计及信誉值的虚拟电厂多主体合作博弈交易方法

随着分布式资源高比例接入,虚拟电厂作为聚合多方交易主体参与电力市场的新兴技术逐渐受到广泛关注。然而分布式资源出力不确定性和个体趋利性可能导致参与电力交易过程中造成违约行为。因此,提出计及信誉值的虚拟电厂聚合多方主体参与合作博弈电力交易方法。首先,针对虚拟电厂内各交易主体建立基于合约电量完成度的信誉值管理机制,并构建基于收益最大化的多主体合作出力模型;其次,采用合作博弈理论的Shapley值法确定初始收益分配方案;再次,为激励交易主体积极履行交易合约,合理转移交易风险,引入信誉值对初始方案进行修正,得出改进的收益分配方案;最后,基于MATLAB对算例进行计算,结果表明:合作前后各交易主体收益合计增长率约为101.16%,对比传统Shapley值法收益分配方案,最高和最低信誉值交易主体的收益增减幅度分别约为1.04%和3.13%,验证了所提交易方法的有效性与合理性。

弹性飞行器飞行动力学建模与刚柔耦合阶次分析

基于虚功率原理与混合坐标法,建立了弹性飞行器的飞行动力学模型。发现了附加在弹性结构上的部件会对飞行器姿轨运动与结构振动产生影响,从而给出了耦合系数与模态质量的修正项。定义了描述弹性变形项保留程度的刚柔耦合阶次,并以由弹性本体和刚体舵面组成的刚柔耦合多体系统为例,通过对比不同刚柔耦合阶次下动力学模型的时域响应与保守系统的动量计算结果,分析了动力学模型及动量公式中弹性变形项的保留阶次对动力学响应及动量计算精度的影响。揭示了传统模型忽略弹性变形高阶项可能导致的误差水平,为弹性飞行器动力学模型的简化与验证提供了参考。

基于虚拟电力系统稳定器的低频振荡抑制策略

基于虚拟同步发电机(VSG)控制的新能源机组虽可增强电网惯量及频率稳定性,但可能继承与同步机类似的低频振荡问题。针对该问题,首先基于单台VSG并网的线性化模型,构建了适用于VSG的Phillips-Heffron模型,借助阻尼转矩法挖掘了VSG低频振荡的诱发机理。进一步提出一种附加于VSG无功环节的虚拟电力系统稳定器(VPSS),并给出了控制结构及基于相位补偿法的参数设计过程。研究结果表明:VSG发生低频振荡是由于系统受扰后,虚拟功角的振荡信号经过虚拟励磁调节器对VSG机电振荡回路产生了负阻尼转矩。将所提VPSS接入系统可在几乎不影响振荡频率的前提下,实现0.1~3 Hz下VSG低频振荡的有效抑制。

共享型虚拟电厂风险调度与电能共享机制

随着需求侧资源开发力度持续加大和电力市场机制不断完善,需求侧分散的灵活性资源将在电力调度与交易中扮演更重要的角色。虚拟电厂的建设为需求侧资源管理和利用提供了新思路,同时,电能共享因其能够促进区域电力平衡和提升电力系统灵活性而备受关注。为此,文中对基于虚拟电厂的电能共享交易机制进行了研究。首先,提出了共享型虚拟电厂概念,并建立其与新能源场站的电能共享框架;其次,考虑新能源出力不确定性,基于最小-最大后悔值法建立共享联盟风险调度模型;然后,基于一致性理论推导出共享电能价格机制;最后,基于改进的IEEE 33节点系统进行算例分析。结果表明,所提调度方法与交易机制能够提高用户侧资源利用效率、促进新能源消纳与电网区域供需平衡。

考虑需求响应优先级的配电终端虚拟电厂优化调度研究

虚拟电厂技术提升了分布式能源消纳潜力、填补了电网调度盲区。为引导用户参与电力调度,在激励型需求响应购电协议基础上,构建了包含智能家居负荷和冷热联供建筑相变储能系统的虚拟储能模型,并量化分析各类资源可调度裕度;以用户响应特性为指标,采用熵权法评估各类用户负荷的动态响应性能,设置虚拟储能参与调度的动态响应优先级;以虚拟电厂收益最大为目标,综合考虑资源购电成本、电热平衡等因素,提出了集分布式电源和智慧社区激励响应负荷的终端虚拟电厂优化调度模型,采用改进光线寻优算法对模型求解。结果验证了所提方法的有效性。

