Time-Series Characteristics of Wind Power and Its Impact on Jilin Power Grid

With the rapid development of wind power, the large-scale wind power integration brings a new range of issues in dispatching operation. In order to gain a better grasp of the influence caused by wind power combined to the grid, the paper first establishes the impact characteristic indexes, and then analyzes the regularity of wind power time series in different spatial and temporal scales. At last, according to the analysis results, this paper assesses the impact of time-series characteristics of wind power on power grid, such as the frequency regulation, peak load regulation, which can provide the reference for wind power optimal dispatching of Jilin Power Grid.

基于超短脉冲激光刻蚀的双解耦MEMS陀螺仪调频技术研究

以双解耦双质量硅微陀螺仪为主要研究对象,从微观结构入手,分析其工作原理和双解耦运动模型,并提出影响模态特征频率的因素。提出一种改变陀螺仪弹性梁结构厚度来调整其特征频率的方法,建立模型通过Comsol软件仿真陀螺仪梁厚度变化对特征频率的影响关系,并选择皮秒激光刻蚀系统刻蚀陀螺弹性梁厚度,测试其两模态特征频率。测试结果表明:对应频率变化符合理论推导和仿真趋势。

面向新能源高渗透系统调峰和调频的系统级储能容量需求分析

高渗透新能源的强不确定性及火电机组占比的逐步减小使得系统灵活性资源不足,系统级储能可高效缓解系统的调峰和调频压力。为此,从系统角度提出了一种面向新能源高渗透系统调峰和调频的系统级储能需求容量确定方法。基于分位数回归分析和高斯混合模型聚类,提出了一种刻画净负荷不确定性的场景集生成方法;基于生成的场景集,建立了一种无储能容量约束的常规火电机组与储能联合优化运行模型,以获取最优运行时储能参与调峰和调频的功率;为了同时兼顾储能利用率和系统运行成本,构建了基于储能电量偏离程度、运行成本增长率指标的储能功率修正模型,并确定储能需求功率和容量,进而分析新能源渗透率、储能功率和容量与满足需求的置信度水平三者之间的关系。算例仿真结果表明,所提方法能够有效确定新能源高渗透系统调峰和调频对储能的需求容量。

深度调峰背景下火电机组热电解耦技术路径对比分析

新能源发电在出力和发电负荷上具有波动大、不稳定的特点,为解决新能源机组上网后带来的上述问题,利用多种热电解耦方式对火电机组进行改造,并对不同技术路径进行对比分析,探究火电机组解耦潜力与调峰能力。采用EBSILON Professional软件进行模拟仿真,对不同热电解耦方案下调峰负荷空间进行评估和对比分析。计算结果表明,低压缸零出力热电解耦改造方案可以使机组的调峰能力得到最大的改善。在原最大供热负荷304.60 MW下,最小发电量下降172.21 MW,最低电负荷率下降32.70%。火电机组经过热电解耦改造可显著提高热电机组与新能源机组的协调调峰能力,提高发电单元整体发电的稳定性。

基于功率动态分配与容量短期补偿的用户侧BESS复用策略

用户侧电池储能系统(BESS)在维持新能源高渗透电网电力电量平衡中扮演着重要角色,其面向峰谷套利和调频的复用模式受到了广泛关注。但该模式下,BESS调度面临峰谷套利价格时变性和调频需求随机性的双重挑战。为更好地利用BESS资源,以最大化用户侧BESS日内收益为目标,提出了基于功率动态分配与容量短期补偿的用户侧BESS复用策略,并形成以套利功率、调差系数、容量补偿系数为核心参数的复用结果。仿真分析表明,通过动态功率分配,实现了BESS功率面向峰谷套利和调频的动态调整;通过容量短期补偿,实现了BESS对频率偏差信号的持续跟踪,并有效避免了容量越限的发生,BESS综合收益显著提升。

计及调速系统详细模型和调频备用的大扰动下频率最低值预测方法

随着新能源占比的提升,系统惯性降低、调频资源减少,系统频率稳定问题严峻。因此在新型电力系统运行方式多变的背景下,如何快速精准评估大功率扰动下系统频率安全指标显得尤为重要。其中频率最低值指标由于与多种参数存在高度非线性且无法显式表达的量化关系而难以实现快速准确预测,是频率稳定安全指标评估的研究重点。然而,目前频率最低值快速预测方法难以考虑调频备用的影响。为此,基于系统频差曲线抛物线近似的假设,对平均系统频率(average system frequency,ASF)模型进行开环解耦,进一步得出系统频率最低值时间与调速器输出功率之间的量化关系,最终实现考虑调频备用容量的频率最低值快速预测方法。该方法在小系统和ACTIVSg2000算例上的预测精度分别为99.28%和97.71%,算例结果证明了算法的有效性。该方法对频率安全约束下机组组合、频率稳定控制措施的有效性评估以及频率稳定约束下系统新能源运行承载能力评估等问题具有重要意义。

