风电-抽水蓄能联合系统的优化运行模型

拟定了风电-抽水蓄能联合系统3种可行的运行方案:全部风电供给抽水蓄能电站抽水;根据电网容量和风电场出力情况,部分风电直接输入电网,其余风电供给抽水蓄能电站抽水;风电全部直接输入电网.建立了风电-抽水蓄能联合系统的优化运行模型,计算得出了常规发电厂稳定运行的最小容量以及含一定容量风电的电网所需的抽水蓄能电站装机容量,建立了经济评价模型,根据综合经济评价结果,优选出了风电-抽水蓄能联合系统的最佳运行方案.     

双碳背景下抽水蓄能在山东省的发展前景与规划建议

近年来山东电网快速发展,新能源发电容量占比不断增高,"外电入鲁"规模不断扩大,在"双碳"目标下,系统调峰能力和电网安全面临严峻考验.在分析山东电网现状的基础上,从调峰填谷、新能源消纳、调频、黑启动等方面,阐述抽水蓄能电站对山东电网运行的作用以及抽水蓄能在山东进一步发展的优势.通过调峰平衡分析预测,考虑现有泰山抽水蓄能电站以及沂蒙、文登抽水蓄能电站投产后,山东电网在2025年还需要新增2200 MW抽水蓄能装机,到2030年还需新建抽水蓄能6000 MW;同时综合考虑山东电网的特点,推荐优先发展鲁中、胶东等地抽水蓄能建设.     

用随机生产模拟方法计算抽水蓄能电站的节煤效益

应用随机生产模拟理论,建立了等效电量函数法分段模型,从抽水蓄能的主要功能－调峰填谷作用以及较高的可靠性出发,以安徽琅琊山抽水蓄能电站为例,首先对抽水蓄能电站在电力系统中运行产生的节煤效益进行了计算和评价,然后对抽水蓄能电站最优运行方式进行了研究,从而证明了随机生产模拟方法的实用性,并由此得出了抽水蓄能电站的最佳运行方式。     

涌流抑制器在抽水蓄能电站的应用研究

抽水蓄能电站可将电网负荷低时的多余电能,转变为电网高峰时期的高价值电能,还适于调频、调相,稳定电力系统的频率和电压,且宜为事故备用。由于抽水蓄能机组作为水泵工况运行时,变压器空载合闸时会因电压骤增而引起数值客观的励磁涌流,可能导致变压器继电保护的误动。本文主要阐述抽水蓄能机组采用SID-SYL型涌流抑制器,解决变压器空载合闸时引起励磁涌流的难题,保证抽水蓄能机组安全运行。     

电力市场背景下抽水蓄能电站交易机制设计

抽水蓄能电站具有运行灵活、反应迅速、清洁低碳等特点,可以为电力系统中提供调峰、填谷和备用电源等多种优质的辅助服务。目前中国已有河北、山东等省份开展了抽水蓄能电站抽水电量招标采购等市场化交易。随着各试点省份现货市场的逐步建立,抽水蓄能电站的市场化交易有待进一步完善提升,并形成常态化交易机制,以提升抽水蓄能电站的运行效益。对比总结了中国外抽水蓄能电站的运营模式和电价机制;针对中国现有政策机制下抽水蓄能电站运营面临的问题,提出了电力市场背景下抽水蓄能电站参与市场交易的具体方案;并以浙江省为例,进行了模拟测算。结果表明,抽水蓄能电站市场化交易机制对于引导抽水蓄能电站参与市场交易获取合理收益,提升电力市场环境下抽水蓄能电站运营效益,促进抽水蓄能电站长期健康发展具有积极意义。     

抽水蓄能电站区域负荷频率控制

针对电网规模的日益扩大,区域内电站的组成结构越来越多样化,非线性环节对电网调频的影响日渐突出这一现状,建立了考虑死区和发电速度限制等非线性条件下的两区域负荷频率控制模型以及抽水蓄能电站的两段式模型,并将抽水蓄能电站加入区域负荷频率控制模型中.设计了一个模糊逻辑控制器,并与传统的积分控制器进行比较.仿真结果表明,模糊逻辑控制器具有更好的矫正性能,改善了二次调频的动态响应,提高了控制效果;加入抽水蓄能电站后,电网频率恢复速率加快,调频能力得到很大提高.     

