控制和多目标优化控制的复合控制方式,合理地分配了电池与超级电容器的充放电功率,控制混合系统的出力弥补光伏电站预测功率和实际功率的偏差。通过国内某40MW光伏电站250天输出功率数据进行仿真分析,表明该策略不仅可以有效跟踪光伏的预测出力,而且能够充分发挥不同储能介质的特性,降低电池的充放电深度,使混合储能得到更好的应用。

用于风电场发电计划跟踪的复合储能控制策略

针对风电功率预测不准确和调控能力差导致的风电场调度困难问题,研究利用复合储能系统（HESS）提高风电场发电计划跟踪能力的优化控制方法。首先,考虑电池储能（BESS）的性能特点和受到的多种约束,根据超短期风电功率预测结果和发电计划,构建较长时间尺度下的BESS多目标滚动优化运行模型,并利用改进的非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）进行求解;然后,采用模糊控制方法,结合风电场功率的实时采样值,对飞轮储能（FESS）功率进行控制,实时补偿由预测误差和BESS相关约束导致的风/储联合功率与发电计划的偏差。最后,利用风电场实测数据开展仿真分析,对不同BESS优化运行方案下HESS的调控效果进行对比研究。

基于FMPC的储能系统跟踪光伏发电计划控制策略

为了最大限度地提高跟踪光伏发电计划的能力,文章提出一种适用于储能系统的模糊模型预测控制(FMPC)充放电控制策略。基于模型预测控制(MPC)方法,建立了以储能系统剩余容量偏离理想值、并网功率与发电计划偏差最小为目标的控制模型,通过引入模糊控制(Fuzzy Control),即时调节目标函数中的权重系数以获得最佳跟踪效果。以光伏电站实际运行数据进行仿真分析,结果表明,与传统MPC和普通控制策略相比,所提出的基于FMPC的储能系统控制方法具有独特的灵活性和适应性。

应用于高原山地光伏电站的平单轴光伏发电跟踪系统的优化

对应用于高原山地光伏电站的平单轴光伏发电跟踪系统进行了优化研究。高原山地光伏电站因采用平单轴光伏发电跟踪系统时,清晨和傍晚太阳高度角较低时前、后排光伏组串会相互产生阴影遮挡,由此现象入手,从反阴影遮挡跟踪策略、平单轴光伏发电跟踪系统对其基础的破坏、平单轴光伏发电跟踪系统可靠性等方面分析了目前采用的常规平单轴光伏发电跟踪系统由于跟踪角度产生的阴影遮挡弊端;然后对常规反阴影遮挡跟踪策略进行了优化,获得了前、后排光伏组串不产生阴影遮挡情况下平单轴光伏发电跟踪系统在的最佳跟踪角度;设计了坡地反阴影遮挡跟踪策略,加入了地形坡度角的校正,防止过度跟踪导致平单轴光伏发电跟踪系统过载及其基础被损坏;最后以我国西部地区某高原山地光伏电站为例,对优化后的平单轴光伏发电跟踪系统进行了验证,证实了本优化方法有助于提升平单轴光伏发电跟踪系统在后续长期运行过程中的可靠性,并为其再次优化提供了技术支撑。

基于PLC的双轴联动跟踪式光伏发电系统设计

为解决固定式光伏发电系统发电效率低、太阳光入射角度不可调等问题,提出一种基于PLC的双轴联动跟踪式光伏发电系统,本设计通过光强传感器检测光伏发电板入射光线强度,经PLC控制系统控制传动装置实现对光伏发电板运动方向的控制,同时在监控平台记录其运动参数,且以工控机为上位机,通过组态王软件搭建相应的监控平台,实现在线实时监控、仿真系统控制流程、存储实时及历史数据和动态显示趋势曲线等功能。本设计可最大化接收太阳能,克服固定式光伏发电系统太阳能接收效率低、发电效率低等问题,提高了发电效率,降低发电成本。

跟踪式光伏发电阵列间距的优化设计探究

科学技术的快速进步促进了太阳能光伏发电行业的迅猛发展,光伏发电属于我国新能源领域的重要产业,和国民生活息息相关。为了提高太阳能光伏发电设备的发电效率,进一步强化我国的能源产业竞争力,研究人员设计出了跟踪式光伏发电系统。本文首先对我国跟踪式光伏发电系统的发展现状进行了总结介绍,接着阐述了优化发电系统阵列间距的必要性及其当前发展的不足,最后分析介绍了优化跟踪式光伏发电阵列间距设计的几点措施。

光伏发电系统中陕西省太阳辐射量分析

基于陕西地区的气候和大气散射特点,采用多项式拟合法得到了散射辐射计算公式.并以此为基础,计算了延安、西安和安康三地的月总辐射量,月直接辐射量和月散射辐射量从而得到辐射数据.通过三地辐射量的对比分析,得出总辐射量的大小主要取决于直接辐射量以及气候类型对辐射量的影响比纬度的影响更为显著的结论.此外,由辐射数据分析可知,陕北地区适合进行太阳能跟踪发电,而陕南地区更适合固定式平板光伏发电.

