综合能源服务知识体系研究

从国家能源方针和政策出发,结合浙江清洁能源示范省建设和浙江省电力公司建设具有卓越竞争力的国际一流现代能源企业的战略目标,从能源的开发和生产、输送和供应、转换和利用,以及管理、技术、经济、市场等角度,全面阐述了综合能源服务知识体系架构,可为企业开展综合能源服务提供借鉴。

某天然气分布式能源冷电联供节能计算与经济性分析

分布式能源联供系统与传统分供系统相比节能率高、环境污染少,是实现节能减排目标的重要途径之一。结合某天然气分布式冷电联供数据中心项目,计算分析了联供系统的一次能源利用效率、节能率、供电效率、供电煤耗、成本回收期,并与分供系统做了对比。结果表明天然气分布式冷电联供系统一次能源利用效率高,供电能耗明显低于发电厂,节能效果非常明显。根据回收期灵敏度分析,联供系统的经济收益和投资回收期限受天然气价格影响较大,当超过一定阈值后,联供系统经济性不如分供系统,所以建造前需充分考虑当地的气价水平。

新能源电力系统的运营模式及关键技术

新能源在电力系统中的应用进一步完善了传统电力的运营模式,并能够更好地满足当前发展的需求,是电力企业长远发展的必然趋势。为更好地促进电力系统的稳定运行,需加强新能源电力运营模式的研究,并对关键技术给予深入探讨。本文从新能源技术发展状况入手,对其运营模式进行了简要的分析,并在此基础上阐述了新能源电力技术的运用。

可再生能源配额制下多园区综合能源系统优化调度研究

伴随着地球化工燃料资源的枯竭以及全球环境污染问题的日益严峻,对可再生能源进行正确开发与使用成为当前发展主题,此外,在使用资源过程中如何提高能源的使用效率以及减少环境污染,也是要面临的重大问题。多园区综合能源系统是将传统单独运转的能源以一种综合管理的形式进行汇聚,通过对其中的装置调配以及能源合理使用,实现能源使用效率的提升,减少环境污染的目的。本文以可再生能源下的多园区综合能源系统的优化为出发点,通过滚动环节的改进,能源流通的动态环节为突破口,分析其中存在的不确定变化与问题,并提出可行策略,尽可能满足多园区综合能源系统的需求。

区块链技术在多元融合高弹性电网中的应用初探

多元融合高弹性电网通过构建源网荷储全向交互机制,显著提升了电网的互动与自愈能力。区块链技术采用去中心化理念和分布式记账模式,保障数据可信,打破信任壁垒,为电网多端友好互动提供了核心技术支撑。基于现有理论研究与工程实践,区块链的技术特征与高弹性电网的形态架构具有较强的理念契合性和技术互补性,区块链有潜力成为多元融合高弹性电网的重要赋能技术。面向多元融合高弹性电网的建设目标,刻画了区块链技术与高弹性电网深度融合的应用场景,梳理了建设高弹性电网过程中的关键痛点,阐明了区块链之于高弹性电网的技术赋能要素及匹配关系。面向高弹性电网的建设需求,提出了区块链系统的设计原则、评价指标以及设计流程,并以需求响应为例进行系统设计与性能测试,为区块链技术在高弹性电网中的应用提供理论支撑。

基于隔离型模块化多电平换流器的中压直流柔性互联配电系统稳定性分析

中压直流柔性互联配电系统作为连接高压输电网和低压直流配电网的纽带,可实现源-网-荷-储的灵活接入,适用于未来城市能源互联网。建立了基于隔离型模块化多电平换流器的中压直流柔性互联配电系统小信号等效电路,推导了中压直流端口的阻抗模型,通过对比仿真测量与解析计算结果验证所建模型的准确性,并利用所建精确模型进一步研究电路参数和控制参数变化对系统稳定性的影响。在MATLAB/Simulink仿真平台搭建中压直流柔性互联配电系统的仿真模型,验证了所提小信号阻抗模型的准确性。

面向电网企业代理购电的行业精细化电价定价机制

为促进产业结构优化升级,中国进一步推进用电侧电价改革,取消工商业目录电价,施行电网企业代理购电。剖析了中国行业精细化电价定价机制设计的关键问题,分析了国内外售电模式的优势和不足,以及电网企业代理购电背景下的行业精细化电价定价机制需求。进而,探讨了基于行业属性和综合评价的行业精细化电价定价方法,从行业用电、用能特性等多方面实现电力用户的综合评价,提出基于多样化电价属性的行业差异化电价体系和基于用户综合评价排名分级的精细化电价定价模型,旨在实现社会经济要素的优化配置。最后,以中国浙江省某市电力用户实际负荷数据进行实证分析。结果表明,基于用户综合评价的行业精细化电价定价机制能够形成适合行业特征与用户等级的差异化电价,能够为电网代理购电定价和用电侧电价改革提供参考。