抽水蓄能电站对电网电压稳定性影响的分岔研究

针对含抽水蓄能电站的3节点系统模型,运用数值分岔软件MATCONT进行电压稳定分岔分析,结果显示存在Hopf分岔点和鞍结分岔点.在含抽水蓄能机组的系统模型中,发现在Hopf分岔点时系统会振荡失稳.研究抽水蓄能电站的延相与进相运行两种运行方式,发现延相运行延迟了Hopf分岔和鞍结分岔,并且提高了电压水平;进相运行使Hopf分岔和鞍结分岔提前发生,并降低了电压水平,不利于系统稳定.     

双馈式抽水蓄能机组功率调节仿真与控制

为了研究双馈式抽水蓄能机组在电网功率调节中的作用,该文建立了抽水蓄能电站水-机-电耦合的水力过渡过程计算模型,并基于定子电压定向矢量控制策略,建立了双馈感应电机(DFIM)功率控制系统,对300 MW双馈式可变速抽水蓄能机组并无穷大电网运行时功率调节过程进行了研究,与采用电励磁同步电机的常规定速机组进行了比较。仿真结果表明:可变速机组双馈感应电机可以通过调节励磁电流直接对定子有功功率进行调节,定子有功功率可以快速跟随功率指令的变化;而定速机组电机输出功率为水泵水轮机的机械功率,依靠导叶开度对流量进行调节来实现功率控制,由于引水、尾水管道较长,流量变化需要较长时间,导致定速机组输出功率调节所需时间较长。     

风电-抽水蓄能电站联合运行的多目标优化

为了充分利用风能,改善风电场的功率输出特性,建立风电场-抽水蓄能联合供电系统的优化模型.以联合运行系统的效益最大和输出功率平滑为优化目标,采用多目标克隆选择算法,对模型进行求解和仿真分析.通过优化计算使风电-抽水蓄能联合运行系统在提高运行效益的同时,输出功率得到平滑.应用风电场功率预测技术,通过上述优化,可以得到预测日...     

抽水蓄能电站应急排水多目标优化方法及算例分析

随着抽水蓄能电站布局范围和建设规模的扩大，地下厂房水患威胁日益严重。针对水淹厂房事故场景下无法快速有效排水的问题，该文提出了一种抽水蓄能电站应急排水多目标优化方法。结合电站工程特点，建立了分阶段串并联综合应急排水方法。以最小化排水时间和装备运行成本为目标建立多目标优化模型，采用非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)对各阶段排水流量求取最优解。以某抽水蓄能电站为例开展研究，得到了有凸的Pareto最优前沿，应急排水时间最短约为52 h,装备运行成本最少约为138万元，同时给出了最优解对应的各阶段排水流量。结果表明，该方法能够合理推荐抽水蓄能电站应急排水方案，提高电站水淹厂房事故的应急处置水平。     

面向光伏消纳的光伏-废弃矿井抽蓄-蓄电池联合发电系统优化调度策略

 为提高光伏消纳能力,构建了一种含废弃矿井抽蓄-蓄电池混合储能的联合发电系统。针对联合发电系统,分别研究了光伏、废弃矿井抽蓄电站及蓄电池的数学模型,引入弃光成本,提出了以联合发电系统总运行成本最低和光伏消纳量最大为目标的优化调度模型,结合功率平衡约束、废弃矿井抽蓄电站运行约束、电池储能运行等约束,利用CPLEX优化工具实现调度模型最优解求取。通过算例,对系统在光伏-废弃矿井抽蓄、光伏-电池储能和光伏-废弃矿井抽蓄-电池储能3种不同调度方式下的光伏消纳效果进行对比,结果表明,本调度策略可以达到系统运行成本最优、降低弃光的效果。     

考虑储能装置容量安全差值的日前优化调度

为应对新能源出力的不确定性,提高储能装置在电力系统中应用的灵活性尤为重要。为此,本文根据实际生产活动,提出一种储能装置的初始时刻和最终时刻容量设置安全差值的优化方式。在此基础上构建火电、风电、光伏、抽水蓄能机组和蓄电池共同参与的日前优化调度模型。该模型以发电侧成本最低为目标,将水库和蓄电池的初始时刻和最终时刻容量设置一定的安全差值。最终运用混合整数线性规划法,借助CPLEX求解器,对该模型进行求解,得到各类机组的出力情况。结果表明：该优化方式能够进一步提高储能装置灵活性和新能源消纳率,降低运行成本。     

光伏并网发电系统中公共连接点的电压调节

光伏并网发电系统通常应用于薄弱电网末端,输出功率的随机性会造成并网点处电压波动。利用光伏自身无功调节可抑制电压波动,为分析抑制效果,本文推导出光伏并网发电系统输入电网的有功、无功功率调节范围。当光伏无功调节效果不满足国标要求时,使用超导储能动态电压恢复器（DVR）维持公共连接点（PCC）电压的稳定。本文采用了PCC电压外环,电容电流内环的双环控制策略,结合空间矢量脉宽调制（SVPWM）对变换器进行控制,仿真结果表明超导储能动态电压恢复器可快速稳定公共连接点电压。     

