基于改进遗传算法的风力-柴油联合发电系统扩展规划

提出基于改进遗传算法的风力-柴油联合发电系统容量扩展规划模型,在满足系统规划和运行等非线性约束条件下,寻求总成本最小的容量扩展方案。在规划总成本中除了计及机组建设的投资费用和运行费用以外,还考虑了因电力供给不足所造成的需求侧停电损失成本。在模型中采用蒙特卡罗方法计算系统的概率性发电成本,不仅考虑了风速随机性、机组随机停运、风速序列和负荷序列相关性,而且考虑了风电穿透功率极限的约束。算例表明,文中所提出的模型和算法是可行的,能对风力发电的规划设计提供一定的帮助。

独立风力-柴油联合发电系统运行成本分析

独立的风力-柴油联合发电系统能为电网覆盖不到的地区提供稳定的不间断的电能,减少柴油的损耗,改善环境污染状况.文章针对此系统,介绍了系统发电的成本核算,对影响系统发电成本的因素(风速的变化、风力机特性、柴油机特性、蓄电池使用寿命、贷款利率和年限、系统寿命等)进行了详细的分析,并以实例进行了计算,分析了系统发电成本的经济性,为经济地建立风-柴油联合发电系统提供了参考.

燃气-蒸汽联合循环发电系统高级(火用)经济性分析

【目的】基于(火用)经济发展而来的高级(火用)经济分析方法,能够细化拆分系统组件的经济成本,深入探究经济成本形成的内在原因。【方法】在结合高级(火用)分析的基础上,采用高级(火用)经济分析法将燃气-蒸汽联合循环发电系统中各组件的成本拆解为内源性成本、外源性成本、可避免成本和不可避免成本,并对此进行计算。【结果】在设计工况下,联合循环发电系统中燃烧室的可避免(火用)损最大,为28.41 MW,占燃烧室(火用)损的26.55%。基于计算结果,对透平提出了不同的改进措施,降低了系统内源性和外源性(火用)损。系统中(火用)耗散成本占比最大的是内源性可避免部分,底循环改进优先级最高的是高压缸,其次是低压缸。联合循环发电系统中年度化成本外源性占比为80.59%,其中外源性可避免部分占比40.04%。【结论】研究成果可为系统提供多方面能效评价角度和优化成本的改进方向。

风力-生物质能联合发电系统在微电网中的扩展规划

提出了基于改进遗传算法的风力-生物质能联合发电系统在微电网中的扩展规划模型,在寻求总成本最小的扩展方案的同时,使微电网可靠性更高,而且满足系统规划和运行的非线性约束条件。在规划总成本中,不但包含机组投资的建设费用和运行费用,而且把电力供给不足所导致的需求侧停电损失成本也考虑在内。在模型中采用了适应性权重和方法构造双目标函数,很好地协调了成本和可靠性的问题。计算表明,文章所提出的模型和算法是可行、有效的,能对智能电网和分布式发电的规划和设计提供一定的理论依据和技术支持。

基于永磁同步风力发电机的风-柴油互补发电系统

在孤立电网中,例如风-柴油互补发电系统,相对高的风电穿透功率能够在很大程度上降低燃料消耗,节约运行成本,但是,风力发电机输出的随机功率扰动给系统带来电压和频率的变化,会对系统稳定性造成相当大的影响。建立了多极永磁同步风力发电机与柴油同步发电机的数学模型,用PSCAD/EMTDC对永磁同步风力发电机与柴油发电机供电的风-柴油互补发电系统进行了仿真和分析。仿真和分析结果表明:基于多极永磁同步风力发电机的风-柴油互补发电系统可以依靠柴油发电机的调节系统实现较高的风电穿透功率和良好的动态性能。

风电-光伏发电-抽水蓄能联合优化调度方法

为解决电力市场环境下的风电、光伏发电、抽水蓄能协同互补问题,提出了一种同时参与日前市场和实时平衡市场的风电-光伏发电-抽水蓄能联合优化调度方法。该方法考虑风电和光伏发电出力的不确定性,基于生成对抗网络和峰值密度聚类算法生成风电、光伏发电联合出力典型场景;基于抽水蓄能的灵活调节特性,并考虑风电和光伏发电实时出力引起的平衡成本,构建了风电-光伏发电-抽水蓄能联合参与日前市场和实时平衡市场的两阶段随机联合优化调度模型,最大化风电-光伏发电-抽水蓄能联合发电系统的收益。算例仿真结果表明,该方法具有有效性和合理性。

