煤层气抽采直流微网建模与稳定性分析

针对目前煤层气抽采现场用电不合理现状,构建一种新型煤层气抽采直流微网供电系统,并对该直流微网系统稳定性及控制策略进行研究。煤层气抽采直流微网供电系统分三层结构:第一层由光伏和蓄电池组成能量供给层;第二层由双向Buck/Boost变换器构成能量传输和分配层;第三层由煤层气抽采机构成负荷层。基于此架构推导了第一、二层输出阻抗Zo(s),并建立第三层煤层气抽采机电动机输入阻抗Zin(s)与受控源K??m串联的小信号模型,在此基础上得到系统全局小信号模型。考虑到呈现负阻抗特性的煤层气抽采机电动机周期性动态交变负荷引起的系统不稳定,在能量传输和分配层分析并讨论了一种基于虚拟阻抗的直流微网稳定性控制策略,以及利用下垂控制实现负荷功率动态平衡分配的方法。进一步利用阻抗匹配原则求解多项式1/(1+Zo(s)/Zin(s))主导极点,比较采取该稳定性控制策略前后的主导极点位置并分析直流微网系统稳定性。最后基于Matlab/Simulink搭建由光伏阵列、储能单元和煤层气抽采机组成的煤层气抽采直流微网系统模型,系统仿真证明了稳定性控制策略的有效性。     

煤层气抽采机感应电机运行最优速度曲线控制策略研究

针对煤层气抽采机动态交变负荷下感应电机周期性工作于电动和发电状态导致直流供电侧母线电压波动大及能耗高的问题,提出一种基于感应电机运行最优速度曲线的节能控制策略。该控制策略通过推导出直流供电侧母线电压波动与感应电机加速度之间一一映射关系,构造直流母线电压波动差绝对值函数和最大电压波动函数,通过对绝对值函数求极值和对最大电压波动函数做单调性分析,找到满足直流母线电压波动最小的最优加速度,从而得到煤层气抽采机感应电机运行最优速度曲线。最后,通过仿真和现场试验对不同电机运行速度下的直流供电侧母线电压波动情况进行综合分析比较,仿真和现场试验结果证明了理论分析的正确性。     

微网中混储/柴协调运行策略研究

提出一种基于混储/柴的专家协调控制系统和算法。目的是在研究混合储能和微网中可调度单元在相同容量下,与传统单一储能和其他调度单元策略对比,以最大化微电网整体运行经济性和延长储能寿命。模型对比传统含单一储能协调控制策略,拟定负荷波动指标,将微网调度分为上层决策和下层实时调度,求解微网可调度单元的合理组合运行方式。采用费用折算耦合微网运行成本、环境效益和储能寿命量化为单目标函数,结合分阶段优化算法和自适应遗传算法求解。通过对实际算例分析,验证了该方法能有效提高电池使用效率,延长寿命,同时提高微网整体运行的经济性。     

基于机会约束规划的综合能源微网群协调运行策略研究

随着我国分布式能源系统的迅速发展,在用能侧出现大量的综合能源微网,而相邻综合能源微网以微网群的形式协同运行将是综合能源微网今后发展的重要趋势.基于此,提出了一种适用于综合能源微网群的协调运行方法.该方法旨在协调分属不同利益主体的综合能源微网,在共享有限信息和彼此独立决策的条件下,寻求微网群系统的最优运行方案.考虑到综合...     

考虑风电波动性的微网中电动汽车分布式协调运行方法

随着风力发电的快速发展,间歇性风电引起的电网功率波动问题日益凸显,而通过制定插入式电动汽车（plug-in electric vehicles, PEVs）的合理充放电策略,可为平衡功率波动和调节系统频率提供有效支撑。文章针对含风电的微网功率波动问题,提出了基于电动汽车参与意愿度和效用函数最大的PEVs协调运行模型,并基于一致性理论设计了PEVs分布式充放电控制方法。所提方法以完全分布式方式最优调整PEVs充放电功率,可有效平抑风电功率波动,并能满足PEVs日常多种充电场景需求,包括PEVs随机到达时间和启程时间、电池荷电状态随机初始值和目标值。最后通过含有5个风电场和2 000台PEVs的微网进行验证,仿真结果表明所提PEVs协调运行模型和分布式控制方法可灵活满足规模化PEVs的充放电需求,并可有效改善微网系统的频率响应特性。     

