基于知识图谱的抽水蓄能专利信息挖掘与可视化研究

抽水蓄能技术被公认为是助力实现“碳达峰、碳中和”的重要技术。为深入了解抽水蓄能的技术核心,客观探讨目前该技术的研究现状和热点问题,利用Web of science的德温特专利数据库中的抽水蓄能技术专利进行计量分析。通过知识图谱的构建并结合复杂网络分析,探究抽水蓄能技术发展过程及专利的时空分布、整体前沿技术与热点技术、专利权人间协作情况和建造抽水蓄能电站时要考虑的重要因素。结果表明：首先,抽水蓄能领域大部分技术专利来自中国,目前的前沿研究是聚焦太阳能与抽水蓄能混合发电系统、平衡网络负载和如何减少或防止功率振荡等技术。其次,机构间合作网络是无标度网络,国家电网有限公司在其中扮演着非常重要的中介角色。最后,在进行抽水蓄能电站建设时要结合地势和当地丰富的清洁能源进行具体分析,注重相关设备技术的升级换代和运营管理技术的更新。     

废弃矿井抽水蓄能面临的关键问题与对策思考

为向低碳清洁能源转型,我国风、光等新能源高速发展,新型电力系统对调节电源的需求更加迫切,抽水蓄能逐渐成为储能技术开发与利用的热点。本文在系统梳理抽水蓄能电站技术研究现状的基础上,从电站选址、库容计算、地下空间改造及安全运维四个视角分析了废弃矿井抽水蓄能电站建设面临的主要难题;从工程角度提出亟待研究解决的四项关键技术：地上水库安全性评价方法与治理技术、地下水库库容计算模型及调蓄技术、地下水库损伤变形机理及加固技术、二次开挖地下结构变形失稳机制及治理技术。利用废弃矿井遗留的大量地下空间资源建设抽水蓄能电站,有助于构建清洁低碳能源体系,增强能源供给稳定性。     

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。     

可变速抽水蓄能发电技术的应用与进展

 可变速抽水蓄能可成为电网负荷频率控制、平衡可再生能源发电出力波动的有效手段。论文在介绍可变速抽水蓄能整体结构的基础上,重点介绍了交交方式和交直交方式变频励磁单元的拓扑和构成。说明了交交方式具有器件少、可靠性高、易于大容量化等优点,但存在频率只能整数倍减小、无法实现大范围连续调节、响应速度较慢等缺点。而交直交方式具有频率可大范围连续调节、响应速度较快等特点,其性价比呈快速上升趋势。分析了机组在发电方式和电动方式时运行的变速原理和调节过程。通过发电出力与转速的关系曲线说明通过转速控制实现最佳出力的过程。通过泵类负荷输入功率与转速的关系,描述了电动方式下调节转速对电网功率调节的作用。综合考虑能量平衡、波动负荷与可再生能源发电出力跟踪控制及电压稳定控制的需求,形成参考功率。在此基础上,采用d-q解耦方法实现可变速机组有功与无功功率的控制。最后,通过电网功率调节、电压波动控制及风电功率波动抑制示例,阐述了可变速机组对电网运行的控制作用。     

我国抽水蓄能电站发展与展望

我国节能减排、能源结构调整和电力系统发展要求建设一定规模的抽水蓄能电站。分析了我国抽水蓄能电站开发潜力,以全社会电力供应总成本最低为目标,满足国家能源发展战略和电力行业发展规划,考虑各地区负荷预测、跨区电力交换、以及各类电源建设技术经济条件,提出了我国抽水蓄能电站的合理开发规模、布局、政策建议,为促进抽水蓄能电站可持续发展提供参考。     

基于鲁棒控制的光伏并网系统中抽水蓄能参与电网调频控制策略

抽水蓄能作为技术发展较为成熟的储能型式,主要参与系统的调峰、调频、调相等运行。本文针对抽水蓄能电站参与含大规模光伏电力系统中的调频运行进行研究,同时兼顾了火力发电的经济性与系统偏差调节速率,建立以综合考虑最大限度发挥抽水蓄能电站调节能力以及快速实现区域控制偏差为目标函数,以库容上下限、机组出力上下限等为约束条件的决策模型。同时提出将鲁棒控制应用于抽水蓄能参与电网调频的应用控制中,建立了火电-抽蓄联合调节的发电控制系统模型。最后,以以IEEE39节点系统为例,通过matlab仿真验证了本文提出的模型的有效性及可行性。     

广州蓄能水电厂

广州蓄能水电厂是我国第一座高水头、大容量的抽水蓄能电厂。也是世界上装机容量最大的抽水蓄能电厂。电厂一、二期工程总装机容量240万千瓦,安装8台30万千瓦的可逆式蓄能机组转速500转/分,设计水头535米,电厂的综合效率76％。     

试析抽水蓄能电厂中静止变频器的控制逻辑策略

随着电网的规模不断扩大,抽水蓄能机组在电网中显得越来越重要。抽水机组启动需要蓄能电厂中的静止变频器,这一关键技术的实现了抽水蓄能机组的可逆式同步电动发电机的启动。介绍了静止变频器的构成、工作原理以及特点,并探讨在抽水蓄能电厂中控制策略以及实际应用效果。     

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.     

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...     

抽水蓄能电站优化运行方式的混合遗传算法

在建立抽水蓄能电站优化运行方式计算模型的基础上，将遗传算法与领域问题的算法相结合：选择机组运行状态作为编码变量，使机组的运行状态与二进制遗传编码具有简洁对应关系，采用符合问题本身特点的基因面式杂交算子和改造的变异算子，使遗传操作更适应问题的求解；根据领域问题的性质及算法求解承担系统基荷的机组运行方式，使问题的规模得到有效压缩，应用领域问题求解的等微增率原理计算各个体因子所对应的运行机组间最优负荷分配方案，并以此计算了个体适应值，由于在遗传编码设计，遗传操作改造，问题规律压缩以及适应值计算几个方面融合了问题所涉及的领域知识，提高了算法的计算效率和全局搜索能力，形成一种适合于求解复杂约束条件下抽水蓄能电站优化运行方式的混合遗传算法。     

吉林风电消纳关键技术的研究现状与发展趋势

 吉林电网风电渗透率高,受风电随机波动性、电网负荷水平以及冬季社会供热需求等因素的制约,吉林风电面临着严峻的消纳瓶颈,已严重制约风能资源的进一步开发利用。开发适应强波动性电源的智能风电调度系统,利用储热及风电供热技术等新兴技术,提高电网调节能力,增加用电负荷规模,是破解风电消纳的有效途径。本文结合吉林风电大规模联网面临难题,介绍了风电功率预测技术、储热技术和风电供热技术研究现状及存在问题,阐述了风电消纳相关技术的应用进展和发展趋势。     

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.     

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。     

废弃矿井抽水蓄能电站基础建设装备关键问题及对策

 为了充分利用煤矿废弃矿井遗留的大量资源及地下空间,促进能源枯竭城市更好地转型与发展,引入煤矿废弃矿井抽水蓄能电站新技术。分析了电站建设的总体改造方案,指出了电站建立的必要性、可行性和战略意义;结合现有的工程机械装备,从掘扩支护、土方作业、辅助机械、智能机器人等4个方面论述了电站基础建设装备群的构成及其应用场景;针对电站的具体施工与运维过程,总结了电站在输水系统的稳定支护与密闭、多巷道间的节流与引流、地下厂房的防渗与加固、厂房周围天然地下水的抽排、人员及大型设备的高效与安全运输等技术难题,并给出了相应的解决方案。     

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。