水风光多能互补运行中多主体损益关系分析北大核心CSCD

在多能互补运行模式下,以水电为主的灵活性电源为配合风光消纳,常需要双向调峰,导致其原有的运行方式发生显著变化,使得不同发电主体间的损益关系十分复杂。如不能有效厘清各主体损益关系并提出补偿机制,将难以发挥不同类型电源参与一体化运行的积极性。本文以雅砻江下游清洁能源基地为研究对象,选取四季典型日,设置3种水风光运行情景,分析不同季节不同情景下各电源主体的损益指标,量化了各主体的损益关系。结果表明:多能互补运行模式下,水风光系统总效益明显提升(情景2、3效益分别增加13.46%和13.44%)、风光效益增量显著(情景2、3效益分别增加123.27%和145.99%),而水电因补偿风光导致其效益损失(情景2、3效益分别减少0.33%和3.21%)。     

“风光水”互补发电系统的调度策略

已有的可再生能源发电调度策略的研究成果大多针对单一风能或太阳能以及“风光”、“风水”互补发电系统,较少涉及到综合了“风光水”3种能源的互补发电系统。为此,提出了“风光水”互补发电系统的调度策略,在综合考虑了投资、系统运营成本、环境治理等因素,以及孤网、并网这2种运行方式的前提下,建立了最低成本的优化模型。在此基础上,提出了“风光水”互补发电系统的调度策略,实现了“风光水”这3种新能源输出功率的最佳配置,相关仿真结果验证了上述调度策略的可行性。研究表明,最优运行和调度策略可以评估系统在不同运行方式下的经济性能,提高互补系统的可靠性和灵活性。     

水风光多能互补发电调度问题研究现状及展望

以水风光为主的可再生能源在过去二十年实现了前所未有的发展,未来也将是中国构建清洁低碳能源体系的核心组成部分,是兑现碳减排承诺的现实选择。该文简要分析了我国清洁能源发电的发展概况及典型水风光互补实际工程,提炼总结了互补系统发电调度面临的关键问题,包括大规模风光电站群以何种形式参与调度、间歇性时空发电规律如何描述、风光电站群与水电站群在长期、短期等时间尺度上如何协调运行;针对这些问题系统综述了国内外水风光互补协调研究方法及特点,并从风光电站集群汇聚、集群出力描述、及集群模式下水风光互补系统长期、短期协调建模与求解思路,阐述了技术实现过程,期望为我国多能互补工程实际运行提供切实可用的技术手段,助力“碳达峰、碳中和”目标。     

考虑短期互补的水光发电系统中长期优化调度北大核心CSCD

为解决水光发电系统在送电通道中的电量消纳与功率波动问题,从保障电网稳定的角度出发,提出水光沉浮互补法对光电随机波动性进行逐次补偿,同时整合电量与出力互补信息,进而通过电量信息识别短期损失电量与波动补偿电量,根据出力信息拟定短期互补过程,以此为基础建立中长期消纳电量最大,考虑短期弃电与波动风险的分级调度模型。实例研究表明:相对于仅短期互补,中长期互补能够进一步调配水电的时空特性,提升长期消纳电量并兼顾短期风险,其中消纳电量相对增益与径流保证率呈单峰曲线分布关系,平水年增益最为显著,而送电稳定性相对增益则与径流保证率呈正相关性,枯水年最为明显,综合两者效果偏好,能够完善调度决策面对不同来水场景的适用性。     

一种多能互补系统优化调度通用化建模方法EI北大核心CSCD

在国家加强能源互联和多种能源优化互补背景下,针对多能互补系统优化调度建模问题,基于分层设计和面向对象的建模思路,提出了一种通用化混合整数线性建模方法。首先,按照所提分类方法,建立单装置模型;接着,利用管网模型连接处于相同能源类型下的单装置,构成多个能源子系统模型;然后,将不同能源类型间的耦合装置拆分成相应能源子系统下的供、耗能装置和不同能源端口间的耦合关系模型,利用耦合装置连接不同能源子系统,构成综合能源系统模型;在线配置系统参数和拓扑后,利用混合整数线性规划求解器进行求解,即可获得对象的优化调度计划。最后,以微网、园区多能互补这2个应用情景,通过仿真实验,验证所提建模方法的有效性及通用性。     

计及价格型需求响应的水风光互补短期调度

随着风光并网规模不断增加,仅在电源侧利用水电等调峰资源难以满足大规模风光并网需求。为此,本文在负荷侧引入价格型需求响应技术优化日负荷曲线,以源荷匹配度最高,弃电量最小为目标,建立了考虑价格型需求响应的水风光多能互补短期优化调度模型。同时为降低模型求解难度,将其解耦为两个单目标优化问题分阶段求解,最后将模型应用于金沙江下游乌东德水电站和昆明、玉溪两地风光电站互补联合发电研究中。结果表明：价格型需求响应技术对负荷曲线具有明显的削峰填谷效果,不仅可以提高水风光多能互补系统的源荷匹配程度,还能促进风光消纳,增加水风光联合总发电量。该结果论证了模型的有效性,为提高电网大规模消纳新能源提供了新思路。     

