水风光互补系统一次调频方案研究

为解决新能源并网后产生的频率问题,提出一种考虑水风光互补的调频策略。首先,建立含风、水、光、荷的简单系统数学模型;其次,结合水轮机、风电机组、光伏及其调频策略所对应的代数微分方程和基于直流潮流的系统网络方程,推导出负荷扰动时水轮机、风电机组、光伏并网节点频率响应的频域解析式;最后根据解析式分析调频死区和调频控制参数等对系统频率的影响,提出一种水风光互补系统联合调频方案。在仿真软件PSD-BPA中搭建四机系统及实际电网的仿真模型,对调频方案的有效性和可行性进行验证,多场景下仿真结果表明该方法可提高系统一次调频能力。

基于深度强化学习的梯级水蓄风光互补系统优化调度策略研究

对常规水电站进行抽水蓄能功能重塑,使其由“电源供应者”逐步转为“电源供应者+‘电池’调节者”,是解决大规模灵活性资源需求的重要技术手段。以梯级水蓄风光互补系统(cascade hydropower-pumping-storage-wind-photovoltaic multi-energy complementary system,CHPMCS)为研究对象,首先针对其发电抽蓄双向运行工况灵活转换和互补消纳特征,以系统发电效益最大为目标建立短期优化运行模型;其次,考虑CHPMCS出力连续可调的特点,提出将优化调度问题转换为马尔可夫决策过程,从而将多约束优化问题转换为无约束深度强化学习问题;然后,针对深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法训练效率低、易陷入局部最优等缺陷,采用改进DDPG算法对优化调度决策过程进行求解。最后,通过算例验证所提模型和算法的有效性。结果表明:CHPMCS通过水电功能重塑,有效提升了灵活性和调节能力,可以提高新能源的消纳能力和水资源的利用率,并通过“低储高发”提高系统发电效益。

风光互补系统在光伏电站中的应用研究

风光互补系统在光伏电站中应用可以弥补单一光伏发电或风力发电的缺陷,具有可靠性和经济性。风光互补系统主要由并网型、离网型和微电网型三种应用模式。在风光互补系统设计与运行方面,要把握设计流程、关键技术和运行控制策略。通过国内外典型风光互补系统案例的对比发现,对于不同的应用模式,也需要根据实际情况进行选择。

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。

水风光互补系统碳电打捆交易技术及闭环回购策略

文中提出了一种发电企业碳电打捆交易技术及闭环回购策略,并提出了发电企业与用户之间通过签订“中长期电量+附加CCER(国家核证自愿减排量)”的合约交易模式,形成发电企业与用户之间的碳电打捆交易与闭环回购模式。同时,计入电力现货市场和碳市场,发电企业和用户均可以在碳电市场中出售电力或CCER提升其经济性。进一步以水风光互补系统为例,建立了一体化电站碳电市场交易效益评估模型和用户成本评估模型。最后,通过算例仿真,分析了水风光互补系统中长期市场和现货市场下的碳电综合效益,并评估了该碳电交易模式下的用户侧经济性成本。所提方法可以在增加发电企业综合收益、降低用户成本的同时,推动可再生能源消纳,促进电力市场与碳市场的协同发展。

基于双向变流器的风光互补系统在通信电源中的应用研究

文章概述了风能发电系统和光伏发电系统的原理和工作方式。针对传统通信电源的局限性,引入了基于双向变流器的风光互补系统,并探讨了双向变流器的原理、拓扑结构,进一步研究了风光互补系统与通信电源需求的匹配性。

独立型风光互补系统分布式电源的优化设计

针对微电网中分布式电源出力的优化管理问题,提出了改进基于分解的多目标进化算法(MOEA/D)对风光互补系统的带约束多目标数学模型进行优化,将风光互补系统的多目标问题分解成为一定数量的单目标优化子问题并且对其同时进行优化,从而获得系统的Pareto前沿,并根据实际需求获得系统的优化方案,最后制定风光互补系统中分布式可控电源的控制和管理策略,提高系统运行的效率和经济性;最终将该方法运用到实例中,证明了该方法的可行性和有效性。

