考虑新能源爬坡的风光火耦合系统源荷匹配性分析及容量优化配置

风力发电、光伏发电与火力发电经同一点并网形成耦合系统,是我国北方地区发电侧灵活性调节电源与新能源间高效、低碳协同的一种形式.考虑区域新能源爬坡特性,结合源荷匹配分析,发掘和利用其规律,研究风光火耦合系统的容量优化配置方法,为耦合系统规划提供参考.首先,简述耦合系统运行模式和不确定性处理方法;其次,考虑耦合系统风光互补、爬坡事件和关键负荷特性,选取并提出相关指标用于源荷匹配评价;再次,考虑源荷特性、匹配、成本和收益等约束,建立耦合系统容量优化配置模型;最后,基于辽宁地区实际数据进行算例仿真,得到该地区耦合系统风、光的最优安装容量,并分析上述源荷相关因素与容量优化配置结果之间的相互影响,为新能源最优容量配置提供了参考与建议.

国家重点实验室科研育人创新研究

国家重点实验室是国家科技创新体系的重要组成部分,是国家组织高水平基础研究和应用基础研究、聚集和培养优秀科学家、开展高层次学术交流的重要基地。在“双一流”建设蓬勃发展的背景之下,如何发挥国家重点实验室科研育人的长效作用已成为高校一流人才培养的重要抓手。

基于反射阵天线的无线输能系统设计与实验

微波无线输能技术因其传输距离远,易于调控,近年来受到广泛的关注。文中提出一款基于移动馈源的波束扫描平面反射阵天线,该阵列由19×19个移相单元构成,整体尺寸为490.2 mm×490.2 mm。通过仿真验证了提出的移相单元可以覆盖360°全相位,且反射系数大于-0.1 dB(97.7%)。基于CST全波仿真表明,设计的反射阵扫描角度为-28°~+25°。同时,搭建了一个微型的传能系统用于验证反射阵天线的性能。通过实验验证发现在有平面反射阵天线的情况下,在其辐射近场范围内,无线传能系统接收终端获得的功率提高约为无反射阵情况下的700%~1500%,非常有利于传能系统的能量传输。仿真和实验结果均证明该反射阵天线在微波无线传能领域具有一定的应用前景。

新型低压直流供电系统的电气安全性能探讨

新型低压直流供电系统不同于传统的交流供电系统,为明确该系统的电气安全性能,参照IEC的相关标准,给出了直流电击的室颤电流计算公式,制定了直流电的安全阈值曲线,给出了直流安全电压。在此基础上,分析对比了基于整流装置的DC220V、DC311V系统各接地形式的电击防护性能。结果表明,直流电比交流电更具安全性,负极接地的直流TT系统在保障电击防护性能的同时,也满足了可靠性与绝缘监测灵敏性,是未来民用建筑直流供电系统更适宜的接地形式选择。

基于分布式电源主动控制的配电网合环电压波动抑制方法

配电网合环操作可能导致节点电压波动甚至越限,不仅影响负荷的正常运行,还威胁分布式电源(DG)的安全。为此,提出了一种通过DG主动控制,以抑制配电网合环电压波动的新思想。通过分析合环过程中电压波动的产生机理和影响因素,量化了抑制合环过程电压波动的控制需求,进而构建了抑制合环电压波动的DG可行功率集;通过刻画DG的功率可控范围,提出了基于可行功率集与功率可控范围交集判别的DG最优控制点计算方法,并提出了基于DG主动控制的配电网合环电压波动抑制方法。算例表明,该方法能够最大限度上抑制配电网故障恢复过程的合环电压波动,有效提升故障恢复过程的安全性和可靠性。

考虑设备安全的新能源场站参与电网频率协调控制方法

大规模新能源并网降低了系统惯量水平,使电力系统的频率稳定问题逐渐恶化。为缓解新能源机组出力频繁调整对设备安全的影响,提出考虑设备安全的新能源场站参与电网频率协调控制方法。通过协调同步机与新能源场站的功率变化量、协调切机量与功率调节量,以取得最优频率控制效果,同时在进行频率控制时兼顾各场站调频时的疲劳成本。算例分析表明,本文所提方法在保障新能源机组安全运行的同时,能有效抑制系统不平衡功率扰动下的频率波动,实现设备安全性和系统经济性最优。

基于改进孪生支持向量机的新型电力系统继电保护故障诊断模型

针对新能源发电因大量并网而导致电网安全性降低的问题,提出了一种基于改进孪生支持向量机的新型电力系统继电保护故障诊断模型。该模型面向新型电力系统设计了一种继电保护体系,并结合设备状态特征构建了故障时序模型。同时利用蛙跳算法对孪生支持向量机的参数进行寻优,以获得最优模型用于设备状态量的分析处理,从而实现故障类型的快速分类。实验结果表明,改进孪生支持向量机的分类准确率约为90%,且所提模型的故障诊断准确率和时间分别约为98.05%及1.48 s,优于其他对比方法。