风光水多能互补系统研究展望

风光水多能互补系统利用水电机组调整速率快、水库容量灵活性可调等特点,以水电/抽水蓄能作为调节电源,因地制宜,匹配风电、光伏发电,在电源侧通过多能互补解决新能源发电波动性和不稳定性的问题。基于水电/抽蓄的快速灵活性调节,可提高风电、光伏输出电能质量,降低对电网的冲击,增加新能源并网消纳,提升水电站送出线利用率和经济效益,建立了零碳清洁能源互补系统。本文综述了风光水多能互补系统研究现状、存在的问题,并提出了未来发展趋势。     

梯级水风光网源协同日内互补调度方法研究

加快构建以新能源为主体的新型电力系统是全球能源发展趋势,也是能源高质量发展的必然选择。选取大渡河瀑深枕水风光清洁能源互补基地作为研究对象,以源荷匹配度最大和清洁能源总发电量最大为目标构建水风光日内优化调度模型,通过分层解耦降低模型复杂度,分别采用基于Sigmoid函数的PSO算法和MSPOA算法进行求解。研究结果表明,梯级水电的调蓄能力能够有效平抑风光出力波动,为电网提供稳定的高质量电力。研究对于促进建设瀑布沟清洁能源基地建设,消纳周边风光资源具有指导价值,有利于我国能源持续健康发展。     

考虑风光储互补与工作负载分配的数据中心优化调度

随着 “双碳”目标的推进,数据中心新能源微电网不断发展,为减少数据中心综合运行成本与碳排放,提出了一种考虑风光储互补与工作负载分配的数据中心多目标优化调度模式。利用风光储互补在一定程度上解决新能源出力的间歇性;利用负载分配策略,使数据中心的用能需求尽可能与新能源出力曲线相匹配,提高新能源的利用率,减少碳排放。最后通过算例分析该模式下的优化调度结果,并比较不同运行模式下,数据中心的综合运行成本、碳排放量和新能源利用率。结果表明,该模式可明显降低运行成本与碳排放并提高新能源利用率。     

考虑混蓄与纯蓄配置方式的水风光蓄互补系统调度运行对比研究

流域梯级水风光综合能源基地配建抽水蓄能构建水风光蓄互补系统,是提高风光消纳能力、加速可再生能源一体化开发的重要途径。水风光蓄互补系统因地制宜既可配置混合式抽水蓄能,又可配置传统常规抽水蓄能。针对何种配置方式更优问题,从调度运行需求出发进行了研究。首先量化分析了水风光资源的季节互补性和日内互补性。然后分别考虑配置混蓄与纯蓄,基于精细化流域梯级水电模型,以负荷跟踪偏差率最小、弃能最小、水量利用率最大为目标构建了水风光蓄互补系统短期优化调度模型,从调度运行角度探究不同抽蓄形式对水风光蓄互补系统的影响。最后,通过某流域梯级水风光一体化基地算例表明,配置混蓄相较于配置纯蓄,不同运行场景下负荷跟踪偏差率均更小、弃能均降低、水量利用率均提高,综合运行效率也得到提升,表明配置混蓄对水风光蓄互补系统调度运行的提升优于纯蓄。研究可为流域清洁能源基地、抽水蓄能规划建设及调度运行提供决策支持。     

有源滤波器参考电流的自适应检测方法

介绍了一种自适应滤波系统，用于快速准确地检测出有源江波器的参考电流，该方法采用干扰自适应对消原理实现自适应谐波及无功检测电路，具有较强的自适应性，不受负载或电网状态的变化影响，能满足有源能力滤波器对谐波及无功检测的要求，仿真结果证明了这种检测方法的有效性。     

基于集合卡尔曼滤波与相空间重构的负荷预测方法研究

提出一种基于集合卡尔曼滤波和相空间重构的组合模型来优化预测结果。对于负荷数据时间序列,首先使用延迟坐标嵌入方法对其进行相空间重构。基于局部平均法对下一时刻的负荷状态进行预测,其中最临近向量的数目采用循环迭代的方式选取,以获得对不同负荷序列的自适应性。根据无迹变换理论,对负荷预测值选取合适数量的Sigma点组成集合并使用集合卡尔曼滤波器进行数据同化,从而能够在容忍采样噪声的同时给出负荷的最优估计。以非侵入式量测方式获取河北保定市50个家庭用户的负荷数据作为训练集进行试验,给出了电热水器和空调负荷以及家庭总负荷的预测结果和误差分析。结果显示,与单纯基于相空间重构的预测结果进行比较,该组合模型具有更好的预测性能,且对分项电器负荷和家庭总负荷均具有较好的适应性。     