协调大机大网运行 提升节能减排水平

从电网运行的角度探讨了电力体制改革中网厂协调的重要性以及两者的关系。基于大机组的定义,研究了大机组的运行特性以及对现代电网的影响。从电网运行实际出发,提出了大机组与大电网协调运行的研究重点,对各省、市电网运行具有指导意义。     

电力系统机网协调分析

机网协调是保障电力系统安全稳定运行的重要问题。为此,对汽轮机控制系统引发的低频振荡,发电机组超速保护与低频减载的协调控制,电力系统次同步振荡等典型的机网协调问题进行分析。分析结果表明,加强机网协调问题的研究,对于防止低频振荡、保证频率稳定和汽轮发电机组轴系安全都是非常必要的。     

住宅直流微网供电技术研究现状

随着分布式能源发电容量的不断增长,分布式能源并网带来的电能质量和电能损耗问题日益严重,在配电网中采用直流配电可有效缓解这一问题。近年来由于电力电子技术的快速发展,交直流变流器、DC/DC换流器的工作效率和额定容量大幅提升,降低了直流供电系统的网络损耗。同时,家用电器对直流电源的兼容性亦不断提高,住宅直流供电技术将成为未来的研究和发展趋势。总结了国内外对住宅直流供电技术的研究现状,分析了住宅直流微网的优势和可行性,提出了1个典型的住宅直流微网系统模型,分析了在构建该模型过程中涉及到的电压等级的确定、供电组网模式的选择、系统的控制与保护设备等问题,给出了相应的参考解决方案,并对住宅直流供电技术的发展提出了几点展望。     

广东中珠电网电磁解环运行的机网协调方案

介绍广东中珠电网解环方式下的稳控系统控制策略。并基于频率动态特性分析,对系统进行仿真计算,得出稳控系统动作对中珠电网频率变化的影响,提出相关机组OPC、高频切机,低频解列、低频减载等措施协调配合的整定原则。     

光伏直流微网协调直流电压控制策略的研究

直流微电网是新能源发电接入常规公用电网的一种有效方式,并以其显著的优势成为微电网技术研究的一个新方向。本文以光伏发电系统、储能系统、交直流负荷组成的直流微电网为研究对象,在分析该直流微电网运行状态的基础上,提出了直流电压协调控制策略。该控制策略根据直流电压的变化量以及蓄电池的荷电状态SOC(State of Charge)自动协调各换流器的工作状态,从而实现了在各种运行工况下直流微电网内的有功功率平衡,达到了维持直流母线电压稳定的目的。最后,在Matlab/Simulink仿真环境下进行了仿真实验,结果验证了该控制策略的有效性。     

互联直流微电网多模式协调控制策略

由于各种可再生能源接入渗透率不断提高,互联直流微电网作为一种新型多微电网集群架构,受到了广泛关注。针对互联直流微电网对系统电压稳定以及自主功率分配的要求,考虑到储能虚拟容量和变流器容量限制,提出一种基于电压分区的互联直流微电网多模式协调控制策略。该策略首先在分析互联直流微电网结构的基础上,考虑分布式电源和负荷的波动,将系统调压模式分为并网调压和自治调压。其次在并网和离网状态下,通过实时监测直流电压信息,保障系统各单元在不同电压分区之间的平滑切换,并通过自适应下垂控制实现自主功率均衡分配,满足系统对各单元即插即用的要求。最后利用PSCAD/EMTDC验证了不同运行状态下系统协调控制策略的有效性。     

基于直流微电网的混合储能协调控制策略仿真研究

针对直流微电网中光伏发电单元出力的波动性和间歇性造成系统内部功率不平衡的问题,混合储能系统可以同时发挥蓄电池高能量密度和超级电容高功率密度的优势,根据直流母线电压进行混合储能单元间的协调控制策略。该策略将直流母线电压进行分层控制,采用四个电压阈值共分成五个控制区域,以直流母线电压为信息载体,决定储能系统的运行状态,实现对混合储能单元的充电、放电模式间自主切换。电压分层控制有效地避免了蓄电池由于电压波动而频繁进行充放电切换,从而延长了电池的使用寿命。最后,MATLAB/Simulink的仿真结果验证了所提控制策略的可行性。     

基于母线电压分层的直流微网系统协调控制

在直流微网系统中,各分布式单元通常以分散的方式接入直流母线,而分布式电源和负荷易受到外界环境影响,从而影响直流微网母线电压稳定性.因此设计一种基于母线电压分层的直流微网系统协调控制策略,构建以光伏发电为主的直流微网系统结构,将母线电压划分为5个层级,针对不同层级对应的运行模式,研究分布式单元运行方式及其控制策略,最后通...     