基于弹性负荷跟踪电量平衡的交易机制与模式研究

将负荷侧弹性负荷资源作为电力市场交易的产品,开展负荷侧弹性负荷跟踪电力系统电量供需平衡的交易市场机制与模式研究。首先结合负荷侧弹性负荷用电规律定义了弹性负荷资源并构建了汇聚负荷弹性资源的架构,设计负荷侧弹性资源参与交易的申报、出清流程。其次,根据电力市场原则,提出了负荷弹性资源跟踪电力系统电量供需平衡优化模型,设计了交易的原则、机制以及效益模型。最后,通过算例对负荷弹性资源跟踪新能源发电出力波动进行验证。

农宅采暖用光伏发电板倾角优化研究

研究了以供暖季发电量最大为优化目标的光伏板的最优倾角,建立了光伏发电最大功率跟踪控制的物理模型,提出了将光伏参数、气象数据和供暖时段作为输入参数的最优倾角计算方法。以山西省运城市为例,分析了逐月最优倾角的变化规律,并给出了不同纬度气候区的电采暖光伏板的最优倾角设计值;最后以供暖温度不保证小时率为约束指标,通过DeST模拟计算,得出了不同气候区农宅单位供暖面积对应的电采暖光伏装机容量值,为各地区光伏电采暖系统的设计提供参考。

计及超短期预测误差的风储系统跟踪计划出力控制策略

在计划跟踪模式下,为最大化风储系统出力的经济效益,提出风储系统的协调控制方法。首先,基于超短期功率预测,以风电场总收益最大为目标,建立风储系统跟踪计划出力的控制模型;然后,利用超短期功率预测数据和历史实际功率数据,建立基于小波变换和序列到序列(sequence to sequence,seq2seq)的超短期预测功率修正模型,对超短期功率预测数据进行误差修正;最后,将基于超短期功率预测的计划跟踪模型与超短期预测误差修正模型结合,提出一种计及超短期预测误差的风储系统跟踪计划出力的控制策略。仿真结果表明:所提策略能显著提高风电计划跟踪精度和风储系统运行经济性、促进风电的消纳。

基于合作联盟的电化学储能共享模式研究

随着“双碳”战略的确定,新型电力系统建设已成为“十四五”期间国家重大战略布局的关键环节,而作为灵活性调节资源的储能配套建设将构成电力系统安全稳定运行的重要保障。针对现阶段电源侧储能成本疏导的难点,提出了一种由新能源场站和储能运营商组成的“合作联盟”共享储能方案,储能在满足合作联盟内部新能源场站的调控需求前提下,利用剩余容量参与电网辅助服务,解决了新能源场站建设储能意愿低的基础问题。同时,面向跟踪计划出力与电网二次调频的场景,量化分析了“合作联盟”共享储能相对于新能源自建储能在投资效益、资源利用有效性方面的差异,并提出基于Shapley值的储能容量定价方法,分析了“合作联盟”共享储能模式具备商业上的可行性。结果表明,“合作联盟”共享储能模式提升了储能的资源利用效率,且在收益分配方面更具公平性。

格尔木时代新能源50MWp光伏/15MW电池储能联合电站集成技术研究与应用

格尔木时代新能源50MWp并网光伏电站是国内首座规模最大的商业化光储联合电站,包含50MWp光伏电站及15MW/18MWh锂离子电池储能电站。文章重点阐述了光伏发电系统、锂电池储能系统的组成及系统集成,介绍了光储电站的运行模式及控制策略,并结合实际运行结果进行验证。理论和实践表明,光储联合发电模式具有可行性,符合新能源并网的要求,是解决大规模集中式光伏发电送出和消纳难题的重要途径之一,对新能源大规模并网具有一定的示范作用。

基于蒙特卡洛模拟的电池储能系统容量优化配置

电池储能系统(BESS)可使风电场具备一定的发电计划跟踪能力,有必要研究风电场中的BESS容量优化问题。根据BESS技术特性与风功率波动特性制定发电计划,BESS分两部分运行,分别处于充、放电状态,交替平抑风功率与发电计划间的正、负偏差。一旦任一部分BESS到达满充或满放状态,则同时切换两部分BESS的工作状态。采用蒙特卡洛模拟技术对风-储混合电站一年内的运行状况进行模拟,并计算发电计划跟踪概率与BESS运行利润。在确保风-储混合电站按期望置信度跟踪发电计划的基础上,依据利润最大化的原则对BESS容量进行优化。基于某风电场历史数据的仿真实验证明了所提模型及算法的有效性。