混合式制冷制热系统控制方法研究

混合式制冷制热系统的控制难点在于如何合理切换冷热源。采用改进的DBN网络进行短期、中期和长期冷热负荷预测,并通过实测数据验证了模型的准确性。在负荷预测的基础上采用健康评估技术,对地源热泵的短期、中期和长期健康状态进行评估,并根据评估结果进行相应控制,从而实现长期稳定高效运行。最后,对比了两种不同控制方法的运行情况,采用新控制方法后,主机性能系数提高8.5%。结论验证,基于健康评估技术的控制方法有利于混合式系统的高效运行。

基于LSTM深度学习模型的锅炉加热器故障诊断方法

为实时排查锅炉加热器故障,降低人力维护成本的同时确保其稳定运行,提出一种基于LSTM(Long Short-Term Memory,长短期记忆网络)深度学习模型的锅炉加热器故障诊断方法。将单数据包动态分配到不同节点,优化信息素更新模式,引入信息素负载调节因子,使用蚁群优化算法采集锅炉加热器运行数据;利用时间序列分析明确异常值特征并创建异常组合模型,使用迭代检验法实现锅炉加热器数据清洗,保证故障诊断结果可靠性;通过LSTM深度学习模型筛选强、弱关联数据,划分锅炉加热器典型故障征兆,标准化处理数据训练集,计算实际值和评估值的差异损失,完成故障诊断目标。实验结果表明,所提方法故障诊断精准度高、时效性强,具有优秀的鲁棒性,可为快速诊断锅炉加热器故障提供参考。

基于视频图像的输变电设备外部缺陷检测技术及其应用现状

基于视频图像的电力设备缺陷检测技术是实现电力智慧运维的关键技术之一,可解决电力设备故障自动诊断、主动预警和在线运维中存在的外部缺陷智能识别问题,减少人力资源浪费,提高电力系统巡检智能运维的频率与效率,从而弥补传统输变电设备巡检运维方式的不足。该文详细综述了当前典型的基于视频图像的输变电设备缺陷检测算法及图像处理技术,分析了传统图像处理方法及深度学习方法在电力设备缺陷检测领域应用的优缺点,总结了当前算法应用及开发平台的现状,指出了基于视频图像的输变电设备缺陷检测技术存在的问题,并展望了未来发展方向。

电力巡检四旋翼无人机的控制研究

为更好地实现电力巡检四旋翼无人机(UAV)的控制问题,基于自抗扰控制(ADRC)算法和改进模糊比例积分微分(PID)控制规则,分别构建基于ADRC控制算法的无人机内环姿态控制器和基于改进模糊PID的无人机外环位置控制器。通过Simulink仿真软件,搭建四旋翼无人机仿真控制模型,并对以上控制方法进行仿真验证。仿真结果表明,基于ADRC结合改进模糊PID的四旋翼无人机控制方法能快速、平滑地过渡到初始姿态角和初始位置设定值,且具有良好的跟踪能力、抗干扰能力,对提升电力巡检四旋翼无人机的巡检控制效率具有一定的参考价值和应用价值。本研究的创新点在于从内环和外环综合控制的角度,提高了无人机整体的抗干扰能力。

低漏电流非隔离型三相并网变换器协同控制策略

针对非隔离型并网变换器因缺少隔离环节导致的共模电压与泄漏电流固有问题,文中通过将滤波电容中点与并网变换器下桥臂公共点短接,来衰减户内供用电装置对地寄生电容耦合到电网侧的漏电流.首先,以并网变换器结构模型为基础建立其动态数学模型,结合漏电流产生原因及抑制机理,实现对共模电压的零序控制;其次,为限制LCL型滤波器的谐振峰引发的电压振荡,采用滤波电容电流反馈回占空比的有源阻尼控制方案;然后,针对零序控制与有源阻尼控制间的交互影响,借助LCL型滤波器控制等效电路分析其产生原因,对比不同控制策略配置下共模电压波形与电网中谐波含量,确立高稳定精度与低谐波含量的控制方案;最后,通过仿真验证降低漏电流与平抑谐振峰的协同控制策略的有效性.

I-M^2C型单级式电力电子变压器

结合模块化拓扑结构与高频链概念,提出一种单级式基于隔离型模块化多电平变换器(isolated modular multilevel converter,I-M^2C)的新型电力电子变压器(power electronic transformer,PET)。该PET可以完全消传统双级式PET中压侧的独立电容,显著减少功率半导体器件数量,简化系统控制难度。I-M^2C型单级式PET具有低压直流、中压直流、中压交流三种基本端口,功率可在三端口间自由流动,其适用于在未来交/直流混合电网中。详细介绍了该PET的拓扑结构及工作原理。最后,搭建了一套800V/10kW的三相I-M^2C型单级式PET样机,并通过实验验证了所提拓扑结构的正确性与有效性。

面向负荷聚合商的智能合约微服务架构设计及实现

在负荷聚合商等需求响应新主体灵活参与电力系统调度的新背景下,区块链智能合约技术为解决多主体间信任缺失问题提供了新思路。然而,现有智能合约部署架构存在运维成本高以及分布式账本交互效率低等问题,与业务逻辑复杂、迭代速度快、多点交互频繁的负荷聚合商优化运行难以兼容。文中提出面向负荷聚合商的智能合约微服务架构,解决将智能合约应用于负荷聚合商参与需求响应的技术瓶颈。针对智能合约微服务架构,搭建了智能合约中继层,提出了基于单一性原则的智能合约领域分解方法,设计了智能合约微服务架构松耦合部署模式。最后,以中国浙江省某大厦和某公寓为例,验证了所提出的智能合约微服务架构可以为负荷聚合商安全、高效、灵活、可信的聚合调控赋能。

