近海可再生能源综合发电的系统构建与并网方式

为了提高近海可再生能源的利用率和发电装置的可靠性,提出了一种融合近海风电、波浪能发电以及潮流能发电的近海可再生能源综合发电系统。设计了系统结构,采用导管架式基础平台结构固定3种发电装置。针对近海风电和潮流能发电可能采用不同发电机类型,提出了综合发电系统的3种并网连接方式,并通过时域仿真对不同的并网方式进行了比较。仿真结果表明:3种并网连接方式下,综合发电系统的输出功率均能够跟踪输入信号的变化;当电网侧发生扰动,近海风电和潮流能发电采用直驱永磁同步发电机时,综合发电系统的动态响应最佳。

近海可再生能源发电研究综述与展望

综述国内外近海可再生能源发电的研究进展,指出现有以单一的近海可再生能源为对象的开发利用中存在能源利用率低、装置可靠性差等缺点。在此基础上,提出融合近海风电、波浪能发电和潮流能发电,研究近海可再生能源综合发电的新思路。在综合发电系统的构建、系统建模以及含近海可再生能源综合发电场电网的网源协调控制等方面开展研究,并讨论了具体研究方案和技术路线。

考虑电池储能系统荷电状态的近海可再生能源综合发电协调控制

近海可再生能源综合发电系统融合近海风电、波浪能发电以及潮流能发电于体,其输出功率具有较大的随机波动特性。为减小功率波动对电网的不利影响,采用电池储能对综合发电系统的输出功率进行平滑。在此基础上,考虑电池的荷电状态,提出了在防止电池过充过放的同时尽可能保持系统输出功率平稳的协调控制策略。当荷电状态维持在正常水平时,通过电池的充放电控制平抑功率波动;当电池发生过充电时,通过风电和潮流能机组的超速与变桨距协调控制,降低发电机侧输出功率;当电池发生过放电时,通过降低网侧输出功率设定值使电池恢复到正常工作状态。算例结果验证了上述方法的正确性和有效性。

近海可再生能源综合发电系统模型对比

介绍融合近海风力发电、波浪能发电以及潮流能发电的近海可再生能源综合发电系统的电气拓扑结构,并以此系统为例,在Matlab/Simulink平台下分别搭建了其详细模型和相量模型。在定性分析2种模型的区别之后,分别在风速变化时以及电网扰动故障下,对详细模型和相量模型进行了仿真对比。时域仿真结果显示,详细模型和相量模型的稳态、动态响应趋势均基本一致;详细模型仿真计算耗时长,且仿真曲线中包含高频分量;相量模型仿真计算耗时短,仿真曲线相对平滑。

近海可再生能源综合发电场的非机理等效建模

为了建立准确的近海可再生能源综合发电场等效模型,提出了非机理建模方法。基于传递函数建立非机理等效模型,描述输入、输出的非线性关系。提出解耦参数辨识方式,并运用蚁群算法进行参数辨识。在Matlab/Simulink中搭建由风力发电机组、潮流发电机组和波浪发电机组组成的近海可再生能源综合发电场的相量模型,采集发电场模型在风速、潮流流速、波浪以及电压扰动影响下的输入输出数据。根据输入、输出数据建立传递函数模型,辨识模型参数,根据所得参数计算等效模型输出。等效模型输出与仿真模型输出的误差较小,验证了非机理等效建模方法在近海可再生能源综合发电场建模中的可行性。