考虑碳税策略的微网与常规机组协同运行

在考虑碳排放限制情况下,研究微网和电网中常规机组的协同和非协同运行情况,建立了碳税和经济效益双层优化Stackelberg博弈模型。结合Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件、Big-M法和强对偶理论将双层优化问题转化为一个单层混合整数线性问题(MILP),并采用MILP软件求解。针对协同运行情况,提出了一种基于风险因子的改进Shapley值法对常规机组和微网进行收益分配,并与非协同运行情况进行比较。算例分析了碳排放限制对微网和常规机组协同和非协同运行时收益的影响,结果表明,通过合理的碳税政策和收益分配,可以保证微网和常规机组协同运行的积极性和稳定性,使双方的收益提高,同时减小碳排放,实现低碳经济发展。     

喷口型式对煤层气扩散燃烧影响的数值模拟

通过数值模拟方法比较了3种不同型式喷口对低浓度煤层气燃烧过程的影响。结果表明:燃气喷口周向均匀布置时,喷口出口处形成稳定的中心回流区,煤层气着火提前,尾部出口烟气中可燃成分少,燃烧效率高。并对燃气喷口与燃烧空间中心之间距离进行了优化分析,结果表明当间距从15mm增大到45mm时,回流区的尺寸与强度均增大,但间距增大到30mm以上后,继续增大间距对燃烧的影响减小。     

基于直流母线电压信号的直流微电网协调控制

对于以可再生能源发电为主的微电网系统,直流微电网以显著优势成为新的研究热点。针对目前已有直流微电网控制的不足,采用了基于直流母线电压信号（ＤＢＳ）的协调控制策略,简化了控制结构,避免了通信线路的建设;完善了系统结构,加入对微型燃气轮机的控制;对直流微电网的运行模式进行了分析,设计了各分布式电源的优先级别和输出特性,实现了运行模式之间的平滑切换;最后在Matlab/Simulink中搭建了直流微电网仿真模型,对其在各种运行状态进行了仿真验证,结果表明所采用的控制方法能够实现直流微电网的协调控制。     

基于控保协同的环形直流微网单端测距保护技术

目前,直流微网的保护方案大都依赖于线路两端直流断路器的快速开断能力与通信设备的可靠性,然而现阶段直流断路器成本高昂,且线路两端通信将会大大增加直流微网的建设运行成本。基于以上背景,文中以四端环形直流微网系统为研究对象,提出了一种基于控保协同的单端测距式保护技术。该方法分为故障控制与保护实施2个阶段。在故障控制阶段,通过改变电压源型换流器(VSC)自身以及外加可控元件的主动控制策略,使直流线路故障电流为零;在保护实施阶段,基于采用主动控制后VSC直流侧输出电压的周期性(20 ms)与电力电子元件的可控性,构建VSC与故障点的唯一回路,然后基于传统RL算法即可实现单端无差故障定位,接下来会出现线路电流持续过零,在此基础上,通过快速隔离开关实现故障隔离。该方法基于控保协同思想,消除了环网系统单端故障测距中对端电流的干扰,且线路两端无需配置直流断路器,仅利用快速隔离开关与故障控制策略进行时序逻辑上的相互配合即可实现故障隔离。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建四端环形直流微网系统模型,验证了该控制和保护方案的有效性。     

掺烧劣质煤对机组运行影响的分析

根据现场数据,对两种不同种类的劣质煤与设计煤种分别按照1∶1、1∶2、1∶3、1∶4的4种不同比例掺烧的情况进行热力计算,对比分析了其对锅炉受热面、制粉系统出力、锅炉运行效率、炉膛结渣的影响,得出各种情况的最佳掺烧比例。对现场运行具有一定的指导意义。