混合滤波系统中无源滤波器的均匀设计多目标优化方法

针对在很大程度上决定混合滤波系统整体性能的无源电力滤波器参数优化问题,提出一种基于均匀设计的多目标自适应遗传算法,其核心是基于元件标称值的高效编／解码方案,基于权值均匀生成、动态调整和Pspice仿真的多目标合成与评估方法,可提高后代质量并减少运算量的多父本均匀交叉算子．以及兼顾种群多样性和遗传进程的遗传概率自适应策略。实验结果表明,该方法仅需单次运行即可获得一组经过优化且反映多目标间均衡关系的实用化设计结果。     

基于自适应无迹卡尔曼滤波的动力电池SOC估计

针对传统无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)算法估计电池SOC时,在未知的干扰噪声条件下滤波精度较低和稳定性较差等问题,基于等效的二阶RC电路模型,提出自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented Kalman filter,AUKF)算法.在模型参数辨识的基础上,构建...     

卡尔曼滤波理论在电力系统中的应用综述

现代电力系统中,由于可再生能源输出功率、负荷变化以及其他随机过程的存在,使得系统状态参数中往往混杂着噪声,因此有必要采取适当的方法,从随机干扰的观测信号中提取有效的系统状态参数。首先对卡尔曼滤波基本理论进行了介绍,给出了卡尔曼滤波的基本过程。然后主要综述卡尔曼滤波及其扩展形式在电力系统短期负荷预测、动态状态估计、电能质量分析、继电保护、风电场风速预测、电机状态和参数估计等方面的应用。最后给出了卡尔曼滤波在电力系统中应用的相关结论及其未来发展趋势。     

Decentralized unscented Kalman filter based on a consensus algorithm for multi-area dynamic state estimation in power systems

A decentralized unscented Kalman filter (UKF) method based on a consensus algorithm for multi-area power system dynamic state estimation is presented in this paper. The overall system is split into a certain number of non-overlapping areas. Firstly, each area executes its own dynamic state estimation based on local measurements by using the UKF. Next, the consensus algorithm is required to perform only local communications between neighboring areas to diffuse local state information. Finally, according to the global state information obtained by the consensus algorithm, the UKF is run again for each area. Its performance is compared with the distributed UKF without consensus algorithm on the IEEE 14-bus and 118-bus systems. The low communication requirements and high estimation accuracy of the decentralized UKF make it an alternative solution to the multi-area power system dynamic state estimation.     

大功率混合有源电力滤波器的智能控制策略

针对传统PI控制器的比例和积分控制参数是否取得最佳值能够对滤波器滤波性能产生较大的影响,提出了一种基于智能神经网络误差补偿(INNEC)及自适应模糊PI参数整定的大功率混合有源电力滤波器智能控制方法。其中,建立了新的模糊规则并利用模糊推理对PI控制器的比例系数、积分系数进行在线修改,实现PI参数的最佳调整;在经模糊整定后的PI控制器前串接一个智能神经网络误差补偿器来有效补偿负载谐波电流与逆变器实际输出电流之间的误差。仿真和实验结果验证了该控制方法的可行性和有效性,与传统PI控制方法比较,能有效提高系统的目标跟踪能力,滤波性能更好。     

A starting method of the harmonic current compensator using a hybrid active filter for wind power generation systems with soft starters

This paper proposes a starting method of the harmonic current compensator using a hybrid active filter for wind power generation systems. The active filter (AF) in the proposed method of the hybrid power filter behaves as a resistor and reactive power compensator to suppress the inrush current and leading currents for the passive filter (PF) under the starting condition. The basic principle of the proposed starting method is discussed, and then confirmed by digital computer simulation using PSCAD/EMTDC. Simulation results demonstrate that the proposed starting method can overcome the inrush and leading currents for the PF, building up the DC capacitor voltage of the AF. IEEJ Trans 2011 DOI: 10.1002/tee.21815     

Characterization of power quality disturbances using hybrid technique of linear Kalman filter and fuzzy-expert system

This paper presents a hybrid technique for characterizing power quality (PQ) disturbances. The hybrid technique is based on Kalman filter for extracting three parameters (amplitude, slope of amplitude, harmonic indication) from the captured distorted waveform. Discrete wavelet transform (DWT) is used to help Kalman filter to give a good performance; the captured distorted waveform is passed through the DWT to determine the noise inside it and the covariance of this noise is fed together with the captured voltage waveform to the Kalman filter. The three parameters are the inputs to fuzzy-expert system that uses some rules on these inputs to characterize the PQ events in the captured waveform. This hybrid technique can classify two simultaneous PQ events such as sag and harmonic or swell and harmonic. Several simulation and experimental data are used to validate the proposed technique. The results depict that the proposed technique has the ability to accurately identify and characterize PQ disturbances.