不平衡电网电压下双馈风力发电系统的比例-积分-谐振并网控制

提出双馈发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)的比例-积分-谐振(proportional integral resonant,PIR)并网控制方法,以实现电网电压不平衡工况下DFIG风力发电系统的并网控制。并网控制器由同步旋转坐标系中的比例-积分控制器和谐振控制器组成,比例积分控制器控制定子d-q轴电压的直流分量,谐振控制器控制定子d-q轴电压的交流分量,使其分别实现对电网d-q轴电压直流、交流分量的精确跟踪。该比例-积分-谐振并网控制策略具有无需采用正负序分离算法,无需设计负序控制器等优点。仿真结果表明,该并网控制策略在电网电压平衡和不平衡条件下,均可控制DFIG定子电压实现对电网电压的精确跟踪。

太阳能与燃气-蒸汽联合循环发电系统优化

针对华能南山电厂菲涅尔式太阳能与燃气-蒸汽联合循环发电(ISCC)系统中,太阳能集热场产生的过热蒸汽引入汽轮机低压段做功所导致的能量损失问题,提出了在太阳能集热场设置蓄热系统,以保证集热场出口过热蒸汽参数的稳定,并将过热蒸汽引入汽轮机的中压段做功。分析结果表明:与原始系统相比,ISCC改进系统太阳能发电功率提高了0.189 MW,光电转换效率提高了7%,系统热效率提高了0.15%,系统等效节气量提高了39.69m3/h,系统热力性能明显提高。

风力机－抽水蓄能－柴油机联合发电系统

远离大陆的海岛和电网难于到达的边远地区，采用风力机／柴油机联合发电系统是可行的，但其技术和经济均存在一定问题，而且该类系统仍处在１０ｋＷ和１００ｋＷ级。本文在分析风／柴系统的基础上，探索和论证ＭＷ级的风／抽／柴系统的可行性和合理性，它对解决较大海岛和边远地区社会群体供电有着现实意义。

S7-300PLC在大型风力发电机控制系统中的应用

本文介绍了失速并网型风力发电机控制系统的组成与功能,给出了以西门子S7-300PLC为中心控制器的控制系统的硬件设计、软件设计以及安全保护设计。

MW级风力发电机整机气-弹-控耦合联合仿真分析

以某型号MW级风力发电机组为研究对象。利用Aerodyn接口实时计算空气动力载荷,用Matlab/Simulink建立整机变桨控制数学模型。并利用多体动力学仿真软件SIMPACK,基于GL 2010规范在充分考虑各零部件的柔性、齿轮啮合的时变刚度及轴承刚度等因素下建立整机动力学模型。最终实现整机气-弹-控耦合联合仿真分析。该方法可较好地模拟风力机的耦合振动特性和变桨控制过程中风力机性能,为风力机振动特性和控制进行了一次有益探索。

基于E-Wind Turbine实验平台的风力发电控制系统

风力发电系统具有规模大、实际现场培训成本高、危险系数高等特点,因此基于风力发电仿真设备的风力发电控制研究是十分必要的。以E-Wind Turbine实验平台为例,详细介绍了变速、变桨距双馈风力发电系统实验平台的构成与控制策略的实现方法。基于S7-1200系列的PLC控制器,利用PORTAL STEP 7集成开发环境,实现了风机的偏航、转速控制以及功率控制。仿真实验结果表明,设计的风力发电控制系统可以有效地模拟实际风力发电机的各种控制要求,为风力发电控制策略的研究提供了一种有效手段。

考虑土-结构相互作用的风力发电高塔系统地震动力响应分析

研究考虑土-结构相互作用(Soil-structure interaction,SSI)的风力发电高塔系统地震动力响应分析问题。建立风力发电高塔系统"桨叶-机舱-塔体-基础"一体化的多体系统动力学有限元模型。基于多体系统动力学基本原理,风力发电高塔系统被离散为一系列连续的超级单元,而风力发电高塔系统土-结构相互作用则可通过在基础和土体交界面上设置弹簧和阻尼器来实现。在多体系统动力学方法中,可根据材料力学确定难于确定的超级单元参数和依据Lagrange法推导多体动力学控制运动方程。为了研究风力发电高塔系统的动力特性,基于欧洲规范(Eurocode8)对风力发电高塔系统进行了地震作用动力时程分析。研究表明,考虑SSI效应与否对结果影响较大。一般来说,考虑SSI效应会增加塔体基础与地基连接的柔度。同时,SSI效应在不同自由振动中所起的作用不一样,它对弯曲振动尤其是高阶弯曲振动的影响比较大。因此,在对风力发电高塔系统进行地震动力响应分析时,应该考虑SSI效应。

