基于VSG的微电网非等容锂电池SOC均衡方案

微电网锂电池逆变器采用传统虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制方案和现有基于VSG的荷电状态(state of charge,SOC)均衡方案均无法实现非等容锂电池的SOC均衡。为了实现非等容锂电池SOC均衡,提出了一种基于VSG控制的非等容锂电池SOC均衡方案。通过对传统VSG控制参数和线路阻抗参数进行修正,使逆变器输出有功功率与电池容量成正比,消除了容量对SOC的影响,再以SOC为变量对逆变器输出有功功率进行调节,实现了非等容锂电池的SOC均衡。此外,建立了VSG小信号模型,分析了控制参数对系统稳定性的影响。最后,利用Matlab/Simulink仿真软件和实验平台进行仿真和实验验证。结果表明:所提方案能够实现多台等容和非等容锂电池SOC均衡,延长锂电池服役寿命,并验证了控制参数会对系统稳定性造成影响。

某超高层建筑供配电系统设计探讨

通过大连某工程实例,介绍超高层公共建筑的供配电系统设计,包括负荷分级、供电电源、备用电源配置、变配电所及变压器选择,重点对高区变配电所不同位置及数量的设置方案进行比较分析,最后结合新版变压器能效标准介绍变压器的节能设计。

高比例新能源下容量-能量市场耦合的机组投资决策方法

高比例新能源背景下,建立与能量市场相适应的容量市场机制可以保障电力系统充裕性。文章从机组投资决策的角度出发,研究了高比例新能源下容量-能量市场耦合的机组投资决策行为,并分析容量市场机制的运行效果。文章提出了机组决策、容量市场和能量市场的三层优化投资决策模型,针对该模型难以直接求解的问题,提出了容量-能量市场解耦的分阶段循环迭代求解策略。最后,基于某省网实际数据,运用所提方法对比和分析了高比例新能源接入下单一能量市场和容量-能量市场耦合下的容量充裕性保障效果。

适应多回特高压直流的四川电网高频切机优化

四川电网锦苏、复奉和宾金三回特高压直流输电线路相继投产后,若任一直流工程发生双极闭锁稳控拒动故障,大量盈余功率转移将导致渝鄂输电断面失步解列装置动作,川渝电网孤立运行。由于四川电网原有高频切机方案切机量不足以及切除机组选择不当,将引发川渝电网高频问题且失去稳定。对此,针对多回特高压直流投运新形势,提出的高频切机方案配置原则包括:应避免特高压直流发生换相失败期间和线路故障再启动成功后误切机组;高频切机防控故障应限于单回直流故障;为避免过切机组,每轮次切机量不宜过大;直流闭锁引发的高频问题,应该由直流配套电源来解决等。最后,重新配置并校核了高频切机方案,研究结论已得到实际应用,切机定值已下发至机组,应用效果良好。

大型火电机组在AGC运行方式下的控制特性分析

结合华北电网自动发电控制(AGC)的实际运行情况,介绍了AGC控制方式、华北电网对AGC投运机组的控制指标要求以及机组的协调控制系统设计方案,分析了华北电网中的大型火电机组在AGC运行过程中遇到的问题,并提出了提高机组在AGC运行方式下的控制特性的方法和建议。

谐波电流对同步发电机轴转矩平衡的影响分析

为解释独立小容量供电系统中小容量同步发电机组带非线性负载能力差的原因,分析了谐波电流流过同步发电机的电枢绕组时其内部磁场的变化,用数学表达式描述了磁场的脉动情况并计算出该磁场的能量,从能量守恒的角度利用虚位移法推导出电磁转矩在电枢电流含有谐波时的解析式。给出一基于Matlab模型的算例,运用算例说明了谐波电流会给同步发电机的电磁转矩带来脉动分量,进而解释了同步发电机组带非线性负载能力差的原因和产生剧烈机械振动的机理。

风/柴/储能系统发电容量充裕度评估

提出一种用于含风能和能量储存设备的小型孤立电力系统(SIPS)发电容量充裕度评估仿真方法。该仿真方法根据每小时计算的随机事件模拟发电系统的运行历史记录,考虑现场风资源的时序性、系统中发电机组的故障和修复特性。使用几个样例系统说明了该方法的应用,该系统的充裕度取决于许多因素,它们是能量储存容量、系统负荷需求、风能注入水平、发电机组强迫停运率(FOR)和其地理位置。能量储存设备对该系统可靠性能有积极的影响;SIPS随着系统负荷的增加,充裕度减少;风力发电机组FOR的变化对系统充裕度的影响不大;增加风能注入水平可以改善可靠性;位于高平均风速处的系统明显比低平均风速处的系统可靠性高。

