源网荷友好互动系统下的精准切负荷应用

文章结合2019年新能源装机容量数据,在源网荷系统下多角度说明了应用精准切负荷系统的必要性和优势。精准切负荷系统具有响应快、选切目标明确等特点,极大地提高了电源和负荷协调互动能力。     

基于网荷终端的用户低压负荷紧急控制

目前安装网荷终端的用户可切负荷集中在10 kV以上,在紧急切负荷时把很多重要的低压400 V负荷同时切除了。为进一步减少紧急切负荷对用户生产的影响,通过对现场用户400 V负荷性质、容量、设备的调研,提出了符合现场用户特点的设备改造负荷接入方案。针对400 V负荷精细化采集、快速控制的需要,及现场实施的可行性、经济性要求,设计了针对集中式和分散式两种类型用户的400 V负荷快切方案,并完成了现场用户试点实施。通过研制一种基于面向通用对象的变电站事件通信(generic object oriented substation event,GOOSE)的网荷子单元,对方案进行优化改进,使其满足了紧急切负荷的动作快速性要求。     

源网荷用户400 V紧急切负荷控制的实现

目前源网荷用户的可切负荷集中在10 kV以上,在紧急切除用户中压侧负荷的同时也把很多重要的低压400 V负荷切除了,对用户生产仍造成了一些不利的影响。为此,根据现场400 V负荷设备的采集控制要求,提出了符合现场用户特点的设备改造负荷接入方案。针对400 V负荷精细化采集和快速控制的需求,兼顾工程实施的可行性和经济性,设计开发了一种基于GOOSE通讯的网荷子单元的400 V负荷快切方案,并完成了现场用户试点实施。根据应用效果,对网荷子单元进行了改进,使400 V负荷的切除延时减少到最小,满足了切负荷的快速性要求。     

基于网荷智能互动的精准切负荷策略

随着网荷智能互动技术的发展,电网侧和负荷侧的联系与互动逐渐加深。从网荷互动出发,通过综合电网频率和电压来整定功率缺额和切负荷轮次。针对传统智能算法收敛速度慢、易陷入局部最优解等问题,提出了改进萤火虫算法以提高搜索的速度与全局寻优能力。在此基础上,以实际切负荷量最小为目标,计及电网实时频率和电压等约束条件,提出了优化切负荷策略,有效提高电网负荷紧急控制的精益化水平。以某地区实际电网为例,仿真结果表明所提策略能够有效提高紧急情况下切负荷动作的快速性与精确性,保证电网的安全稳定运行。     

基于小区源-储-荷协同的微网多能协调控制策略

小区光伏配备的储能装置容量有限且运行模式单一,不能充分发挥储能作用。文中将天燃气储气备用、空调可控负荷产生的虚拟储能与储能装置一起组成储能系统,提出使储能系统在光伏平抑波动、电网有功功率波动和峰谷电价套利3种模式下协调运行的控制策略。在光伏平抑波动和电网有功功率波动模式中,利用小波包分解得到虚拟储能输出功率参考指令,根据空调、燃气管道等状态信息得到虚拟储能输出功率,储能装置根据荷电状态选择性地作为虚拟储能的后备。峰谷电价套利模式中,利用储能装置空闲时段并结合分时电价信息进行充放电控制。3种模式协调运行,可实现小区源-储-荷能量管理。在Matlab中仿真不同模式组合下储能系统的输出功率,验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

适应特高压电网运行的江苏源网荷毫秒级精准切负荷系统深化建设

通过对2019年年底华东特高压网架特征和华东电网频率控制必要性的分析,计算得出江苏电网可切负荷容量需求。根据江苏电网负荷特点,结合江苏电网已投运的全国首套源网荷友好互动系统建设运行情况,提出深化建设方案。将电厂不影响机组发电出力的辅机负荷纳入源网荷精准控制范围,提出一种适应大规模、多类型负控终端毫秒级响应的分层分区通信架构,通过技术方案比较将系统总体架构优化为控制中心站、控制主站、控制子站及控制终端4个层次。深化建设方案对于电网进一步推广和加强建设源网荷毫秒级精准切负荷具有借鉴意义。     