风能-太阳能-储蓄电池-柴油发电机独立混合发电系统的优化设计

为了提升混合可再生能源系统发电的连续性、可靠性和经济性,通过Matlab数值模拟,提出了一套基于遗传算法的风能-太阳能-储蓄电池组-柴油发电机独立混合可再生能源系统组件规模优化配置模型。通过建立系统能源模型、经济性模型和可靠性模型,并以系统总花费成本最小为限制,求解了系统各组件配置最优解。研究结果表明,该模型能够有效求解出系统各组件最优化配置,并可以根据设计要求的不同得出不同的系统优化结果,能给予决策者更多的选择空间。

光伏-光热联合发电系统动态建模与功率协调控制

光伏-光热联合发电系统将光伏发电系统与光热发电系统有机融合,兼具灵活的调节特性和高效互补技术特点,为可再生能源消纳开辟了一条新途径,但其建模与功率控制仍需深入研究。针对这一问题,采用微元分段线性化方法刻画系统的多变量耦合和介质相变换热动态过程,表征多能量转化环节和多时间尺度特征,建立了光伏-光热联合发电系统动态模型;构建了分层控制架构,提出了一种考虑系统储能状态的功率协调控制策略,实现了不同工况和控制模式下的光伏与光热子系统协同,从而提升了系统调节能力和响应性能;基于MATLAB/Simulink软件搭建了仿真模型,验证了模型的正确性和所提控制策略的有效性。

双馈风力发电系统DC-link电压振荡抑制策略

针对网侧变流器双闭环控制中电压外环对DC-link电压振荡抑制响应慢及电流内环对前馈补偿延时的问题,提出了一种直接控制DC-link电容器充电功率的网侧变流器单闭环控制策略。本策略中引入的前馈补偿直接施加在控制电压的节点上,以及一个跟踪-微分器用于外界扰动动态前馈补偿的获取。在Matlab/Simulink平台中通过两种典型情况研究了所提出的网侧变流器控制策略对DC-link电压振荡抑制的有效性。结果表明,所提出的网侧变流器控制策略能有效抑制DC-link电压的冲击幅值及振荡,提出的前馈补偿方案及跟踪-微分器解决了电流内环对前馈补偿的延时以及经典微分器的噪声放大效应。

基于分时电价模式的分布式风-光联合发电系统功率消纳模型研究

分时电价的方法能反映用电负荷的市场化行为,指引用户的用电时段,同时也可促进分布式可再生能源的消纳利用。基于用电负荷三段式分类方法,本文提出了分时电价机制下分布式风-光联合发电系统接入配网系统的功率消纳模型。该模型采用配网系统对内分时电价的方式来提高分布式风-光联合系统的并网消纳功率,并结合模拟退火算法对模型进行优化求解。最后通过仿真算例验证了本方法促进分布式风-光联合发电系统功率消纳、配网系统和用户取得双赢效果的可行性。

混合风力-太阳能发电系统在山地城市中的利用策略

结合中国典型山地城市气候特征,分析山地城市太阳能及风能应用的可利用性。并通过对混合系统在山地中的运用策略、评价方法及优化技术手段的研究分析,为山地城市及建筑利用混合风力-太阳能发电系统的设计实施提供指导。

依托重力储能的高寒地区风-储联合发电系统容量优化

如何合理规划风电场和重力储能的容量是保证高寒地区风-储联合发电系统可靠性和经济性的前提。提出一种以系统总成本最小为目标函数的并网型风-储联合发电系统容量优化模型,同时兼顾垂直式和斜坡式2种重力储能形式。以风-荷匹配率、供电可靠性、风-储联合发电系统占总率等评价指标作为约束条件,采用加入教育策略的遗传算法进行求解。以中国某高纬度寒冷地区作为算例,对比了重力储能、电池储能、压缩空气等不同储能形式的优化结果,证明了从长远角度考虑高寒地区重力储能的优越性。

风力-光伏发电系统功率平衡预测控制器设计及仿真分析

为了提高风力-光伏发电系统的功率预测的境地,大多充分分析风力-光伏发电系统的基础上,提出一种风力-光伏发电系统功率平衡预测控制器设计。考虑到控制器的设计需以线性化模型为依据,对风力-光伏发电系统进行功率平衡预测的具体控制结构进行设计。为获得将来时刻所有系统能够达到的最大可用功率,需假定在规定的采样时间中可以达到恒定的光照、风速与温度状态。当t=8s时,在保证风力-光伏发电系统能够满足负荷发电功率要求的基础上,降低风机的发电负荷,使Pw减小为1.03kW,同时进行光伏发电,此时Ps增大至0.46kW,通过功率平衡预测控制的方法,能够有效克服系统受到的输出功率增幅限制。