大小水电相关分析的地区小水电发电能力预测方法

针对当前小水电在开展发电能力预测时面临资料短缺、发电不确定性强、单站不具规律性、模型通用性差等一系列问题,提出了一种大小水电相关分析的地区小水电发电能力预测方法。即先对大小水电相似性与小水电发电的时空多样性进行分析,筛选出相关因子,再以地区小水电整体为对象,分别对不同流域的大小水电进行相关分析,并检验相关关系显著性,最后建立大小水电回归模型,通过大水电预测值对小水电发电能力进行预测。以云南省小水电为例,取得了良好的预测效果,验证了该方法的合理性、准确性与通用性。

白云峡水电站增效扩容水能复核及技改方案研究

为准确掌握白云峡水电站增效扩容潜力,确保技改方案具有较高安全可靠性和节能经济性,采用参证站径流资料分析与发电量反算引用流量相互验证的设计思路,对电站扩容潜力进行了水能复核。考虑"引红济石"调水流量和小水电技改技术要求,合理确定了与工程实际相匹配的最佳装机容量、方案和机组型号。研究表明:通过鹦鸽水文站径流资料及电站多年运行发电量统计数据的核算与反算,可获得反映电站水能指标的准确数据。进行机型优化比选与合理技术改造,可确保机组长期运行在高效工况区,增加出力和防止空蚀,在增效扩容的同时实现了节能降耗。

小容量地区电网孤网运行频率稳定控制措施的研究

高频切机和低频减载作为电网安全稳定的第三道防线,对保障地区电网孤网稳定运行、避免大面积停电具有重要意义。考虑地区电网容量及系统惯量相对较小且频率易波动,根据适用于小容量地区电网的高频切机配置原则,对实际电网的高频切机进行了配置;通过对某电网低频减载方案的校核,提出了利用发电机提供系统无功支撑及与其它安稳装置协调配合等改进措施。结果表明,制定的高频切机方案和低频减载改进方案能够有效解决小容量电网与主网解列后产生的频率问题,研究成果可为其它地区电网孤网运行的频率稳定控制提供参考。

太阳能热发电系统蓄热装置的模拟研究

利用FLUENT软件中的凝固/熔化模型,对太阳能热发电高温相变蓄热器的蓄、放热过程进行了数值模拟,主要研究了傅立叶数、斯蒂芬数、雷诺数对相变过程的影响,并对结果进行了分析,同时通过最小二乘法原理对换热准则式进行了拟合,掌握了太阳能热发电高温相变蓄热器相变过程的规律,为太阳能热发电系统蓄热装置的优化设计提供了重要参考价值和理论依据。

福建电力系统“大机小网”安全稳定运行探讨

详细分析了福建电力系统“大机小网”运行中存在的频率稳定、功角稳定、电压稳定、低频振荡及发电机失磁等问题。在大量计算及分析研究的基础上 ,福建电力系统配置了低周减载、低压减载、失步解列、水电厂低频自启动、火电厂保厂用电及 PSS装置等一系列安全措施 ,努力实现“大机小网”的安全稳定运行。同时对避免“大机小网”

小水电机群对特高压电网功率振荡特性的影响研究

为了分析区域内集中的大量小水电机组所产生的群集效应以及这些机组之间的弱阻尼振荡模式引发主网强迫功率振荡的风险,以湖北恩施地区小水电机群为研究对象,在某年度湖北电网丰水大负荷运行方式模型的基础上,分析了恩施地区小水电机组采用详细模型时,华中—华北主网以及特高压联络线的低频功率振荡特性,结果表明:恩施地区小水电机群内部存在阻尼比接近3%的弱阻尼振荡模式,并且这些发电机参与了三峡机组主导的振荡模式;进一步的仿真研究表明,在某些特殊情况下小水电机群可诱导主网产生上百MW的强迫功率振荡;针对该现象文中提出了一种振荡传播路径图用于指明振荡向外传播扩散的路径与影响范围,分析表明其对三峡以及特高压电网的影响比较小。

小发电机组对系统安全的影响及解决措施的探讨

近年来,越来越多的小电厂联网运行,严重干扰了地区电网的安全运行,影响了系统继电保护与自动装置的正常投运,对电力系统的设备安全造成了威胁,降低了地区用户的供电可靠性。本文根据运行实例分析了小电厂联网引起的各类技术问题,并探讨了解决问题的措施。