数据中心储能型不间断电源系统及其控制技术

随着互联网数据中心IDC的快速发展,为其配备的不间断电源系统UPS规模越来越大,由于UPS的电池系统只有在少数的停电时段应用,造成了大量的资源闲置。在保证备电的前提下,充分挖掘UPS中电池系统的储能功能,是一种经济高效的储能形式。在常规UPS的基础上,提出了储能型不间断电源系统(energy storage type of UPS,EUPS)的实现架构,EUPS多种“备电+储能”应用功能的控制策略,以及EUPS参与电网多场景调节的协调控制策略。最后,基于建成的EUPS示范系统,验证了所提的EUPS系统架构和控制策略的有效性。

风光储系统参与电网调频与消纳技术研究

结合电网调频需求,考虑储能荷电状态、充放电深度等边界因素,提出了风光储协调参与电网调频的控制策略,即考虑到风光的可发资源及响应调节特性,提出兼顾调峰消纳和调频响应的储能参与、光伏配合协调控制策略,在保证调频响应的基础上,充分挖掘光伏响应优势,预留储能充放电裕度,进一步提升了风光储电站调峰消纳能力,延长了储能系统使用寿命;最后,通过建立风光储电站调频仿真平台开展针对性试验,验证了控制策略的准确性和有效性。

新型电力系统下构网需求储能的双层优化选址方法研究

提出了一种新型电力系统下构网需求储能的双层优化选址方法,该方法考虑了储能在电力系统中对调峰调频的响应,建立了多目标双层优化模型。其中,运行层将弃风弃光量和网损计入经济惩罚中,以系统的年运行成本最优为目标,计及调峰、调频收益;规划层评估系统的安全性,并以系统的年综合运行成本最优为目标进行建模。利用改进的帝国竞争算法进行仿真分析,通过多场景比较说明调峰调频经济性和最优场景下的储能选址。最后,采用IEEE-33节点进行仿真,验证所提模型的有效性,并选取不确定性因素指标对总成本进行敏感性分析,确定影响经济成本更需关注的指标。

350 MW超临界机组深度调峰工况下旁路供热蓄能调频研究与应用

某350 MW超临界火电机组在开展高低压旁路供热改造后一次调频能力显著下降,在深度调峰工况下调频动作15 s时负荷变动量无法满足75%额定负荷的要求。通过对汽机高压调节阀流量变化、调频控制回路、汽机主控回路等影响调频的因素进行综合分析,得出高压旁路供热分流引起锅炉蓄热不足是造成调频能力下降的主要原因。为提高低负荷下的锅炉蓄热,一方面利用能量平衡定律建立机炉两侧新的能量需求模型,实现供热高旁蒸汽的持续性补充,同时对调频阀位前馈回路、汽机主控前馈回路进行了增强,以提高调频负荷的快速响应;另一方面设计了供热高旁调阀超驰控制回路以实现蓄能辅助调频,即在调频动作后根据动作方向和幅度来对供热高旁进行超驰控制。试验结果表明:所提方法有效改善了机组在深度调峰模式下的调频蓄热能力,在25%额定负荷下顺利完成一次调频试验。

储能技术在光伏并网发电系统中的应用

阐述储能技术在光伏并网发电系统中的作用,探讨储能技术在光伏并网发电系统中的应用,包括实现光伏峰谷平衡调节、支持光伏应急备用供电,以及解决光伏并网频率调控问题。

Applications of Lithium-Ion Batteries in Grid-Scale Energy Storage Systems

In the electrical energy transformation process,the grid-level energy storage system plays an essential role in balancing power generation and utilization.Batteries have considerable potential for application to grid-level energy storage systems because of their rapid response,modularization,and flexible installation.Among several battery technologies,lithium-ion batteries(LIBs)exhibit high energy efficiency,long cycle life,and relatively high energy density.In this perspective,the properties of LIBs,including their operation mechanism,battery design and construction,and advantages and disadvantages,have been analyzed in detail.Moreover,the performance of LIBs applied to grid-level energy storage systems is analyzed in terms of the following grid services:(1)frequency regulation;(2)peak shifting;(3)integration with renewable energy sources;and(4)power management.In addition,the challenges encountered in the application of LIBs are discussed and possible research directions aimed at overcoming these challenges are proposed to provide insight into the development of grid-level energy storage systems.

Challenges of Power Delivery from Jiuquan Wind Power Base

The 10-GW-class Jiuquan Wind Power Base in Gansu Province is to get its Phase I Project completed soon, and will further expand and become the world largest wind power base in the future. Whether electricity from the wind power base can be delivered on such a large scale becomes the focus of attention of the world. This paper analyzes four challenges facing the wind power base, including transmission capability, peak regulation and frequency modulation, capacity balance and generation accommodation, as well as system stability.