考虑可再生能源配额的风水火多能源电力系统年度调度模型

通过分析配额制的实施对购电策略的影响,建立考虑可再生能源配额的风水火多能源电力系统的年度调度模型。为减小计算负担,将月度的负荷与风电用数个典型场景及其占比来表示。提出能够自动选择最佳聚类数的改进k-means算法,并应用于典型场景生成过程中。将同一天的负荷与风电的历史数据曲线拼接为一条功率曲线,并基于改进k-means算法进行聚类,得到考虑负荷与风电时序相关性的典型场景。仿真结果表明:(1)所提典型场景生成方法对年度电量刻画的精度平均提高了12.7%,由其所生成典型场景的平均符合率提高了20.25%,所提方法具有更好的年度电量刻画效果和更高的平均场景符合率;(2)当绿色证书的价格高于风电与火电价格差值时,实施配额制后能够提高风电的消纳量,这对绿色证书价格的确定具有重要参考价值。

考虑新型设备的配电网规划研究综述

随着分布式能源、电动汽车、多能耦合元件等新型设备的接入,配电网呈现出多样化、不确定化和复杂化等新特点。文章围绕新型设备大规模接入下的配电网规划研究展开综述。首先,分析配电网规划中的源-荷功率模拟方法;其次,介绍考虑不同要素的配电网规划模型,并综述多种配电网规划策略与求解算法;最后,结合现有问题,从人工智能和能源互联网两方面,对配电网规划理论与技术的发展做出展望。

计及元件故障率时变特性的综合能源系统运行可靠性高效评估方法

为提高运行可靠性评估效率,进而支撑系统运行风险防控,基于模型-数据混合驱动的思想提出了一种计及元件故障率时变特性的综合能源系统运行可靠性高效评估方法。构建了基于复杂网络理论的支路脆弱度因子指标,提出系统关键元件的筛选方法。建立系统可靠性指标关于关键元件可靠性参数的解析模型,通过引入辅助变量建立线性优化模型求取解析模型系数。通过最小二乘支持向量机(LSSVM)回归模型获得运行可靠性解析模型与负荷水平的映射关系,实现负荷变化时系统运行可靠性的快速更新。通过算例测试验证了所提方法的计算效率和精度。

计及多属性参量的配电网负荷可视化技术研究

随着电力负荷多元化特征的发展,传统的可视化技术难以有效分析和展示电网的负荷断面数据。文章提出了一种以气泡图形式,融合多属性参量展示配网断面负荷的可视化方法,进一步分析了负荷点类型的分布规律。定性分析可视化的数据对象,利用标准差法清洗异常负荷值,并利用主成分分析赋权法对清洗后的负荷、地理信息赋权。为得到负荷点的类别标签,将赋权结果输入MiniBatch-Kmeans算法进行聚类。为可视化配网的运行态势,在实例中将负荷、地理、时间、ID四个属性信息以动态气泡图展示并与传统负荷热力图进行对比。结果表明,文章提出的可视化方法可反映更多的电网运行状态信息,通过展示多参量数据来反映负荷的分布规律和发展规律,可提高调度人员对配网运行数据的感知能力。

基于一二次融合设备的配电网含分支线路参数计算方法

精确的线路参数是实现配电网安全经济可靠运行的基础。由于配电网的结构特点,难以获得准确的配电网线路参数。基于一二次融合设备的录波数据,提出了1种新的配电网线路参数计算方法。该方法能够精确计算配电线路的正序、负序和零序参数,包括电容参数。该方法能够适用于配电网点多面广、分支众多的实际情况,也能用于含分布式新能源的配电网,计算精度不受故障类型和负荷变化的影响。仿真结果表明,其计算结果和精度能够满足电力系统继电保护和电网运行的要求。

新能源变压器标准化体系现状分析及发展研究

系统性分析中国新能源变压器标准化体系的现状,并提出进一步发展的建议。通过调研全国标准信息公共服务平台的数据库,详细介绍光伏、风电及电力电子变压器的标准化体系现状。研究发现,尽管新能源发电发展迅速,但变压器的标准化建设却相对滞后,存在标准缺失、更新缓慢、与国际标准接轨不足等问题。为解决这些问题,建议推进多方参与的标准制定工作,推动国内外标准对接,定期更新现有标准,并强化标准化人才的培养。这将有助于推动新能源变压器的标准化进程,促进技术进步和产业升级,为绿色能源转型提供支持。

输电线路状态监测系统取能电源的设计新原理

针对现有输电线路状态参数在线监测系统的取能电源普遍存在的取能线圈易于深度饱和、热耗大、电路复杂等问题,提出了一种新的取能线圈设计原理。为取能线圈引入气隙磁阻,并通过定量分析与仿真实现对取能线圈的结构、铁心材料、绕组匝数、气隙长度等参数的合理匹配,从而在电源最前端解决了现有技术存在的问题。基于此取能线圈研制的电源,经整体测试表明,能在导线电流正常变化范围内工作于非饱和、低热耗状态,并提供稳定的输出。对线路出现异常大电流可能给电源可靠性产生影响的问题进行了分析,并提出提高电源工作可靠性的具体措施。短路和冲击试验表明,这些措施可抑制异常大电流导致的电动力及过电压的破坏作用。