基于最优经济效益的虚拟电厂平台优化调度模型

为了解决多种分布式资源的协调调度并提高负荷聚合商的经济效益,提出了一种考虑分布式储能、风电、及需求侧响应的虚拟电厂调度模型。基于对不同种类分布式资源的日前出力基础上,对虚拟电厂调度策略进行实时优化,并通过协调多种需求侧资源的出力预测情况,降低分布式资源的实际出力与预测值之间的偏差,使得虚拟电厂偏离日前计划安排最小,实现虚拟电厂经济效益最优。仿真实验结果表明,含有多种不同种类分布式资源的虚拟电厂经济效益高于只含有单一分布式资源的虚拟电厂,并且当分布式资源的预测出力越接近于实际出力时所构建的虚拟电厂调度模型经济效益最优。

基于模糊层次分析法–熵权法–逼近理想解排序法的虚拟电厂综合贡献度评估方法

为科学全面评估虚拟电厂内部资源的贡献度,深度挖掘虚拟电厂内部资源潜力,激发虚拟电厂内部聚合资源,积极提升安全、可靠和经济性,助力源、网、荷、储一体化的发展,首先,充分考虑虚拟电厂内部资源在电网安全运行、电力电量平衡以及新能源消纳等方面的贡献,建立虚拟电厂内部资源“安全-可靠-经济”的综合贡献度指标评估体系;其次,构建基于模糊层次分析法–熵权法–逼近理想解排序法的虚拟电厂综合贡献度评估方法,分析虚拟电厂内部分布式能源资源贡献度最优选择策略,并将该方案进行灵敏度检验;最后,通过算例分析不同类型的分布式能源资源对虚拟电厂的综合贡献度及其灵敏度,确定虚拟电厂内部资源最优选择策略,为虚拟电厂内部资源配置提出参考性建议。

基于最大功率点跟踪的分布式光伏电量异常辨识研究

在辨识分布式光伏电量异常时,其参数识别特征不稳定,缺少统一的可识别的辨识特征,导致不同电量模式下光伏电量异常辨识结果与实际值相差大,异常数据辨识查全率低。提出一种基于最大功率点跟踪的分布式光伏电量异常辨识方法。分析分布式光伏电池特性,采用最大功率点跟踪算法,获取与跟踪分布式光伏电量的最大功率点,利用最小二乘法对分布式光伏电量的实测值进行拟合,获取虚增电量检测指标;将虚增电量检测指标与最大功率点进行对比,分辨分布式光伏电量是否存在异常,以达到辨识光伏电量异常的目地。实验结果表明:该方法的异常辨识结果与实际值相差小、异常数据辨识查全率高,实用性强。

耦合信息物理系统的虚拟电厂可靠性评估

为分析信息系统和物理系统失效率对虚拟电厂可靠性的影响,提出耦合信息物理因素的虚拟电厂可靠性评估方法。首先分析了虚拟电厂的可靠性影响因素,再依据故障树分析方法建立了可靠性模型,并结合蒙特卡罗法提出了虚拟电厂的可靠性分析方法。最后算例表明,信息物理系统磨合完成后的虚拟电厂稳定性较高,各可靠性参数重要度一致;由物理系统失效引起的虚拟电厂失效次数较多。

基于VPP碳流计算的多目标多时间尺度优化调度

为研究虚拟电厂低碳经济运行策略,以虚拟电厂能流和碳流模型为基础,执行了多目标多时间尺度优化调度。首先,基于碳流走向建立虚拟电厂低碳经济运行的非线性多目标规划模型,并采用归一化法向约束法进行求解。然后,建立了基于动态矩阵控制算法的有限时域优化模型,对日前结果进行跟踪优化和反馈校正,以降低不确定性因素的影响。最后,仿真对比实验验证了所提调度策略能在保证碳流计算精度超过95%的前提下实现虚拟电厂低碳经济运行。

