储能/发电机级联式供电系统功率传输控制策略

随着可再生能源渗透率的不断提升,区域电网惯性逐步降低,暂态支撑能力严重不足,给电网带来了一系列安全问题。文中提出一种储能与开绕组永磁同步发电机(open-winding permanent magnet synchronous generator,OW-PMSG)级联供电的新型分布式并网发电拓扑,在保证可再生能源消纳的前提下,重新利用原有柴油机,为电网提供功率后备以及惯量支撑。通过对OW-PMSG进行建模以及系统功率流矢量分析,设计基于源网相位差闭环控制的功率传输策略,实现发电机的稳定同步运行。基于该策略,拓扑中的储能变流器可具备同步发电机特性,实现了电网惯性和暂态支撑能力的进一步提升。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

风光储联合就近供电多时间尺度优化调度

针对新能源消纳困难的问题,提出一种风光储联合就近供电模式,并建立了多时间尺度的多目标优化调度模型。文中关注不同时间尺度下的调度问题,包括日前、超短期和实时。在日前调度计划中,以风光发电和本地负荷需求日前预测数据为基础,考虑风光储发电系统运行成本问题和负荷供电可靠性问题,建立了双目标优化模型,并使用基于PSO改进的黄金搜索优化算法(GSO)进行求解。在日内超短期计划中,结合日内功率预测更新数据和双储能实际利用情况对储能系统与电网并/离网情况进行调整。在实时调度中,基于本地供需设备监测情况和双储能荷电状态持续可用性,以电网峰谷电价为依据,建立了双电池储能实时调度模型,以实现源/网/荷/储能量的综合管理。最后,利用Matlab搭建了仿真模型,验证了所提出的多时间尺度双储能风光发电功率调度方法的经济性和实用性。

并网风光发电中混合储能系统容量优化配置

提高并网风光发电系统的调度灵活性需要引入储能技术,而储能技术研究的首要关键技术问题就是储能系统的容量配置。利用蓄电池和超级电容器的互补特性,提出了一种以优化蓄电池工作状态为原则,以提高储能系统整体经济性为目标的能量管理策略。基于该能量管理策略分析了并网风光发电系统能量损失率和能量缺失率的计算流程,根据全生命周期费用理论,建立了储能装置的年均费用函数表达式,并建立了以该函数值最小为目标,以系统能量损失率及能量缺失率等运行指标为约束的储能容量优化配置模型。运用改进混沌优化算法对实例进行了计算,验证了该优化模型与算法的正确性和有效性。

计及分布式光伏配电网供电能力计算方法

分布式电源接入配电网后可以提高供电能力。提出了一种可以有效计及分布式光伏出力的配电网供电能力计算方法,通过将分布式光伏简化为一台特殊的变压器,降低了配电网供电能力分析的复杂性;采用蒙特卡洛仿真计算分布式光伏和传统变压器联网运行的可靠性指标;通过"N-1"校验,确定配电网的供电能力。算例表明:该方法可以明确计算分布式光伏对供电能力的提升作用。

新型风光抽水蓄能系统研究

将云南已经建设的小型梯级水电站与光电、风电结合,形成新型抽水蓄能系统,将不稳定电力转化成稳定电力,能提升枯期供电能力,是适合云南省或类似地区的储能技术.

基于弃风弃光或低谷电加热的熔盐蓄热供热技术及其评价

弃风弃光或低谷电加热的熔盐蓄热供热系统,是利用弃风弃光电或低谷电加热低温熔盐并储存能量,以满足供暖及供热的要求。该系统的主要设备包括:低温熔盐罐、高温熔盐罐、冷盐泵、热盐泵、熔盐电加热器、熔盐换热器以及熔盐管路和连接件、预热伴热装置等。与同类型储能系统相比,基于弃风弃光电或低谷电的熔盐蓄热供热系统具有环境更加友好、改造成本低、占地面积小、电网友好、负荷稳定可调等优势,可实现弃风弃光的就地消纳和电力削峰填谷,提高可再生能源利用率,是燃煤替代、解决北方雾霾的有效途径之一,应用前景广阔。以辛集低谷电加热熔盐蓄热供暖工程为例,分析其经济性及环保效益。结果表明,项目的经济效益可观,环保效益非常显著,每年可减少二氧化碳排放1889t、粉尘排放70t、二氧化硫排放6t、氮氧化物排放5.3t。