面向低压直流配电网的双降压/升压型柔性互联开关

柔性互联开关作为跨区域低压直流配电网的关键装备,能够实现区域间低压直流功率互联与灵活转供,有利于可再生能源的充分消纳与高效利用。通过分析目前低压直流配电网的运行特性与柔性互联开关的可靠性问题,提出了一种基于双降压/升压变换器的新型柔性互联开关拓扑结构,其具备无桥臂直通、电压利用率高、功率等级易拓展等优点。通过采取反向耦合电感技术来改善无源器件用量与内部续流问题,以柔性提升互联开关的工作效率,并给出了不同工作模式下端口电压增益的表达式。搭建一套150 V/1 kW实验样机进行实验分析,结果验证了所提拓扑结构的有效性与正确性。

适用于双极性低压直流微电网的自平衡隔离型DC-DC变换器

双极性结构低压直流配电系统具有负荷灵活接入、运行可靠性高等优势。为了最大限度地减少功率变换级数并提升双极母线电压平衡能力,提出了一种适用于双极性低压直流微电网的自平衡隔离型DC-DC变换器。首先,介绍了自平衡隔离型DC-DC变换器的拓扑结构与调制策略,并分析了不平衡负载情况下正负极性直流电压自平衡机理及其换流过程;然后,结合零电压开关工作原理与输出电流纹波要求,对平衡电感参数进行优化设计,并推导了不平衡负载直流偏置引起的中性点电位偏移量;最后,搭建了一套实验样机验证了所提变换器在两直流极不平衡负载下甚至其中一直流极空载下可平衡双极母线电压。

基于动态下垂系数与SOC基点的储能一次调频控制策略

为高效利用储能资源满足电网一次调频需求,提出一种基于动态下垂系数与动态SOC基点(Dynamic Droop Coefficient and Dynamic Reference of SOC,DDC&DRSOC)的储能一次调频控制策略。提出以电网调频死区为分割边界将储能调频过程划分为调频阶段与SOC恢复阶段:在调频阶段,以SOC和最大频率偏差为控制量自适应调整储能出力深度以防止储能SOC的饱和或殆尽;在SOC恢复阶段,首先提出适应负荷变化的动态SOC恢复基点调整方法,然后提出兼顾SOC恢复需求与电网承受能力的储能出力确定方法,最后设计双层模糊控制器实现动态SOC基点值和储能出力值的确定。提出3个评价指标评估一次调频效果与SOC维持效果。以某区域电网为例,在阶跃负荷扰动和连续负荷扰动下验证了所提策略的有效性。仿真结果表明所提策略SOC维持效果较对比策略提高9%,调频效果提高4%。

基于小波能量熵的超高压交流线路暂态保护研究

基于故障暂态量分布特征的线路保护不受系统运行方式、工频振荡等影响,对故障的判别更加快速、准确。线路发生区外故障时,高频成分在经过线路边界时发生明显的透反射效应,造成能量上的损耗,故障电流中高频含量低;而区内故障则不存在这个现象,故障电流中高频含量高。基于线路故障时产生的宽带高频暂态电流分量,利用D2小波能量谱实现故障的快速检测,并构造了小波能量熵量化描述高频暂态电流成分的能量分布,实现区内、外故障的判别。在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,结果表明:该算法能很好地进行线路故障的快速检测及区内、外故障的判别,受故障类型、故障位置等因素的影响小。

平抑风电功率波动及负荷调峰的VRB储能应用

由于风能的随机性与间歇性,大规模风电并网对电网的安全经济运行带来诸多不利影响。VRB(全钒液流电池)因其功率和电量解耦、可灵活设计和安全可靠等优点,成为大规模储能系统的理想选择之一。介绍了国内5 MW/10 MWh VRB储能系统的原理、特性及电气接线形式,并基于某风电场的风电功率实测数据,对VRB储能系统运行特性及调峰能力进行系统分析,验证了储能系统平抑大规模风电场功率波动、参与系统调峰的有效性和可用性。

面向变电站布置自动审核的设计规范可视化编程

变电站设计的布置合规性自动审核依赖计算机可理解的规则,为了克服布置规则传统编码方法存在的编码难度高、不易审核和维护问题,提出了布置设计规范的可视化编程方法。在对布置规则进行归纳分类的基础上,分析了规则编码构成的共性要素,进而提出了布置规则可视化编程的三层框架,着重定义了节点、端子、流的类型。然后,提出了规则的可视化编程步骤。最后,以110KV变电站布置中的复杂规则为案例,验证了可视化编码方法在变压器布置自动审核中的可行性和实用性。结果表明:工程技术专家可以利用可视化编程方法,透明直观地对复杂的布置规则进行编码,编码成果有利于后续的审核和维护。