并网光伏发电机组中旋转机械驱动控制方法研究

并网光伏发电机组为了最大限度吸收太阳能,需要在面板底部安装旋转机械装置,以便可以随时调整方向,保证发电效率,该文研究了一种有效的并网光伏发电机组旋转机械驱动控制方法。计算并网光伏发电机组暂态响应和旋转机械动不平衡量,获取旋转机械的运行状态。将虚拟同步发电机控制策略、PI调节器和本体算法等自动化控制技术结合在一起,建立旋转机械驱动控制模型,控制并网光伏发电机组输出功率达到初始振荡幅值,实现对旋转机械的驱动控制。实验结果表明,该方法的振动幅度未超过0.6 cm,平均控制响应时间为1.28 s,失控率未超过7.5%,具有良好的驱动控制能力。

新型电力系统下虚拟电厂需求响应潜力评估方法研究

随着新型电力系统的建设,虚拟电厂(Virtual Power Plant,VPP)在整合分布式能源、可控负荷以及储能资源方面发挥着重要作用。评估虚拟电厂中不同用户的需求响应潜力对于优化电网调度、提升电网运行效率具有重要意义。本文提出了一种基于负荷时间弹性和价格弹性相结合的需求响应潜力评估方法,并结合熵权法确定各指标的权重,旨在实现对用户需求响应能力的全面量化评估。通过对浙江金华地区典型电力用户的实证分析,本文验证了所提出方法的有效性和实用性。研究结果表明,负荷时间弹性在评估中起到了关键作用,而价格弹性影响相对较小。此外,本文的方法能够通过数据驱动的聚类分析,识别不同用户的负荷特性,从而为虚拟电厂的优化调度提供依据。本文的研究为新型电力系统下虚拟电厂的需求响应管理提供了理论支持,并为未来研究指出了进一步改进的方向。

基于哈尔小波配点法的虚拟同步化电网动态仿真方法

虚拟同步化电网中多元设备间惯量差异明显、多尺度特征突出,传统动态仿真方法对多尺度特性的适应性存在不足。该文提出一种基于哈尔小波配点法的仿真方法用于虚拟同步化电网系统的动态仿真。首先揭示虚拟同步化电网系统的多尺度特征,分析传统仿真方法在多尺度系统仿真中的局限性。然后,介绍小波配点法的基本原理,建立基于哈尔小波表征的虚拟同步化电网多尺度模型,通过构造积分步内的插值配点,提出基于小波配点法的仿真求解方法。而后,详细分析该方法的时间复杂度和误差累积特性,为了提升仿真效率,进一步提出多层次自适应与多区间自适应的仿真策略,构建了优化的哈尔小波配点法动态仿真计算流程。最后,基于不同规模虚拟同步化电网算例,将哈尔小波配点法与传统商用仿真算法进行对比分析。结果表明,所提方法准确可靠,具备高阶精度、快速仿真能力,可以实现多尺度虚拟同步化电网的大步长仿真。

一种多模型融合的风电系统永磁同步发电机数字孪生建模方法

针对当前风电系统永磁同步发电机(PMSG)建模技术存在设备内部参数理想化和系统耦合单一化的不足,无法满足数字孪生技术对设备虚拟模型要求的问题,提出一种面向数字孪生的风电系统永磁同步发电机建模方法。首先,依据实体样机参数,构建2 MW PMSG本体及电磁模型。之后为实现系统对PMSG的控制,基于联合仿真技术利用数字孪生建模平台搭建风电系统PMSG控制电路,实现多系统耦合仿真建模;在此基础上,充分考虑电机传热散热特性等影响,对PMSG热模型进行了构建与计算,并针对温度场计算流程复杂,不具备实时性等问题,引入一种改进的粒子群优化支持向量机(PSO-SVM)代理模型方法对热模型进行降阶处理并集成;最终完成了基于多模型融合的PMSG数字孪生虚拟模型建模,并采用实体风机运行数据进行验证与测试,结果表明该模型可以有效地反映PMSG真实运行特性。