光伏并网发电系统中公共连接点的电压调节

光伏并网发电系统通常应用于薄弱电网末端,输出功率的随机性会造成并网点处电压波动。利用光伏自身无功调节可抑制电压波动。为分析抑制效果,推导出光伏并网发电系统输入电网的有功、无功功率调节范围。当光伏无功调节效果不满足国标要求时,使用超导储能动态电压恢复器(DVR)维持公共连接点(PCC)电压的稳定。采用了PCC电压外环,电容电流内环的双环控制策略,结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)对变换器进行控制。仿真结果表明超导储能动态电压恢复器可快速稳定公共连接点电压。     

储能辅助电网参与调频的控制策略研究

目的 研究储能电站在风光发电情况下保持电力系统稳态的调节原理与方法,并在此基础上设计了一种虚拟同步发电机三级模型用有源支持控制方式辅助火电机组维持电网频率稳定的主动支撑控制策略。方法 利用储能电池快速响应的特性,建立储能系统,对储能换流器的控制进行改进,在传统的控制架构的基础上改进为在电压中加入虚拟阻抗的外环调节器和基于准PR控制器的电流内环控制,深入分析控制策略的原理和同步发电机的对应关系。结果 随着新能源渗透率越来越高,在储能电站并网参与频率调节的情况下,频率波动的次数变少。结论 控制方法可以给新能源发电系统带来一定的惯性和阻尼,从而增强了系统的稳定性,并且证明了储能电站参与电网调频的必要性和可实施性,为储能电站的分布和储能电池的容量配置提供了一定的实际的参考意义。     

上池下库循环,绿水青山常在——抽水蓄能技术应用与发展

 电力系统需要配置大容量的储能装置,补偿功率变化,适应新能源的大规模发展。更重要的是,近年来电力负荷率较低、负荷波动较大,需要对负荷进行调整。在电力系统中配置适当规模的抽水蓄能,是解决当前风电等新能源大规模发展对电网安全稳定影响问题的最佳选择。分析了抽水蓄能技术的基本原理和特性,阐述了抽水蓄能技术发展的新趋势。介绍了可变速抽水蓄能技术,探讨了双馈方式和全功率方式的整体结构,并提出了在不同模式下的控制策略,分析了新型特殊抽水蓄能电站的构成、技术挑战和解决方案。     

考虑新能源场站动态减载调频的电力系统调度研究

针对新能源能源大规模并网背景下系统调频能力不足的问题，提出一种考虑新能源场站动态减载参与系统调频的电力系统调度方案。考虑到新能源与同步机组的调频配合，将新能源场站作为控制对象，使其通过动态减载的方式动态设置调频备用，对考虑新能源场站动态减载设置调频背景下的频率约束进行分析，并在此基础上推导了考虑新能源场站动态减载参与系统调频的电力系统调度模型。最后，采用基于改进的IEEE RTS 24节点系统算例的计算结果表明，新能源场站动态减载设置调频备用参与系统调频，能够提高系统调频能力，在保证系统稳态频率偏差不越限的基础上，提高新能源的消纳能力，提高系统整体运行的经济性。     

电动汽车负荷聚类及参与电网一次调频控制策略

为解决风力发电、光伏发电等分布式电源出力波动和大规模负荷入网造成的频率波动问题,电动汽车在(The electric car)热备用条件下基于V2G技术,以电动汽车作为调频手段,研究电动汽车负荷聚类参与电网一次调频控制策略。根据电动汽车快速响应性能对电动汽车负荷聚类,采用聚类算法将电动汽车负荷分组对不同调频容量分配。当系统频率发生变化时,以实现电动汽车参与电网一次调频响应。仿真结果表明：当电网频率波动时,电动汽车参与电网一次调频,使得电网频率能够很快向稳定状态恢复。本文所提电动汽车负荷聚类参与调频控制策略是有效的。     

基于储能与氢气发生器的光伏并网功率控制

考虑光伏发电具有间歇性,用蓄电池储能系统和氢气发生器来调节并网功率,以提高光伏并网运行的稳定性.在光伏发电系统中安装一个高纯度氢氧发生器来产生氢气.用PSCAD/EMTDC对具有储能单元的光伏发电系统进行了建模和仿真.结果表明:在光照强度变化的情况下,采用四象限变流器控制的蓄电池储能系统能够快速平滑光伏发电系统输出的有功功率的波动.