基于热电解耦CCHP和综合需求响应协同优化的配电网韧性提升策略

针对灾后紧急恢复阶段,提出一种基于热电解耦燃气冷热电三联供(CCHP)和综合需求响应协同优化的配电网韧性提升策略。该策略在提升韧性的同时计及资源利用效能,通过刻画计及不确定性的冷热用户响应意愿曲线,得到其可用调温范围,并基于此提出衡量用户舒适度的温度偏离度指标,最终以停电周期内电负荷恢复价值量最大和冷热负荷温度偏离度最小为目标构建多目标优化模型,利用ε-约束模型将其转换为单目标模型进行求解。以IEEE-69电力系统与比利时20节点天然气网络耦合系统进行仿真模拟,验证策略的有效性。

基于网格化数值天气预报的区域光伏发电多输出功率预测方法

区域光伏的短期功率预测是省级及以上电网调控中心制定发电计划、提高光伏消纳率的重要基础之一。光伏短期功率预测本质上是构建数值天气预报与实际功率之间的映射模型,为了实现预测精度的提升,利用网格化的数值天气预报,采用残差网络建立区域光伏的多输出预测模型,充分挖掘区域光伏所属空间的气象资源分布与各光伏电站功率的关联关系,实现以网格化数值天气预报为输入的区域各光伏电站的功率预测。以实际运行数据进行仿真,结果表明,本文方法在各光伏电站的功率和总功率2个方面的预测结果均优于现有成熟方法。

直流充电桩电能计量关键技术设计

针对当前直流(DC)充电桩电能计量存在计量效率低、误差大、电源纹波大、无法远程监控的问题,设计了充电桩计量电路。通过硬件乘法器级联原理实现三相交流有功功率的瞬时值硬件电路,能够快速获取交流(AC)有功功率在时域上输出的数据信息。将原始的多种信息输出变成单一的DC信号,为双通道模数转换器(ADC)同步测量提供了μs级别的AC有功功率信号。通过增量补偿控制输出模块对电网电压和实际输出电压的差值进行补偿,提高了充电桩测试电源的精度。DC充电桩能够远程无线通信,实现了多地区多客户端界面和现场操作终端界面的操作流程和数据的实时同步,大幅提升了DC充电桩电能计量能力。试验结果证明,该设计误差低、计量效率高。

功率与频率耦合下100%新能源电力系统的潮流分析模型

随着新能源发电技术的逐步成熟,仅由换流器接口型电源支撑的100%新能源电力系统将成为能源绿色开发利用的重要电网形态。换流器接口型电源与同步发电机存在显著差异,使得传统潮流分析方法不适用于100%新能源电力系统。首先,基于跟网型和构网型换流器控制方程,推导了统一的换流器稳态模型用于100%新能源电力系统潮流计算。其次,通过联立换流器稳态方程与节点功率方程,建立了功率与频率耦合下100%新能源电力系统的潮流分析模型,其中稳态频率作为变量参与潮流迭代。最后,基于IEEE9和IEEE33节点系统的仿真分析验证了所提潮流分析模型的正确性。

直接甲醇燃料电池离网供电应用研究

针对石油管道监测、司法监控等领域存在的离网供电不足问题,设计了离网供电系统,将自研的直接甲醇燃料电池DMFC(direct methanol fuel cell)与太阳能电池、蓄电池等进行集成,用于实现离网设备的不间断供电。自主研制的DMFC具有较高的甲醇燃料转化率;在低温-40℃、常温20℃、高温45℃的模拟环境试验中,DMFC起动正常且均能够稳定运行;高温、低温环境中电堆性能相比常温环境会有下降。在离网供电系统实际运行的3904 h内,DMFC经历了0~40℃的环境温度波动,电堆以160 mA·cm-2的电流密度运行了1491 h,其性能可保持为初始状态的94.7%。研究表明,DMFC具有较强的环境适应能力,有利于提高离网供电系统的可靠性。

基于积分调节算法的光伏电池负荷功率跟踪控制

随着光伏发电系统和微电网的普遍应用,在微电网孤岛运行时,光伏发电功率与负荷额定功率不匹配的问题日益突出。通过研究光伏电池输出功率特性,提出一种基于积分调节算法的光伏电池负荷功率跟踪控制策略。在孤岛模式下可实现光伏发电系统输出功率在容量范围内自动跟踪微电网负荷所需额定功率,从而满足微电网孤岛运行模式下功率平衡的要求。最后通过构建的额定功率为100 kW的光伏微电网动模试验平台验证了所提控制策略的可行性。所得研究成果可为无电地区利用太阳能发电就地解决负荷供电的稳定性问题提供技术参考。