专业认证背景下发电厂课程沉浸式教学方法应用与实践研究

在分析电气工程专业发电厂及变电所电气部分课程自身教学特点的基础上,将沉浸式教学引入课程教学当中,研究了发电厂及变电所电气部分模拟操作系统在课程教学中的应用与实践,基于教学实践,根据模拟系统在课程教学的效果,总结分析了基于发电厂及变电所电气部分模拟操作系统的沉浸式教学的可行性和有效性。

区块链下虚拟电厂混合储能容量优化配置及收益分配

为促进新能源消纳,实现虚拟电厂的价值最大化,以风电商、光伏商和储能商为收益主体构建虚拟电厂参与电力交易。首先,构建区块链下的包含蓄电池和超级电容的风、光、储虚拟电厂结构;其次,基于区块链中共享的发电数据、用能数据和运行数据等参数,提出混合储能充放电策略和以混合储能成本最低为目标的容量优化配置方法,并采用粒子群算法求解;再次,以区块链应用程度、风险偏好、合作意愿及参与程度为因素改进Shapley值法,建立收益修正模型,并分析区块链下基于智能合约的收益分配过程;最后,通过算例仿真及结果分析,验证所建模型及方法的可行性与适用性。

基于改进遗传算法的虚拟发电厂经济调度优化方法

常规的虚拟发电厂经济调度优化方法主要针对发电调度的变量进行分析,往往出现局部最优解的情况,影响调度优化效果。因此,文章设计了基于改进遗传算法的虚拟发电厂经济调度优化方法。本研究提取虚拟发电厂机组发电并网特征,对各类发电机组的发电情况进行分析;利用改进遗传算法,构建虚拟发电厂调度优化模型,以经济与技术为约束条件,找出不同机组的最优调度优化策略,进而实现虚拟发电厂经济调度的优化;采用对比实验的方式,验证了该优化方法的调度效果更佳,能够应用于实际生活中。

市场模式下兼顾区域负荷特性的多虚拟电厂分布式协调优化

随着虚拟电厂(VPP)商业模式逐渐成熟必然出现区域内多个VPP并存的情况。对于区域内多个VPP并存且参与日前-实时市场的场景,引入VPP间直接交易机制,以分散式控制结构组织多VPP之间的合作与竞争。为了在满足提升多VPP收益的同时兼顾区域负荷特性的目标,基于交替方向乘子分布式优化框架提出了考虑区域负荷特性的两阶段多VPP分布式协调优化模型,以保证信息的隐私性和安全性。算例设置区域内存在3个VPP的场景验证了所提模型通过分布式优化框架在保护各VPP内部隐私信息的前提下对多VPP收益和区域负荷特性的优化作用。

考虑多重不确定性的含需求响应及电碳交易的虚拟电厂优化调度策略

为解决当前对虚拟电厂系统中多重不确定性源的表征考虑不全面且处理方法单一的问题,提出一种基于蒙特卡罗与曼哈顿概率距离的场景生成与削减法来对风光出力、电价进行建模,并利用区间法对碳价、需求响应进行建模;以虚拟电厂运行成本最小化为目标,综合考虑电碳交易及激励型需求响应机制,建立基于区间线性规划的虚拟电厂优化调度模型,采用强区间线性规划法中的两阶段分解算法对模型进行求解,针对不同不确定性源的特点,采用2种方法处理虚拟电厂系统中的多重不确定性。算例结果表明,该模型能够通过指标变化趋势有效地反映多重不确定性因素对系统调度结果的影响,在保证虚拟电厂系统安全运行的基础上提高经济性,区间形式的表示为决策者留出了一定的现实选择空间。

基于虚拟发电厂的火电机组厂级负荷两级分配方法研究

在新能源与火电结合发电中,虚拟电厂可以对电网需求侧进行调节,以减缓新能源发电的波动,起到消纳的作用。在虚拟发电厂概念下以火电厂和风电场作为一个整体,研究机组的负荷优化分配方法,建立了既考虑快速性又兼顾经济性的多目标厂级负荷优化分配数学模型,通过调整各目标函数的权值以满足不同情况下的目标需求,利用捕食遗传算法对数学模型进行求解,该方法改善了遗传算法收敛速度较慢的缺点,最后通过仿真进行试验分析。试验仿真结果验证了模型的有效性,提高了系统对风电的消纳能力。