基于风电消纳能力态势划分的源荷储系统分阶段优化策略

仿照电力系统在不同运行条件下有着不同的运行状态,提出解决风电消纳的三态划分法。根据弃风量的多少及其变化趋势,将包含储热、电储能和柔性负荷的热电联产系统划分为正常状态、警戒状态和紧急状态。已知系统运行状态,建立不同状态下的源荷储分阶段优化调度模型,并采用粒子群优化算法对模型进行求解。算例分析表明,正常状态下由于柔性负荷和储热装置的参与,减小了系统的调峰压力,降低了运行成本;警戒状态下电储能设备与风电场建立了一种能量互补关系,实现了平抑风电功率波动的目标,有利于系统的安全稳定运行;紧急状态下储热系统将弃风电能转化为热能,在满足用户热需求的同时,将多余热量储存起来,实现能量的高效利用。     

基于TRNSYS的气候变化下“冷-热-电”联供系统运行优化

气候变化导致的极端天气给建筑负荷和冷、热、电联供(combined cooling heating and power, CCHP)系统供能策略带来很大的影响,以上海市某医院为主要研究对象,采用PRECIS软件预测该地区2025至2100年的温度变化,利用TRNSYS软件搭建医院能耗模型计算气候变化影响下的全年逐时负荷,构建了考虑负荷变化影响的“冷-热-电”联供系统运行优化模型,最终生成适应气候变化的供能系统运行方案。负荷预测结果表明,极端高温现象导致建筑的冷、热负荷呈现波动变化趋势,可能造成供需失衡,即夏季高温制冷不足和冬天暖冬供暖过剩的问题。与传统优化模型相比,该模型生成的系统协同运行方案可以增强用户体验,实现降本增效。     

计及电/热柔性负荷的区域综合能源系统储能优化配置

柔性负荷调度是优化负荷曲线、减少设备容量、促进可再生能源消纳的重要手段。考虑热网的传输延时性以及用户对温度感知的模糊性,建立了热力柔性负荷模型。同时考虑可平移负荷、可转移负荷、可削减负荷3类电力柔性负荷,以包含投资、运行、补偿成本的系统总成本最低为目标函数,建立区域综合能源系统储电、储热设备优化配置模型,并采用LINGO商业软件进行仿真分析,得到各个设备的最佳出力以及储能设备的最优容量。算例结果表明,相比于未考虑电/热柔性负荷的场景,电/热柔性负荷的参与能够优化电/热负荷曲线,减少储能设备的容量,增强区域综合能源系统的灵活调节能力,降低能耗以及储能设备的投资费用,使系统的经济性达到最优。     

含电-热-冷-气负荷的园区综合能源系统经济优化调度研究

综合能源系统是实现各能源系统间有机协调优化的重要途径。剖析电-热-冷-气4个子系统,构建以建设运行总成本为目标的园区综合能源系统经济优化调度模型;其次,利用非线性问题处理办法将所构建的调度模型转化为混合整数规划问题;最后,基于子系统独立运行和耦合调度的2种场景,结合分时电价调用混合整数规划软件对模型进行求解。结果显示,相对于独立运行方式,各子系统耦合调度运行能够灵活组合各能源转换设备,大大降低系统外部购能和系统总成本。     

基于遗传算法的太阳能和天然气互补冷热电联供系统优化

冷热电联供系统将一次能源和可再生能源综合利用,在实现能源高效利用的同时,满足用户的冷热电需求.设计了一种耦合天然气和太阳能的冷热电联供系统,并对系统建立了数学模型,最后以北京某建筑为例,运用遗传算法,采用线性加权的方法对所设计的系统进行了系统配置和评价方法的优化分析.结果表明,当兼顾经济、能源及排放3方面的性能时,冷热...     

基于无锁相环的虚拟同步发电机离并网切换控制策略研究

针对微电网并网时的电流冲击、电压畸变、功率振荡的问题,提出了一种基于无锁相环(PLL)的虚拟同步发电机（VSG）离并网切换控制策略。建立了VSG的控制模型。然后,在离并网切换的过程中,设计了一种无PLL的预同步控制单元,省去了PLL环节,避免了PLL对系统控制精度以及响应速度的影响,简化了控制算法,缩短了预同步的时间,加速了离并网切换过程。同时直接将角频率差值反馈回功率环,避免了Δθ符号跳变对控制过程产生的影响,并引入了积分抗饱和环节以加速调节恢复过程。最后进行了仿真验证,验证了该控制策略的可行性。     