独立型风光互补系统中储能容量优化研究

以独立运行的风光互补发电系统中储能容量最优化为目标,利用风电、光伏以及负荷的发用电预测数据,提出考虑超级电容器和蓄电池内部特性的负荷缺电率LPSP的简化计算方法,并同时考虑负荷最大缺电率和负荷最大瞬时功率缺失两方面来综合确定超级电容器/蓄电池混合储能装置容量的大小。进行了优化软件的编制和算例分析,结果表明,考虑储能系统功率输出能力可以提高储能系统容量优化配置的准确性,而在同时达到满足负荷最大缺电率和负荷最大瞬时功率缺失要求下,混合储能比超级电容器、蓄电池单独储能更加经济。

电力电子器件在分布电源中的应用

介绍了不同形式分布式电源 ;讨论了电力电子设备在太阳能、风能发电系统及综合系统中的应用和关键技术 ;强调了设计和应用高效 DC/ DC、DC/ AC变换器来提高系统整体效率 ,DC/

基于免疫粒子群算法的风/光/柴/储容量优化配置

针对中国风、光资源丰富的偏远地区,采用风光的互补优势,结合蓄电池及柴油机对负荷进行供电,建立了以总净现值成本最低、负荷缺电率和能量浪费率最小为目标函数,并以场地大小、蓄电池容量、柴油机功率及其污染物的排放量为约束条件,对其进行容量配置。采用了改进的多目标免疫粒子群算法进行优化,提高了算法的收敛速度,避免陷入局部最优解。仿真结果表明,在对负荷进行容量配置的过程中,采用多目标的改进免疫粒子群算法可以有效进行寻优,提高了系统的稳定性和经济性。

新能源与分布式电源系统(下)

分析了全球能源形势和开发新能源的必要性,介绍了燃料电池、太阳能光伏电池、风力发电和飞轮储能等分布式电源系统的基本原理、关键技术内容以及国内外发展现状,评述了分布式电源对电力系统的影响和发展前景。

新能源与分布式电源系统(上)

分析了全球能源形势和开发新能源的必要性,介绍了燃料电池、太阳能光伏电池、风力发电和飞轮储能等分布式电源系统的基本原理、关键技术内容以及国内外发展现状,评述了分布式电源对电力系统的影响和发展前景。

基于序列运算的风光储混合微电网可信容量评估

以含风光储的交直流混合微电网为研究对象,通过聚类分析方法对气象条件进行分类,搭建风光储出力概率模型并进行序列化。提出一种序列运算方法计算交直流混合微电网用电不足期望值,从而迭代求得可信容量,针对风光装机容量配比以及直流负荷敏感度对可信容量的影响进行了分析,并将计算结果与蒙特卡洛法进行了对比,验证该文所提方法的正确性与有效性。

虚拟同步发电机技术在风力发电中的应用

随着化石能源危机和环境污染问题日益严重,风力发电产业发展迅速。传统风力发电机组受到其中电力电子装置的影响,在并网时对电网电压和频率呈现低惯量、欠阻尼影响,对电网的稳定形成严峻的挑战。虚拟同步发电机(VSG)技术能模拟传统同步发电机的运行特性,改善电网的稳定性,还能进一步推动智能电网的形成,因而成为目前研究的热点。介绍了虚拟同步发电机的基本原理及模型,综述了目前风力发电虚拟同步发电技术主要的控制方案,分析了各种控制方案的优缺点。介绍了虚拟同步发电机在风力发电中的应用并列举出成功案例。最后,对VSG技术接入电网面临的问题进行了分析并提出今后的研究方向,为VSG技术在风力发电中的发展和应用提供技术支撑。

利用风电机组改善农村配电网电压质量

针对农村电网普遍存在电能质量差、安全可靠性低等问题,提出了一种利用风电机组经储能装置来改善农村配电网供电质量的新思路.对10kV农网接入风电机组前后供电质量的仿真研究显示,电压偏移率由9.65%下降为0.92%,表明该方案能较好地改善农网的末端电压过低问题.

