面向燃气机组调峰的天然气管网动态安全域

燃气机组调峰的灵活性有助于提升可再生能源消纳水平,但所造成的管道压力剧烈波动却为天然气管网引入新的安全风险。该文提出一种面向燃气机组调峰的天然气管网动态安全域,以表征满足动态管流安全的燃气机组有功调整量的集合。首先,分析以时域连续的气负荷质量流率作为注入空间的天然气管网动态安全域难以实用化的原因。为此,提出将燃气机组进气口质量流率转化为有功调整量的函数,定义以初始运行点为基准、以各燃气机组有功调整量为注入空间的天然气管网动态安全域。为兼顾计算精度和效率,基于时空正交配置法对管网连续变量进行近似离散,建立安全域边界搜索优化模型。并进一步揭示天然气管网稳态安全域可通过松弛该优化模型中部分约束条件求解得到,为动态安全域的一种退化形式。算例结果表明,所提方法克服天然气管网稳态安全域对于日内安全分析过于乐观的局限性,有助于增强电力-天然气耦合系统的协同态势感知能力。

梯级水电短期调度模型及其求解的蝗虫视觉进化神经网络

融合梯级水电站短期调度中电网调峰与发电量相互制约的因素,探讨水电调度模型的设计及求解的改进型蝗虫视觉进化神经网络。调度模型设计中,依据水量平衡方程,在充分考虑机组出力限制、不规则震动区等与水头相关的复杂约束及尾水顶托影响下,构建以调峰效果与发电效益为性能指标的厂网协调短期调度模型。神经网络设计中,在已有蝗虫视觉神经网络基础上引入视觉残留机制、半波整流机制,以及在兴奋层引入局部均值滤波,获得能输出全局和局部学习率的改进型蝗虫视觉神经网络,进而借助混沌映射及山瞪羚优化算法设计状态更新策略,随后顺次连接此视觉神经网络及更新策略,获得能自适应调节参数的改进型蝗虫视觉进化神经网络。比较性的数值实验显示,该神经网络求解13个基准事例中7~13个事例及应用于贵州北盘江梯级电站的3种场景中至少2种场景下具有显著优势。

基于热网及建筑物蓄热特性的大型供热机组深度调峰能力研究

针对我国北方区域电网风电并网后在冬季供暖期经常弃风情况,以及电网内存在高比例的大型供热机组的特点,提出了基于热网及建筑物蓄热特性的大型供热机组深度调峰的方法,并建立了深度调峰的数学模型;通过案例计算,在一定范围内大型供热产热量的变化不会影响供热质量。在采暖期间,热网配合电网低谷深度调峰适当降低热负荷运行,在电网调峰容量十分紧张情况下利用建筑物具有蓄热特点适当减少供热量,从而获得更加深度调峰容量空间协助电网度过低谷具有可行性和可操作性;建立的数学模型可计算出提前蓄热时间和放热时间以及机组的深度调峰能力,为电网调度进行供热机组深度调峰提供了科学的依据。

基于网络化控制模型的风机并网控制策略

针对风电并网对电网可靠性的影响及风机渗透率逐渐增大的问题,提出了一种基于网络化控制模型的风机并网控制策略.该控制策略根据系统的时延特点建立了时延小于一个周期的网络化控制模型,并构建了双馈型风机运行在向下功率调节模式和有小扰动时的模型,使用网络化控制方法提升了控制系统的鲁棒性.仿真结果表明,所提出的控制策略创新性地将网络化控制方法应用到风电并网调度和控制中,具有不确定、时变和有上界的特点,能满足现代电网对风机运行与调节模式的要求.

能源互联网背景下风力发电关键技术研究

针对能源互联网的发展,提出了一种风力发电接入能源互联网的方案,并对于电网对风电的调度环节,设计了一种风电场的调度方案。提出了风电场在能源互联网中的一些关键技术:风电场实时监控、风功率预测、储能技术与电能替代、能源路由器、并网接口,对风电场适应能源互联网的发展,提供了一定的借鉴指导作用。

计及用户端调节容量的变频空调自适应电压调控策略

随着分布式新能源的高比例接入以及电动汽车的普及,配电网过电压、欠电压、电压波动等电压质量问题与日俱增。变频空调作为一种常见的柔性负荷,可以改变自身的运行功率为配电网提供电压调节服务,提高配电网的电压质量。然而,利用用户侧资源为配电网提供电压调节服务需要考虑用户侧资源的电压调节容量,为此,提出了一种计及用户端调节容量的变频空调自适应电压调控策略,通过逐步计算各个节点的电压调节功率来控制补偿功率,并建立空调的热电等效模型描述房间热动态变化,评估空调电压调节潜力。为了验证所提出的调控策略的有效性,计及用户端调节容量的变频空调自适应电压调控策略将用于IEEE 33节点配电系统进行配电网电压优化仿真,仿真结果证明所提出的计及用户端调节容量的变频空调自适应电压调控策略,能够保证配电网电压不越限的前提下,减少调节所需的补偿功率,并充分发挥空调的电压调节潜力。

