Design and Application of Wind Power Peak Control Technology

Wind power control technology is an important part of intelligent control in wind farms. By the automatic calculation and implementation of control strategy, problems such as imprecise of manual control scheduling, slow adjust rate, heavy workload, etc. have been solved. It can improve the capacity of wind power grid, and it also has the important meaning to the safe and stable operation of power grid. This paper introduces wind power control system from certain aspects such as control mode, control principle, and so on.

计及需求响应的光热电站参与深度调峰的分层优化调度策略

从源、荷两侧挖掘系统调峰潜力,建立计及需求响应的光热电站参与深度调峰的分层优化调度模型。上层从负荷侧出发,提出一种基于负荷分类的价格需求响应模型,可有效缓解系统调峰压力;中层从电源侧出发,利用光热电站灵活的调节特性在深度调峰时段协调火电机组参与辅助调峰,构建以运行总成本最小为目标函数的日前调度模型;下层提出一种基于模型预测控制的日内动态调整模型,在滚动优化的同时,通过状态反馈环节实时调整光热电站储热装置充放热修正日前调度计划。仿真结果表明,所提调度策略在降低系统调峰成本的同时能有效抑制风光以及负荷的短时功率波动,在保证系统安全稳定运行的前提下提升风光消纳率。

深度调峰工况下超临界机组的干湿态转换策略研究

为寻求深度调峰工况下合适的干湿态转换方式,在2台超临界机组上,采用2种不同的干湿态转换策略,对协调控制方式下的干湿态转换及其对系统稳定性的影响进行了研究。结果表明:2种策略均能够实现协调方式下的干湿态转换,可以通过转态进行进一步的深调工作;通过煤、水协同控制或给水流量控制均可实现干湿态转换,但水煤比变化情况不同;干转湿过程中,受到2种策略的影响,系统稳定性(主汽温度、主汽压力)区别明显;在湿转干过程中,2种策略下的系统都表现出良好的稳定性。

基于改进布谷鸟搜索算法的光伏最大功率点跟踪策略

实际工程中,光伏阵列在随机变化的环境中会出现局部遮光的情况,从而导致光伏阵列的功率-电压特性曲线会呈现多峰值状态,传统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)算法易陷入局部最优解,追踪速度和精准度无法得到满足。针对这一问题,提出一种基于布谷鸟搜索算法(cuckoo search algorithm, CS)和电导增量法(conductivity increment method, CI)结合的光伏MPPT算法,在算法前期利用布谷鸟搜索算法将大步长和小步长交替使用使得全局搜索能力增强,找到全局最大功率点所处区域附近;在后期,采用步长小、控制精度高的CI进行局部寻优,快速准确地锁定到最大功率点。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,并与原始布谷鸟搜索算法和粒子群优化(particle swam optimization, PSO)算法进行比较。仿真结果表明,将CS与CI结合的算法使得收敛速度更快,精度更高,稳定状态时功率曲线的波动更小。

高风电渗透率下液流电池储能系统调峰优化控制策略

【目的】在“双碳”目标背景下,解决高风电渗透率系统建设带来的调峰安全性和经济性问题。【方法】采用电池储能系统削峰填谷的解决方案,提出了一种兼顾技术及经济性的锌溴液流电池(zinc-bromine flow battery,ZBB)储能的调峰优化控制方法。根据实际电池装置,对ZBB储能进行结构解析及数学模型构建。考虑调峰技术性效果,以调峰后的负荷曲线标准差最小为目标函数,提出一种考虑调峰效果的储能双向寻优控制策略。在此基础上,依据电网分时(time of use,TOU)电价政策,以技术性及经济性最优为目标函数,提出一种基于TOU电价机制的储能调峰经济模型,得出储能优化功率时序结果。最后,以东北某地区负荷及风电数据为例,对比验证所提策略的有效性。【结果】所提策略相较于原负荷,在日均负荷峰谷差、峰谷差率指标上分别降低了35.973%和34.205%,在调峰经济性优化方面提高了5.582%,且合并缓解了电网弃风消纳问题。【结论】所提策略在达到一定调峰效果的同时,在其全寿命周期内仍保持较好的调峰经济性。

卫星太阳电池阵峰值温度控制方法与在轨验证

针对体装式太阳电池阵在轨工作温度过高会引起焊点和电池串互连片失效,导致部分太阳电池串开路的问题,提出了一种闭环调节主动负载来控制卫星太阳电池阵峰值温度的方法.通过闭环调节增加或减少负载功率的方式,避免出现太阳电池阵分流或开路,让太阳电池阵尽可能多发电,使得太阳电池阵吸收的能量以电能的方式尽可能多地转移出去,达到降低太阳电池阵在轨峰值温度的目的.给出了太阳电池阵峰值温度控制方法及澳门科学一号A卫星在轨验证情况,太阳电池阵在轨峰值温度下降16℃左右,验证了该方法可行.