风电场并网对电网电能质量的影响及治理措施

电网作为电力供给的主要媒介,在电力输送中具有重要作用。如何降低其他电力因素对电网电能的不良影响、提升电网整体供电质量是当前电力行业急需解决的关键问题之一。文章简要分析了风电场运行的特点,并总结了风电场并网对电网电能质量的影响。同时,从应用改善无功补偿技术、做好风电场发电预测工作和轻型直流输电连接电网的使用等方面入手,探讨了完善风电场并网和提升电网电能质量的可行策略。此外,总结了降低风电并网对电能质量影响的实践策略,旨在提高风电场并网的运行水平,避免发生电网安全事故。

考虑新能源汽车EV负荷随机性的蓄电池容量功率规划

为了加快提升国家电动汽车蓄电池的产业竞争力,满足新能源汽车健康发展的需要,将在考虑电动汽车负荷随机性的条件下,集不同程度的并网波动性与时间尺度进行容量优化,并使用多目标灰狼算法实现蓄电池的最优充放电功率以及最优容量。

京津唐电网风力发电并网调峰特性分析

京津唐电网是以火电为主的电网,电网调峰能力不足。近年来河北北部坝上地区风电资源的大规模集中开发,使电网在低谷负荷时段的调峰问题日益突出。文中从电网的负荷特性和电源构成着手,通过对2010年电网在不同月份、不同电源备用率下的调峰、调频特性进行分析,得出了2010年京津唐电网的调峰能力,为京津唐电网风电的合理开发提供了借鉴。

逆变器并联功率解耦及鲁棒下垂控制方法研究

低压微电网线路阻性成分较大,下垂控制的功率耦合问题严重,基于坐标变换的虚拟功率下垂控制可以消除有功和无功功率控制的耦合问题,但虚拟无功功率的分配会受线路阻抗的影响,无法保证并联逆变器功率的合理分配。针对目前虚拟功率下垂控制方法的不足,提出基于该方法的功率鲁棒下垂控制策略,通过在传统逆变器电压电流双闭环控制的基础上增加公共耦合点电压有效值的反馈控制,使虚拟无功功率的分配不受线路阻抗影响,进而实现有功功率和无功功率的比例分配。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。

2007年国家电网安全运行情况分析

2007年,国民经济平稳快速发展,电力需求增长强劲。国家电网公司继续深化"全面、全员、全过程、全方位"安全监督与管理,全面开展电网运行和安全分析,在电力供需紧张、自然灾害频发、基建与运行共存、电煤供应紧张等不利情况下,保证了电网安全稳定运行,保障了社会经济发展的用电需求。结合2007年发生的对电网影响较大的典型安全故障,对当前电网事故发生的特点和规律进行了分析和总结,希望引起有关部门重视,吸取经验教训。针对2008年电力生产面临的新形势,提出相应的安全生产要求,督促有关部门采取有效措施,不断加强和规范电网安全管理工作,提高电网抵御事故的能力。

电网故障时电力电子变流器的直接解耦同步法

现代电网出现短路、断线等故障时,临近故障点的各电网节点及并网变流器将运行于三相不平衡、电压闪变等异常状况下。通过对故障电网电压各序分量、谐波分量的分析,提出一种基于正、负序解耦的电网故障状态下并网电力电子变流器的直接解耦同步法(direct decoupled synchronization method,DDSM)。确切地说,通过克拉克变换,然后对参考电压uα、uβ中的基波正负序分量进行解耦,即得到三相电压的正负序基波分量。正负序分量的解耦是利用现有的一些单向锁相环(phase-locked loop,PLL)模块来实现的,这些模块可以理解为一种频率跟随的滤波器,能够滤得基波及其正交分量。对于电网存在较严重低次谐波的情况,还介绍对该解耦方法的简便扩展方案。相对于现有的一些三相电网同步方法,直接解耦同步法能够处理正负序基波频率不同的情况,其扩展方案可有效节省系统工作量。对直接解耦同步法及其扩展方案的频谱响应和运行特性进行分析和比较,并通过基于DSPACE半实物仿真平台的实验进行验证。

微电网运行与平滑切换的控制策略

将微电网的运行过程分为4个阶段,对每个运行阶段设计了详细的控制策略,通过中心控制器的控制调度,解决了微网内的功率平衡,由并网到离网的平滑切换以及重要负荷不间断供电等技术难题。