燃料电池发电系统中高增益直流变换器控制回路的设计

燃料电池输出电压具有低等级和宽范围变化的特性。为满足直流负载或后级逆变器的需求,设计一种具有较高电压等级且稳定的高增益直流变换器是关键。文章分析单管高增益二次型Boost变换器的主电路拓扑结构、工作原理及稳态性能,通过对其小信号建模及频域特性分析可知:被控制对象的开环传递函数中含有2个谐振尖峰,系统稳定性差,需在控制回路中加入相应的补偿网络。为此,设计了控制回路的补偿网络并对控制回路参数进行选取。仿真和实验结果表明:输出电压都能稳定在期望值50 V;仿真输出电压纹波为2%,实验输出电压纹波为2.5%。同时由实验结果还知,满载时变换器工作效率最高达到90%。仿真和实验结果验证了变换器设计的正确性和可行性。

太阳能热发电用高温相变蓄热器的数值模拟

对采用单级相变材料(PCM)蓄热的太阳能热发电用高温相变蓄热器的蓄热过程进行了数值模拟。得到了采用单级蓄热时熔化过程中PCM温度和液相率随时间的变化曲线及不同时刻液相率的分布云图。通过对曲线和云图的分析,在保证蓄热量的前提下,提出了采用3种PCM级联蓄热的高温相变蓄热器的设计方案,并对其蓄热性能进行了模拟。结果表明,采用级联蓄热的方案减小了蓄热的总时间,且有效地降低了单级蓄热末期"死区"对蓄热性能的影响,使PCM的液相率分布更加均匀,为太阳能热发电用高温相变蓄热器的优化设计提供了理论依据。

高温下预应力混凝土安全壳承压性能研究

为了研究温度对预应力混凝土安全壳结构抗压能力的影响,建立考虑预应力钢束的安全壳结构有限元模型,计算分析了高温作用下安全壳结构的径向位移、应变、预应力以及结构开裂等参数随内压变化情况。结果表明:在相同内压作用下,温度越高安全壳结构的变形越大;当安全壳结构内部温度低于200℃时,安全壳承压能力基本不发生变化,即在此温度范围内温度对安全壳承压能力基本没有影响;当安全壳结构内部温度达到300℃时,安全壳的承压能力较常温情况时下降明显。

基于DFIG稳态有功功率下限和电网小扰动稳定灵敏度的DFIG有功功率备用容量范围

随着风电并网的快速增加,要求风电机组如双馈感应风电机组(doubly-fed induction generator,DFIG)参与电网有功平衡和频率稳定,为此需要确定其有功功率备用容量范围。提出了超速模式下确定DFIG有功功率备用容量范围的方法。建立了并网DFIG的潮流模型,计及转速与转子侧变流器(rotor-side converter,RSC)的容量约束,确定了DFIG稳态有功功率下限。在此运行方式下,对电网进行了特征值分析以发现危险模式。考虑转差率影响初值和状态矩阵,拓展了潮流雅可比矩阵,建立了危险模式对转差率灵敏度的解析表达。根据上述灵敏度,筛选出与转差率强相关的危险模式,通过调节PI参数或/和转差率以消除危险模式。最后根据转差率取值确定出DFIG有功功率的备用容量范围。算例仿真结果验证了所提算法的正确性和控制效果。

考虑爬坡功率有限平抑的高渗透率光伏电网储能配置策略

随着光伏发电渗透率的提高,电网需有较大调频备用容量应对光伏功率的随机大幅波动。储能系统(ESS)的快速充放电能力能够对光伏发电出力的大幅波动进行快速平抑,以减小电网调频所需备用容量。但目前储能成本相对较高,无法完全依赖储能来应对光伏功率的大幅度爬坡。为此,文中首先提出了利用有限容量的储能实现光伏爬坡功率有限平抑的控制策略,对光伏出力大幅度波动进行有效平抑。然后,考虑电网调频容量需求与储能配置容量的相互制约关系,建立了ESS投入后调频成本计算的数学模型,并以等效收益最大为优化目标实现ESS能量容量和功率容量的优化配置。最后,利用遗传算法对优化模型进行求解,并通过某高渗透率光伏电网验证了该方法的有效性。

海南“大机小网”孤网运行方式下频率特性研究

以海南电网以及昌江核电站为例,首先计算频率特性K值;然后,在孤网运行时,不同负荷水平下,分析损失核电机组对孤网频率的影响,并提出核电机组损失的频率控制措施。计算结果表明:同一负荷水平下损失不同出力的核电机组,对应的频率特性K值基本为一恒定值;不同负荷水平下,K值与负荷水平呈正比关系。因此,为避免孤网状态下损失核电机组所需切负荷量构成电力安全事故,可在事故前限制核电机组出力,并建议海南电网孤网运行时仅投入1台核电机组。