具备故障重构能力的双极直流接口变换器最优运行区域

中低压直流配电系统中,现有的双极直流接口变换器通常无法在进入单极运行模式下实现故障阻断与重构功能。基于一种互联分布式电源与双极直流系统的故障重构型直流接口变换器拓扑,分析单双极性运行模式的工作性能。在正常的双极运行模式下,变换器通过最小峰值电流控制策略,实现开关器件电流应力有效降低。在短路故障导致的单极运行模式下,变换器通过故障重构策略与恒功率传输控制策略,消除短路故障对正常端口的不利影响,维持关键负荷的连续供电。同时给出变换器在单双极模式的优化控制策略下的软开关运行区域,从而精确刻画出变换器的最优运行区域。实验结果证明理论分析的正确性,研究工作有助于指导中低压直流配电系统的工程实践。

分布式光伏用户侧负荷参与电网调峰控制方法

为提高调峰速率,提出分布式光伏用户侧负荷参与电网调峰控制方法。确定调峰控制约束参数,设置侧负荷参与电网调峰调度目标函数,设计削峰填谷优化调度控制,实现侧负荷参与电网调峰控制。实验结果表明,该方法能够更好地应对电力负荷的波动,增强电网的稳定性和可靠性。

一种基于储能型铁路功率调节器的再生制动能量控制策略研究

针对某长大坡道线路牵引负荷实测数据,首先分析了牵引负荷具有峰值功率高、波动性强、工况之间交替频繁且再生制动能量丰富的特点,并且基于储能型铁路功率调节器,提出一种再生制动能量控制策略。然后通过MATLAB/Simulink搭建仿真模型,根据仿真结果分析系统各工况下的能量转移特性,验证该能量控制策略的可行性,在储能系统削峰填谷的同时,对牵引供电系统出现的功率因数低、三相不平衡等电能质量问题也起到治理的效果,具有良好的应用前景和经济价值。

5G通信技术在电网调峰调度自动控制中的应用

本研究旨在探讨5G通信技术在电网调峰调度中的应用及效果,通过构建基于5G网络的数据采集与监测系统,实现对电网实时状态的快速准确感知。利用高性能计算资源,结合智能算法进行调峰调度决策,优化发电资源配置,提高调度效率和负荷跟踪精度。实验结果表明,与传统自动增益控制(AutomaticGainControl,AGC)相比,本系统在负荷跟踪性能上显著提升,通信时延大幅降低,验证了5G通信技术在电网调峰调度中的有效性和优越性。本研究为电网调峰调度提供了新的思路和方法,有助于实现电网的安全稳定运行。

面向电网调峰的电动汽车聚合商多层级实时控制策略

规模化电动汽车参与电网互动将为新型电力系统提供重要的灵活性资源,目前分散的电动汽车已通过聚合方式参与电网调峰等辅助服务。针对调峰控制策略精度低、策略求解时间长的问题,提出了面向电网调峰的大规模电动汽车多层级实时控制方法。首先,根据充电桩历史数据提取特征量进行聚类分析;其次,建立不同充电需求下电动汽车功率鲁棒上下边界模型;然后,基于模型预测控制算法,建立双层多时间尺度滚动优化控制模型,将总功率按集群-电动汽车层级进行分解和快速修正;最后,通过算例验证了所提控制算法的总控制精度能达到97%以上,全时段均满足市场考核需求,单时段计算时间小于5 s,符合实时性要求。

直驱式混合励磁风力发电系统控制策略的研究

介绍了一种新型的基于混合励磁同步发电机的直驱式风力发电系统,提出了一种基于矢量控制的新型控制策略及其实现方法。建立了混合励磁同步发电机和风机的数学模型,通过控制混合励磁同步发电机的励磁电流来稳定三相并网逆变器的直流母线电压,通过控制混合励磁同步发电机的转速来实现最大风能跟踪。网侧变换器采用电网电压定向的矢量控制,实现了dq轴电流解耦控制。采用Matlab/Simulink工具箱,建立了该系统的仿真模型,在不同条件下进行了仿真。仿真结果表明,在风速变化时,通过调节励磁电流,在保持直流母线电压不变的同时,系统可有效地实现最大风能跟踪和逆变并网,从而验证了该控制方法不仅算法简单有效,而且便于实现。

甘肃酒泉风电出力特性分析

甘肃酒泉风电基地是中国乃至世界规划建设的第1个10GW风电示范基地,开创了风电大规模集中开发、超远距离输送的先河。文中利用甘肃酒泉地区实际测风资料和调度能量管理系统(EMS)实际运行数据,全面分析了酒泉地区的风资源特性,研究了风电机组、风电场、风电场群和风电基地的出力特性,比较了不同时间尺度下风电出力特性的不同特点,得出如下大规模风电基地的出力特性:在长时间尺度下相关性明显,在短时间尺度下互补性明显。文中还根据大规模风电的出力特性分析了其对电网稳定和调频、调峰的影响。