电机变频调速器电压稳态PLC控制仿真

为了提高因较多简谐波注入变频调速设备,而导致的电压波动等问题,提出电机变频调速器电压稳态PLC控制方法。首先对含有基波与一对简谐波分量的电压波形进行研究,通过对正、负包络波形的分析,得出含有一个简谐波与一对简谐波电压变化的波形具有相似性。然后对含有一对间谐波的电压峰值波动率和简谐波电压进行分析与研究,得出电压峰值波动率与简谐波的频率没有关系,高频简谐波对电压的峰值波动影响要比低频简谐波强。最后将同步电机定子和转子的电气方程和运动方程引入到控制器中,通过PLC控制技术对电机的调速进行控制,为了使变频器能够对系统侧的功率变化作出相应的响应,采用控制策略对整流侧控制器进行控制,以维持直流侧的电压向逆变器侧输送稳定的功率。实验结果表明,采用上述方法对变频调速装置的电压进行控制,电压质量能够提升61.3%,电压波形畸变能够降低5.3%,并且电机的动态响应性能和稳态性能均较好,大大提高了同步的精度。

储能技术在新能源电力系统中的应用分析

随着国家“双碳”计划的稳步推进,新能源发电量占比不断增加。风/光发电等清洁能源发电技术日益受到重视,并大量应用于电能的实际生产中。然而,风、光等发电技术具有在物理分布上随机性、不确定性,以及大规模并入电力系统具有不稳定性等天然特点。储能技术作为解决该问题的有效手段之一,在工程实际中的重要性就日益显著。本文中,笔者旨在分析储能技术在新能源电力系统中的应用优势,归纳总结储能技术在新能源发电中的应用方法,从而说明储能技术在构建新型发电系统中的重要作用,并得出了新能源发电领域中储能技术的一般可行性方法。

某调峰汽轮机叶片动频率测试及调频优化

基于无线电遥测技术对某调峰汽轮机叶片进行了动频率测试,并根据调峰汽轮机叶片在低负荷下的运行安全性风险,对叶片的二阶动频率进行了调频优化,测试结果显示,叶片二阶调频方法效果明显,且叶片的一阶和二阶共振频率均有较大的安全余量,为后续的调峰汽轮机的叶片设计积累了丰富的工程经验,具有一定的工程指导意义。

基于电池储能SOC的调峰、调频混合控制策略

电池储能系统被认为是解决可再生能源的不确定性和不平衡性导致的功率不足和频率波动的有效途径。基于此,文中提出了一种基于电池的荷电状态SOC(state of charge)的电池储能系统混合控制策略。首先,文中将电池的SOC、调频和调峰需求划分为不同的区域,并对调频和调峰提出相应的控制策略,提出SOC自恢复控制策略。之后提出储能的混合控制策略,基于电池储能的SOC,将储能的调频与调峰功能与SOC自恢复策略相结合,实现储能对电力系统的优化。最后通过仿真分析验证该控制策略的合理性与应对可再生能源波动的能力。

火储联合调峰调频供热系统协同控制研究

为提升火电机组的调峰调频能力,同时满足机组所承担的供热需求,提出一种基于熔融盐储能技术的火电机组灵活性改造方案。在分析火储系统联合运行特性的基础上,首先针对机组和储能的响应时间尺度差异,设计基于负荷指令分解的火储系统调峰调频控制策略;其次在供热端考虑机组调峰调频的影响,设计基于抽汽流量前馈的火储系统供热控制策略。仿真研究结果表明,相较传统协调控制策略,所提出调峰调频控制策略绝对误差积分指标降低7.7%,单次调频性能指标提升3.3倍;供热控制策略能够快速跟踪热负荷指令并保证供热温度稳定,相较无控制时温度误差指标降低了68%。所提出的火电机组与熔融盐储能相协同的控制策略取得了良好效果。

基于数据驱动优化的火电发电机组调峰调频方法研究

为了确保电网供电的安全、稳定、经济,保障电网频率稳定,让火电机组灵活调峰运行,优化发电机的调节响应速率,减少新能源电、不同时间段负载变化对电网并路的载荷冲击。本研究通过基于数据驱动的优化方法设计使得火电机组可以实现深度调峰、快速调频,使用MOEA/D算法和C-TAEA算法融合进行多目标优化,及时响应电网发来的AGC指令,通过提高调节精度、提高调节速率、降低调节时间,达到提高综合评价指标的目的。

电化学储能参与电网安全稳定控制的研究综述

为促进能源转型、优化能源结构,我国可再生能源在电力系统中的占比不断增加。但新能源机组发电具有随机性、波动性,其并网会给电网的安全稳定运行带来负面影响。电化学储能技术具有快速响应、灵活调节系统功率的特性,为电力系统的安全稳定运行提供了保障。介绍了储能技术的类型以及目前已落地的电化学储能工程项目;分别从频率稳定、静态电压稳定以及暂态电压稳定3个方面阐述了储能在电力系统稳定控制中的作用;对电动汽车换电站以及电动汽车参与电力系统调节进行了展望。储能将成为电力系统的关键组成部分。