基于GA-BP神经网络冷热电联供系统的负荷预测

适用性强且准确度高的冷热电负荷预测方法能更好地为机组设备选型提供可靠依据,从而整体提升系统综合效率。针对传统BP神经网络局部过优化、预测误差较大等问题,将遗传算法与BP神经网络相结合,提升预测准确性和可靠性。为了验证GA BP神经网络预测方法的合理性,分别采用两种方法对铁岭某园区冷热电负荷进行预测,结果证明改进后的预测方法误差更小、贴合性更高。     

基于冷热电联供的多园区博弈优化策略

园区一般涉及冷、热、电等多种能量流的生产、转换和使用,通过利用冷热电联供综合能源系统可以有效提高能源利用率、缓解能量供应压力。考虑动态电价机制下园区用电价格受市场需求影响,不同利益主体间存在博弈竞争关系。鉴于此,建立了基于冷热电联供的多园区非合作博弈优化模型,各园区以日运转成本最小为目标函数和其他园区共同参与博弈,同时考虑联供系统各单元出力、储能设备等约束条件,实现园区多能流互补协同优化。最后,以某地区三个园区的冷热电能流协调优化控制为例进行了仿真分析,算例结果表明所建立的博弈优化模型能合理分配联供系统出力及购电功率,不仅可以降低园区日运转成本,而且可以降低电网负荷峰谷差。     

基于模式切换的岸电电源控制策略研究

为了实现船舶接入岸电后对负载的不间断供电,提出一种基于模式切换的岸电电源控制策略,即岸电电源采用P/Q控制实现负载转移后,其控制方式切换为V/f控制给船舶负载单独供电.同时,在负载转移期间,提出一种通过调节岸电电源有功电流变化率来抑制系统频率波动的策略.仿真结果表明基于模式切换的岸电电源控制策略可较好地实现负载的不间断供电,且电压、电流等指标符合要求.     

分布式冷热电联供系统负荷随机模糊建模

基于天然气的冷热电联供(CCHP)系统负荷随机性和模糊性共存,有效提取其不确定特征对CCHP系统优化调度运行有重要意义。文中提出一种分布式CCHP系统负荷随机模糊建模的方法。首先基于CCHP系统冷热电负荷历史数据,发现其可以用n阶正态分布加权和方法描述其概率分布特征,并获得电负荷与冷热负荷的概率密度函数,进一步分析该函数的参数,可知其不具有完全的统计性质,因而具有认识意义的模糊性,通过对参数的隶属函数和机会测度函数特征的提取,从而定义电负荷与冷热负荷为随机模糊变量;其次分析电负荷与冷热负荷两类变量之间的耦合特性;最后结合随机模糊模型及各类负荷间的耦合特性,提出了CCHP系统接入电网负荷随机模糊建模方法及其相应建模步骤。湖南省某市接入10kV的CCHP系统的历史负荷数据样本仿真结果验证了该模型的有效性和正确性。     

基于自适应混沌粒子群算法的冷-热-电联供系统调度策略

为进一步提高新能源在冷-热-电联供系统(combined cooling heating and power system,CCHP)中的供能比例,在传统CCHP的基础之上,引入新能源供能技术,构建了一种高比例新能源接入的冷-热-电联供系统(high proportion of new energy access combined cooling heating and power system,HPNE-CCHP)。为了使系统运行更加经济,以HPNE-CCHP系统的总运行成本为目标函数,搭建了混合整数经济调度模型,提出一种自适应混沌粒子群算法(adaptive chaotic particle swarm optimization,ACPSO)对模型进行求解。以中国北方某楼宇为例,构建了HPNE-CCHP系统,将所提模型及求解算法应用于该建筑的典型日的实际算例中,并与不含太阳能供热的CCHP系统进行了对比。仿真结果表明,该模型可以有效对系统进行调度,提高新能源的利用效率,使系统以更加经济的方式运行。     

医院冷热电联产系统的改造方案研究

提出了医院冷热电联产系统的改造方案,采用旋流喷嘴喷雾冷却的方法冷却燃气轮机进口空气的温度至最佳工况点,该改造方案初投资小,简易可行,又能满足最优运行的要求以提高效率和经济性,从长远来看,能收到良好的经济效益.     

基于能量管理系统的广域备用电源自动投入装置控制策略研究

针对110 kV电网站端的备用电源自动投入(以下简称备自投)装置在实际运行中存在的问题,在基于能量管理系统(energy management system,EMS)的广域备自投控制策略中提出了10 kV单母线分段、双分段四母线备自投,110 kV线路、站间备自投的启动判据和动作逻辑.对备自投装置之间、站端备自投与广域...