光伏并网逆变器的分析与研究

光伏阵列产生的是直流电能,需要通过逆变器把直流电转换成交流电才能并到电网。并网逆变器作为光伏阵列与电网的接口装置,起着关键的作用。随着光伏发电系统的发展,并网发电系统中使用的逆变器得到了越来越多的关注。从并网逆变器的技术要求出发,对工作原理、拓扑结构、控制策略等方面进行了详细阐述,比较了不同类型逆变器的优劣及控制效果;并对光伏阵列输出的最大功率点跟踪功能作了简单的介绍。指出了并网逆变器正朝着高效率、智能化、数字化的方向发展。

未来电网运行形态研究

电网的运行形态指电网的运行和调度方式,它描述了电网中能量和信息的流动情况。未来电网运行形态的研究是对现阶段电网发展方向的一种预测,其结果将为电网规划设计、设备研发和标准制定提供战略参考。本文回顾了电网运行形态的发展历史,并在分析电网发展驱动因素的基础上,结合对未来电网在供应侧与需求侧重大结构变化的预测,设计了未来电网的运行形态。研究表明,需求侧的发展与变化将是未来电网运行和调度的重要特点,它使得未来电网中能量和信息的流动形式更为灵活同时也更为复杂。这样一种未来电网运行形态的实现,依赖于需求侧响应、微电网等关键技术的支撑。

区域电网2020年目标网架安全稳定研究

对东北、华北、华东、西北、华中的2020年目标网架进行了安全稳定研究,为各区域电网的目标网架规划设计提供技术支撑。在各区域目标网架中,进行主干网架的严重故障计算,并提出安全稳定控制措施,找出电网中的薄弱环节,从电网结构角度分析原因,并提出改进建议。对部分区域电网中的重点输电系统进行多方案的安全稳定性比较,提出推荐方案,为区域电网规划设计提供参考。从各电网需采取的安全稳定控制措施角度出发,认为各区域电网目标网架均满足《电力系统安全稳定导则》的三级安全稳定标准,而区域电网内存在弱联系,电网水电装机比例偏大等问题影响了电网的安全稳定性。区域电网的目标网架应随边界条件的变化而进行调整。

特高压交直流大电网的数模混合实时仿真系统建模

为对金沙江一期和锦屏电力外送的系统接入和受端交流扰动后的交直流响应性能及恢复情况进行专题研究,中国电力科学研究院仿真中心按照网络物理特性相符并适应仿真中心现有仿真设备规模的等值网,建立了迄今国内外规模最大的数模混合实时仿真系统。文中阐述了数模混合实时仿真系统建模的关键技术,包括:交直流系统模拟比的选择,发电机和动态负荷模型的建立和校核,采用不同策略和技术的7回高压和特高压直流系统的建立;无源元件模型的建立和连接;系统数据库的建立;系统的全面校核等。

南方电网西电东送交直流混合输电系统安全稳定性分析

随着国家“西部大开发”战略的实施,南方电网“西电东送”工程的建设进入了快速发展阶段,南方电网已成为我国第1个也是目前唯一的500kV超高压远距离交直流混合输电的大型区域电网。现以我国南方电网已经形成的“两交一直”和即将“五交两直”的交直流混合输电系统为基础,对南方电网进行分析,揭示其输电能力、薄弱环节和采取安全稳定控制措施等安全稳定特性,表明通过合理优化和正确制定安全稳定控制策略,保证安全自动装置动作的可靠性,交直流混合输电系统不仅可取得较大的输电效益,而且也可安全稳定运行。

含风光柴蓄的海岛独立微电网多目标优化调度方法

针对独立微电网运行中的优化调度问题展开研究。介绍了独立微电网的典型结构、组成单元功能;综合分析光伏和风力发电、柴油机发电及储能系统等多方面的运行特性,提出考虑柴油机发电费用和蓄电池循环电量的多目标优化调度数学模型;构造含蓄电池充放电功率及SOC范围、柴油机发电功率、系统功率平衡的约束条件;在此基础上,通过NSGA-II算法对多目标优化模型进行求解。结合具体算例,在不同日照和风力条件下,获得多组Pareto最优解集;从中选取典型调度方案,分析各组件功率,验证了模型的合理性。

主配网调控一体化图形平台设计

针对电网运行管理主配网调控一体化建设的需要,文中提出了一体化运行管理图形平台的设计方案。采用公共信息模型和可缩放矢量图形文件格式将电网主网图形和配网图形对接并导入同一电网图形平台,利用电网一体化建模、图库一体化、数据传输一体化和五防一体化技术实现了一体化图形管理、运行方式实时监控与管理、调度日常管理、系统操作模拟的安全校核、运行方式辅助分析等五大功能模块,解决了以往主配网管理相互独立的弊端,为主配网调控一体化管理提供了保障。