基于multi-Agent和Petri网的分布式风光互补系统

近年来随着"大机组、高电压、大电网"发供电模式的弊端日益显露,分散式供电系统成为21世纪电力工业的发展方向.此外,随着风力、太阳能等可再生能源的飞速发展及其发电效率的不断提高,使研究风光互补系统的分布式供电有着重要意义.文中提出一种基于multi-Agent的分布式风光互补混合供电系统,将分散的风力、太阳能光伏发电装置组成分布式系统,并采用有色Petri网建立了multi-Agent的协作模型.通过模拟风力–太阳能的运行情况,证明了分散控制策略的有效性.

基于改进微分进化算法的风光互补系统发电容量优化配置

为有效兼顾风光互补发电系统的可靠性与经济性,以年缺电负荷率最小及微网系统投资建设成本最低为目标函数,以储能电池充放电次数、微网功率平衡以及电池充放电上下限等为约束条件,搭建风光互补系统发电容量优化模型。针对缺电负荷率、系统成本2个目标函数相悖的特点,考虑将帕累托非劣排序操作引入至常规微分进化算法,并对常规算法中的变异策略进行了相应改进,使得改进后的算法在具备多目标寻优能力的同时,寻优速度也得到了较为显著的提升。最后,应用所提改进多目标微分进化算法对风光互补系统发电容量优化模型进行求解,算例结果验证了该文模型的合理性和所提算法的有效性。

并网型风光互补系统容量优化配置方法

并网型风光互补系统利用风、光资源的互补特性,以跟踪调度曲线为输出目标。合理配置风光储的容量,既可提高互补系统跟踪调度曲线的能力,又能获得较好的经济效益。以抽水蓄能电站为储能装置,借助HOMER软件将月平均气象数据离散成小时平均数据,基于风电、光电的出力模型和互补系统的控制策略,建立了考虑风光互补性、风光资源利用率、跟踪调度曲线等约束,以工程寿命内总收益最大为目标函数的容量优化配置模型,并提出了一种变步长循环离散求解方法。算例验证了模型和算法的合理性。

模糊控制在风光互补系统负载管理中的应用

在独立风光互补发电系统中,获取自然资源的不确定性导致供电与用电的不均衡,直接影响系统供电的可靠性,用经典的控制理论进行负载管理,往往达不到很好的控制效果。在进行负载预测的基础上,按照设定的负载用电优先权,将模糊控制理论运用到风光互补系统的负载管理中,利用MATLAB进行仿真,结果证明,该控制的效果很好。

基于改进拉格朗日算法的风光互补系统优化设计研究

从风光互补系统的经济性出发研究了风光互补系统的优化设计问题。以年度平均电量成本最小化作为目标,将太阳能光伏板面积、风电机组额定功率和蓄电池最大储能容量作为决策变量,构建了风光互补系统优化设计模型,并通过引入互补约束条件,将分段函数转化为连续函数,利用改进的拉格朗日分解法,由上而下分阶段求解模型。实例应用结果表明,利用优化模型计算所得结果在经济性和运算效率上有明显提高,验证了模型的可行性和算法的有效性。

基于随机规划的风光互补系统特性分析与准入功率极限计算

分析风、光及风光互补发电系统出力特性，针对风速、光照强度及负荷的随机性和互补性，提出一种基于随机规划的风光互补系统准入功率极限分析方法；建立含多个随机变量、多约束、非线性的机会约束随机规划模型，采用基于随机模拟技术的改进粒子群优化算法求解，并于IEEE-30验证系统约束条件置信水平及不同季节条件等对风光互补系统准入功率极限的影响。结果表明该模型能全面考虑风光机组实时运行波动与互补特性，求解算法简单，操作方便，计算速度快，误差小。