考虑电网气网与城市废物处理协调的多能源系统优化模型

针对"无废城市"发展模式下的城市垃圾减量,及高比例可再生能源城市多能源系统中电网气网调节能力弱的问题,提出了考虑电网气网与城市废物处理协调的多能源系统优化模型。首先,建立了满足城市多时间尺度废物处理需求的废物处理设施能量消耗与产出模型,并提出了减废多能源系统(wastereductionmulti-energy system,WRMES)拓扑结构模型;然后建立了满足废物减量和运行成本最优的WRMES协调优化模型,并基于分解的多目标进化算法求解;最后,以我国东北某城市实际垃圾废物堆存量与多能源运行数据为基础,建立了WRMES优化仿真模型。仿真结果表明:所提模型在实现城市废物的快速减量的同时,可有效削减多能源系统的运行成本,提高电网气网调节灵活性。

孤网高频问题的分析与控制策略研究

孤网高频事故对电网与发电机组安全运行会造成很大威胁,为了进行孤网高频问题分析,根据某孤网故障地区机组实际发电情况,构建了以锅炉、汽机、协调控制系统、数字电液调节系统和超速保护控制系统为基础的详细的孤网运行与控制仿真平台。通过仿真,较准确地再现了此地区孤网故障的整个过程;并得出了孤网高频失稳的原因,即一次调频限幅和OPC定值设置不当,以及功率控制环节与OPC动作冲突。在此基础上提出了基于广域测量数据的机网协调控制策略,该策略能使机组的功率指令跟随电网负荷变化,利于频率稳定。通过仿真验证了此控制策略能大幅提高孤网运行的稳定性。

调度操作指挥网络发令“六步法”设计与实现

南方电网传统电力调度主要依靠电话发令。由于电话仅支持一对一模式,当现场繁忙、环境嘈杂、通话质量差时会存在安全隐患。网络发令让调度员通过安全网络收发调度指令,以文字形式调度操作命令交互,可使指令传输更准确、高效。采用信息化安全防误校验,可实时验证设备状态及校核指令。数字化管理调度数据自动填充操作日志,实现调度指令闭环管理。利用数据包络分析法对整体调度操作进行综合评价,结合组合加权评价体系进行有效性论证,研究最适合调度员与现场沟通的“六步法”,使调度指令的准确性、实时性、安全性得到极大提升。所设计的调度操作指挥模式可实现调控一体化。该创新模式也可广泛应用于其他行业中需要中心机构与现场班组远程沟通交互的调度工作。

基于信赖域法改进的BP网络在新能源并网方面的研究

传统大电网调频以PID结合智能算法为主要调节方式,系统存在迟滞性,不能有效控制较大的频率波动。为此引入神经网络模型,从负荷预测的角度对频率实施超前控制。通过信赖域法对现有BP神经网络模型加以改进,提高了其学习速度与预测精度,进而设计了一种基于负荷预测系统的大电网频率控制策略,通过预测负荷的分级实现机组优化调节,减少了不必要的旋转备用容量。通过搭建3种新能源-传统能源互补式发电机组仿真模型,对负荷预测频率控制的效果进行了仿真分析。仿真结果表明,与传统频率控制相比较,负荷预测控制下的大电网频率波动更小,调节时间进一步缩短。

计及天气因素影响的V2G有序充放电控制策略研究

为了解决V2G充放电系统参与电网互动,但缺乏有序管理的问题,提出一种计及天气因素影响的有序充放电控制策略。所提策略以天气数据的欧式距离为依据,改进了BP神经网络的训练样本选择方法,训练后的网络模型,能可靠预测充放电机的有功或无功功率调节值。MATLAB的仿真结果表明,控制策略在充电或放电模式下,都能及时进行有功或无功支撑。最后,基于该控制策略的60 kW充放电机,在虚拟电厂中的示范应用数据证明,充放电机能够结合当前电网状态,达到功率调度的预期目标,可有效避免电动汽车充放电能量的无序流动,增强电网应对指标异常的能力。

分布式资源有功调控配网二次系统功能规划方案研究

当前以大电网为主、单向计划调度的调控运行模式已难以适应新型电力系统的发展形势。为促进分布式电源消纳,解决已经出现的大电网平衡问题,亟需重新梳理和系统规划配网二次系统协同调控功能。通过对大电网平衡区、德国平衡单元机制的分析,提出了配网分布式资源自治和聚合形态及典型模式。综合考虑我国垂直调控体系的现状以及配网多元主体参与的新业态,提出主配微多级协同兼区域自治的控制框架和有功分层调度多级协同控制的技术架构。重点针对配网侧分布式资源协同控制功能,围绕主配协同、配微协同、区域自治,探讨了资源聚合、采集与控制、有功控制等核心技术。最后,提出分布式资源协同调控配网二次系统功能规划方案,并在工程示范中得到了初步验证。

基于吸收式机组的长输管网蓄热调峰能力研究

针对我国热电厂采用“以热定电”的运行方式导致的“热电耦合”问题,以实际长输管网为例,分别建立蓄热调峰负荷、吸收式换热机组等数学模型,编写Python程序,研究基于吸收式机组的长输管网蓄热调峰能力及其影响因素。研究结果表明:采用吸收式机组的长输管网具有较强的蓄热调峰能力,经过4 h蓄热可提供306.79 MW调峰负荷以及至少14 h的调峰持续时间;长输管网的蓄热调峰能力会随机组供热负荷、调峰时段室外平均温度的增加而增加;相比于传统水-水热交换器,采用吸收式换热机组的长输管网蓄热调峰负荷上限会降低44.62%,但调峰可持续时间增加75%,更适合长时间、低负荷调峰。