峰值电流控制开关电源斜坡补偿的研究

介绍了峰值电流控制开关电源的原理和优点。阐述了峰值电流控制的不稳定性及原因。研究了斜坡补偿与系统稳定性的关系。

拼接聚焦终端在快点火装置上的应用

为满足快点火对点火脉冲功率的要求,主要在建和规划中的快点火驱动器均提出类似天文望远镜的拼接技术,实现大口径多路激光的相干聚焦。采用几何光学追迹和傅里叶方法求解拼接聚焦模型,针对抛物面镜的拼接规模和控制精度对焦斑峰值功率的影响进行了理论和数值模拟研究。模拟了2×2,3×3和4×4拼接离轴抛物面镜在一定控制精度下远场焦斑的斯特列尔比,并由正态分布的蒙特-卡罗方法分析了精度误差对斯特列尔比的影响。结果表明,面外旋转角和轴向活塞位移误差分别为1μrad和210.6 nm时2×2结构的焦斑斯特列尔比大于0.8的概率超过60%。

一种变频式的宽输入开关电源设计

在一些供电不稳定的场合,为了满足系统对辅助电源供电质量的需求,设计了一种120~850 V宽输入的开关电源。相对于传统固定开关频率的开关电源加入了变频电路,具有自主变频功能,可自动根据输入电压大小改变开关频率。此外采用峰值电流控制,在反馈补偿网络中加入了2型补偿网络,消除了造成系统不稳定,影响其快速性的零点和极点,保证了输出电压快速调节性和稳定性。实验结果表明该电源能够在设计的范围内,适应输入电压大范围波动,提供可靠的直流电压。

仿真分析中负荷模型对特高压联络线峰值功率转移比的影响

为了寻找仿真分析中影响特高压联络线峰值功率转移比的关键因素,从负荷模型的角度研究了仿真分析和实际系统中特高压联络线峰值功率转移比的差异。在不同负荷模型产生不同阻尼比的基础上,从静态负荷模型的表达式出发,首先对比了恒阻抗、恒电流、恒功率3种负荷模型的电压特性,并分析了电压特性对峰值功率转移的抑制作用,进一步研究了转移比的差异对直流闭锁安全控制策略中切负荷量的影响,即转移比较大时所需的切负荷量较大,反之切负荷量较小。不同负荷模型计算所得转移比有48%的差异,充分说明负荷模型是仿真分析中影响转移比的关键因素之一。因此负荷模型对转移比仿真结果的准确性至关重要,建议全网开展负荷模型校核工作。

基于自适应无迹卡尔曼滤波和经济模型预测控制的全钒液流电池SOC/SOP联合估计方法

荷电状态(state of charge,SOC)和峰值功率(state of peak power,SOP)的精确估计对保障电池安全稳定运行具有重要意义。为解决传统估计算法误差高、鲁棒性差等问题,本文提出了一种基于自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented Kalman filtering,AUKF)和经济模型预测控制(economic model predictive control,EMPC)的全钒液流电池(all-vanadium redox batteries,VRB)SOC/SOP联合估计方法。首先,为了提高传统模型的建模精度,本文综合考虑了VRB的电化学场和流体力学场的耦合特性,建立了一个能够全面刻画VRB运行过程的综合等效电路模型,并采用人工蜂群算法(artificial bee colony algorithm,ABC)对模型参数进行离线辨识。随后,考虑到传统的UKF算法无法适应系统噪声,收敛性差,且忽略电池参数变化等缺点,本文提出了基于AUKF的在线参数辨识和SOC估计算法,通过自适应调整UKF算法的参数来提高模型的精度。结合SOC的估计结果,采用EMPC算法估计VRB的SOP,并综合考虑了电压、电流、SOC和电解液流速等约束条件。最后,设计了多种实验工况验证了本文提出的SOC/SOP联合估计算法的精度。文章研究内容能够为液流电池不同运行状态下峰值功率预测和储能电站的精准调度提供依据。

一种基于非线性多目标群决策的错峰控制限电分配方法

探讨了在用电峰值时段对多地区之间进行限电分配的问题.通过分析错峰控制限电决策中的不满意度影响因素,给出了不满意度的非线性显函数形式;运用非线性多目标群决策理论,建立了非线性多目标群决策错峰控制限电模型,提出了一种交互式多目标加权解法,并且将有约束非线性规划模型化为无约束非线性规划模型;给出了求解的方法与步骤.最后经实例研究,得到较满意的结果.

电网电压不平衡下光伏发电系统的改进功率控制

电网电压不平衡下光伏发电不脱网运行会出现输出功率波动、端电流峰值上升及谐波畸变。该文研究了电压不平衡下光伏发电的瞬时输出功率特性,推导出电流总谐波畸变率、相电流峰值、有功和无功功率波动以及直流电压波动与指令电流调节系数的解析表达式,进而分析光伏发电控制性能随调节系数的变化规律,确定调节系数的可行域。计及光伏发电系统的相电流限值及其直流侧电容电压波动约束,以有功和无功功率综合波动幅值最小为目标,建立指令电流调节系数的优化模型。基于无差拍控制实现提出的策略,利用PSCAD/EMTDC软件验证了该方法的可行性。