离网型风光互补系统蓄电池充电控制研究

针对离网型风光互补系统蓄电池组充电电流暂态冲击较大、充电曲线不平稳的问题,在比较分析现有蓄电池充电控制方法的基础上,选择使用先恒流后恒压的两阶段充电方式,并设计两个PID环切换的控制算法进行这两个阶段的平稳充电。仿真研究和硬件系统实验分析结果均表明:基于两个PID环切换的充电控制算法可以实现离网型风光互补系统蓄电池组的平稳充电,两个阶段的充电过程中充电电流平稳、纹波小,系统响应速度快,改善了蓄电池组的充电曲线,有望提高蓄电池的使用寿命。

风光互补系统双端口输入DC/DC变换器

提出了一种用于光伏和风能混合发电用的双端口输入单端口输出的DC/DC变换器,光伏和风能可以单独或同时给负载供能。电路拓扑结构以罗氏变换器自举电路和Buck变换器为合成单元,分析了电路的工作状态,引入单周期控制器到风能输入端的开关管控制,能够有效抑制风机侧输入电压的扰动;光伏输入端的开关管用PI控制器控制能够弥补单周期控制器较弱的抗负载扰动能力。整个系统有效地克服了风能输入端的输入电压扰动,有效抑制了负载扰动对输出电压的影响。Matlab仿真结果证明了所设计变换器器的可行性。

基于随机规划的风光互补系统容量配比方法

在风光互补系统的容量配比研究中,并未考虑风光发电实际输出功率的随机性。提出了一种基于随机规划的风光互补系统容量配比方法。考虑到风光发电的实际输出功率具有随机性,基于随机规划理论建立以功率平稳输出为目标的风光互补系统容量配比模型;利用基于随机模拟技术的粒子群算法求解模型,探讨了风光互补系统的最佳风光容量配比;并以琼海市某地的实际风光资源为例,采用Matlab进行模拟验证,结果表明53%的风电配合47%的光电时,风光互补系统的输出功率最平稳。此外,将提出的方法应用到不同地区,结合中国风光资源分布情况,最终得到中国不同地区的最佳风光容量配比。所提方法为今后风光互补系统的设计规划和城市区域间能源综合调整提供了一定的参考,同时为风光容量配比的研究提供了一种新思路。

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。

四种FACTS装置对改善风光互补系统稳定性的研究

新能源的接入对电力系统稳定性的影响越来越大。FACTS装置在工频下快速调节系统基波潮流来提高系统输送能力和稳定性。对4种典型FACTS装置接入风光互补系统的原理和动态特性进行比较研究,同时考虑互联系统联络线传送功率、风光互补系统出力等工况影响,设计了附加功率振荡阻尼控制器,通过反馈控制来调节装置可控的系统电气参量,起到阻尼低频振荡的作用。最后,针对算例系统进行了仿真计算,结果表明:UPFC和STATCOM在提高系统机电振荡模式阻尼比、抑制系统低频振荡方面性能优于SVC和TCSC,特别在其并联侧附加阻尼控制器后,能明显降低系统振荡幅度,提高系统稳定性。

多端口DC-DC变换器型风光互补系统的分布式模型预测控制

针对大规模且地理分散的风光系统中,各个子系统之间缺乏信息交流,相隔较远且无法实现同步优化的问题,提出用分布式模型预测控制的策略对其系统进行协同优化和调节,从而实现整个风光互补系统中的功率平衡和电压稳定运行要求。针对传统风光互补系统中风力、光伏和蓄电池三个子系统之间都是通过多个单端口双向的DC-DC变换器来实现功率流动的现状,提出把多端口双向DC-DC变换器运用到风光互补系统中。实验研究证明,提出的分布式模型预测控制策略相比于传统的控制方法运用到多端口DC-DC变换器型风光互补系统中,优化速率高且保证了系统的安全可靠运行。

太阳能风光互补系统在数字化航道船联网工程中的应用研究

针对长三角船联网开发项目，本文探讨了太阳能和风能在船联网开发中应用的可行性，并结合嘉于硖线航道进行r风光互补发电系统设计，最后就风光互补系统在船联网中的应用提出了建设性的意见。