风光储电站的应急电源配置分析与建议

从电站应急负荷状况、应急电源配置和运行方式入手,介绍了常规升压站的应急电源配置、储能系统的工作原理和运行方式。通过分析与比较,认为风光储电站的应急电源,除了按照变电站相关技术规范配置事故逆变电源及通信UPS外,还可以借助大容量储能系统作为全站的事故应急电源。建议将储能系统和风力、光伏发电系统相结合,通过微网运行技术和调控手段,延长风光储电站的事故备用时间,用以处理事故和尽快恢复到正常运行状态。

计及风电、光伏预测不确定性的抽水蓄能日前全调度优化

为降低风电、光伏等可再生能源出力预测不确定性对日前优化调度运行经济性的影响,提出一种计及风电-光伏预测不确定性的抽水蓄能日前全调度优化模型。首先,基于Weibull分布对风速进行预测,基于Beta分布对太阳辐照度进行预测,得到风电、光伏预测出力,采用多场景随机规划方法解决日前风电、光伏出力预测不确定性;其次,以日前风电、光伏出力预测场景集和负荷预测曲线为基础,结合水电、火电和抽水蓄能建立抽水蓄能日前全调度优化模型,以净负荷波动改善最优和总调峰成本最小为目标,求解得到抽水蓄能的抽发功率和火电的出力情况。以国内某省实际数据为算例,验证了该模型可充分平抑新能源出力波动,减小火电调峰压力,改善系统运行经济性。

含光储充电站的配电网供电能力评估

光储充电站是实现多种能源互补、清洁能源生产和就地消纳的典型集成方式之一,其并网运行使配电网供电能力评估变得更加复杂。研究了光储充电站并网对配电网供电能力的影响,考虑负荷分布曲线、不同时段光储充电站以及电网运行状态,采用负荷增长的连续潮流法进行配电网供电能力评估。在评估中,基于电压-有功功率灵敏度矩阵引入节点电气距离和负荷增长模式,充分挖掘配电网供电能力。通过IEEE33节点系统验证了所提方法的有效性,算例分析表明光储充电站并网可提高配电网供电能力,其作用受到充放电功率和并网位置的共同影响。

海洋浮标风光储柴供电系统仿真研究

大型海洋浮标投入使用后,其搭载的观测设备和智能传感器的数量更多、种类更加多样化,负荷的增加对浮标供电系统的发电量及运行稳定性提出了更高的要求。针对大型海洋浮标耗能高等特点,在MATLAB/Simulink平台上搭建了一套风光储柴综合供电系统模型。同时,结合海洋环境下浮标震荡和舱内高温现象,设计了一种供电系统的能量协调控制策略。对复杂工况下系统的运行状态进行了仿真实验,实验结果验证了模型的正确性和控制策略的可行性。

风光互补独立供电系统设计

结合风光互补道路照明工程设计案例,针对工程当地特殊的气候条件,从保证供电可靠性角度出发,对风力发电机组功率、太阳能电池方阵功率、蓄电池容量的配置方案进行研究探索,提出工程设计的思路与方法。

低碳型海岛风光潮储供电系统的设计

中国是海洋大国,岛屿众多,实现海洋低碳清洁能源利用是建设海洋强国的重要战略目标。针对偏远海岛的用能需求、资源现状和供能现状,首先分析了海岛居民的日常用电需求,采用不同用电负荷的同时系数方法,计算海岛的电力负荷情况;然后为充分利用海岛丰富的风能、太阳能和潮汐能资源,设计了一种低碳型海岛风光潮储供电系统,同时结合无土栽培温室大棚、固体废弃物回收利用、主动式太阳能蒸馏等前瞻性创新技术,构建低碳型海岛能源系统;通过分析海岛的资源特点,根据电力负荷需求对该供电系统进行设备选型;该供电系统可提供多种供电模式,通过自动切换为负载提供高质量电能。最后,基于EnergyPLAN模型对所设计的低碳型海岛风光潮储供电系统的合理性进行了验证,结果表明:低碳型海岛风光潮储供电系统能够实现海岛的电力供需平衡。该供电系统能够满足海岛居民的用电需求,可实现海岛的低碳可持续发展,为独立海岛供电系统的建设及优化提供了解决方案。