光伏并网系统中直流注入问题最新进展及发展趋势

限制光伏发电系统并入大电网时直流电流的含量是光伏并网的重要需求。国内外相关标准对光伏并网电流中直流分量的大小有所规定。随着非隔离型光伏并网逆变系统的推广,目前直流注入问题日益受到重视。结合相关文献介绍了直流注入产生的原因及所带来的不利影响,从解决直流注入问题的原理出发,将目前已提出的解决方法归纳为三类:采用可抑制直流注入的逆变器、检测补偿法以及电容隔直法。通过理论分析对各类方法的原理进行了介绍,说明了各自存在的优点和不足,通过相互比较进一步总结了各类方法的特点。最后,对光伏并网系统中直流注入问题解决方法的发展前景作了展望。

采用ZigBee PRO无线网络技术的导线舞动多点监测系统设计

为实时监测输电导线的舞动状态,在ZigBee Pro Feature set(ZigBee PRO)无线通信技术的基础上提出了导线舞动多点监测系统的设计思想。分析了ZigBee PRO技术在导线舞动监测应用中所需要解决的关键问题,该系统采用分布式测量系统构架,对系统中用于构建无线网络的协调器节点和用于监测舞动的传感器子节点在硬件和软件方面进行了分析与设计,利用三轴加速度传感器实现了对导线舞动轨迹的多点同步监测,为导线张力变化的计算打下了基础。在实验室环境下,针对加速度数据采集精度和通信质量等方面进行了实验,实验结果表明,设计开发的系统软硬件运行正常,组网和传输性能良好,能够满足实时导线舞动监测应用的基本要求。

小电流接地系统单相接地故障选线新方法

为改进小电流接地系统单相接地故障选线方法,结合数字信号处理中的相关分析技术与小波包分解技术,利用db小波包以适当频带宽度分解了这种故障后的暂态零序电流,自适应地选出各条线路上故障能量最大的特征频段。两两相关分析各线路故障特征频段对应小波包分解系数的波形,获得相关矩阵,并求出各线路的综合相关系数,最终给出按接地故障发生可能性大小排列的选线结果。理论分析及大量MATLAB仿真结果表明:该法不受故障条件的影响,可准确、可靠地实现配电网单相接地故障选线,适于中性点不接地或经消弧线圈接地系统。

配电变压器短路和开路损耗在线测量系统

针对配电变压器短路损耗和空载损耗离线测量影响供电连续性的问题,提出一种新的变压器损耗在线测量方法并设计了在线测量系统。依据变压器等效电路模型建立变压器短路阻抗与其一、二次侧电压、电流的关系,并推导出了短路阻抗与空载和短路损耗之间的关系。采用线性拟合方法拟合在线采集到的配电变压器相电压和相电流值来实现短路电阻的在线测量,进而实现变压器短路和空载损耗的在线测量。给出一种新的变压器损耗在线测量方法,建立一套变压器损耗在线检测系统,并在Matlab/SIMULINK仿真平台上进行仿真研究。结果显示,使用该方法计算出的空载损耗和短路损耗分别小于或等于0.4%和2.12%,验证了该方法的有效性和准确性。

新能源并网对配电网影响的正负效应综合评估

随着新能源发电的推广和应用,须对其可能给配电网带来的影响进行综合评估。结合新能源并网发电的特点,提出其对配电网影响的正负效应指标体系。该体系针对不完全信息群体赋权采用证据理论层次分析法确定指标常权,通过惩罚型和激励型均衡函数分别对正效应和负效应指标权重进行变权综合,再利用灰色关联分析法得到新能源并网对配电网影响的正负效应综合评估结果。采用接入10 kV配电网的2 MW并网光伏发电站实际监测数据,在Matlab仿真软件中验证提出的正负效应综合评估模型的有效性。

高压脉冲循环冷却水灭菌系统的研制与实验研究

高压脉冲灭菌是一项新型的非热处理灭菌技术,其实质是利用高强度脉冲电场瞬时破坏细菌的细胞膜从而导致细菌死亡。针对细菌在其生命周期内的排泄物吸附水中杂质而产生的生物粘泥对循环冷却水系统造成的危害,设计了一套基于Marx电路的高压脉冲灭菌装置,并构建了微型的模拟循环水系统。通过电磁场仿真软件对处理腔内部电场分布进行了仿真和分析,最后利用该高压脉冲处理系统进行灭菌实验。实验结果表明:该系统的灭菌效果很好,且该高压脉冲灭菌技术有望通过进一步的研究推广应用于发电厂循环冷却水系统的灭菌阻垢中。