检索结果-南通市图书馆

作者：张飞祥兰州理工大学

学位级别：硕士

区域综合能源系统可以将多能流网络耦合起来,实现不同能源网络间的互补,提高能源的整体利用率,且在新能源使用方面具有独特的优势。在大力发展综合能源系统的背景下,区域综合能源系统的规划方案和计算结果影响着区域综合能源系统优势的... 详细信息

区域综合能源系统可以将多能流网络耦合起来,实现不同能源网络间的互补,提高能源的整体利用率,且在新能源使用方面具有独特的优势。在大力发展综合能源系统的背景下,区域综合能源系统的规划方案和计算结果影响着区域综合能源系统优势的发挥。因此,开展区域综合能源系统配置-运行策略的研究,合理规划系统中设备容量配置及设备出力运行方式,对发挥区域综合能源系统的优势具有重大意义。本文围绕区域综合能源系统开展了以下工作:首先,区域综合能源系统的基础是结构建模,本文将区域综合能源系统结构分为输入侧、中间转换设备和负荷侧;输入侧包括电网、天然气网及风力发电、光伏发电、光热电站,中间转换设备包含冷热电联产机组、燃气锅炉、电制冷机,为了提高新能源的消纳率,系统配置了储能设备;此外,为保证设备的高效运行,还分别对燃气轮机数学模型和吸收式制冷机数学模型的变工况特性进行了建模分析;负荷侧包含冷、热、电、气四种负荷,由此搭建了完整的区域综合能源系统结构。其次,在建立系统结构的基础上,搭建双层优化模型,上层以投资成本最优为目标求解系统最优容量配置,下层以系统运行成本最优为目标求解设备系统运行出力,为得到系统的最优容量配置,提出了一种改进鲸鱼算法-混合整数线性规划的求解方法,并通过该方法得到典型日的运行出力结果,结果表明改进鲸鱼算法得出的容量配置方案更优,使系统运行更加灵活,并降低了系统投资成本;接下来,本文考虑源-荷不确定性因素对系统容量配置的影响,为解决源-荷不确定性问题采用改进鲸鱼算法-区间线性规划法对双层优化模型进行求解,上下层目标函数同确定性情况一致,将不确定性与确定性的配置结果进行了对比分析考虑不确定性因素的影响后,系统容量的配置出现不同幅度的波动,为区域综合能源系统的配置策略研究提供了一定的参考。最后,将确定性规划模型及求解方法引入到区域综合能源系统的运行模型中,考虑需求响应机制与碳交易机制,把区域综合能源系统中冷、热、电、气四种负荷分为可削减负荷和可替代负荷,下层运行模型以运行经济性和低碳性最优为目标,建立了四个场景,对经济运行成本、碳交易情况进行研究,通过算例验证所用模型及优化运行策略有效提高了系统经济性与低碳性。

关键词：区域综合能源系统优化配置优化运行碳交易需求响应

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发电商市场服务绩效综合评价研究

发电商市场服务绩效综合评价研究

作者：王海滨兰州理工大学

学位级别：硕士

在当前我国积极推动能源结构清洁化转型以及全国统一电力市场体系建设的双重背景下,市场主体的不断增加和新能源机组的大规模并网增大了电力市场的组织运行难度。因此,对发电商参与电力市场时的行为表现和其所能提供的发电服务有了新要... 详细信息

在当前我国积极推动能源结构清洁化转型以及全国统一电力市场体系建设的双重背景下,市场主体的不断增加和新能源机组的大规模并网增大了电力市场的组织运行难度。因此,对发电商参与电力市场时的行为表现和其所能提供的发电服务有了新要求、新挑战。建立起一套科学、全面、有效的发电商市场服务绩效评价体系,对量化发电商的市场服务水平、督促并规范发电商市场行为具有十分重要的现实意义。基于上述背景,围绕发电商市场服务绩效综合评价工作展开相关研究。首先,对综合评价在国内外电力市场中的研究现状进行了梳理。基于此,根据发电商的市场行为,结合评价指标体系5项构建原则,从发电计划执行能力、市场数据申报偏差、辅助服务市场参与程度以及市场力滥用情况4个方面入手,构建了发电商市场服务绩效综合评价指标体系。给出了评价指标体系中各项指标的含义、设置依据以及相应的量化计算公式。其次,结合发电商市场服务绩效评价工作中的各项流程,对数据标准化、指标赋权、综合评价的各类方法进行了归纳。在此基础上,提出一种基于AHPICRITIC赋权的TOPSIS综合评价模型。结合实例,分析了AHP-ICRITIC赋权法相对于AHP赋权法、CRITIC赋权法以及传统组合赋权方法的优势。将AHPICRITIC赋权的TOPSIS评价模型的评价结果分别与熵权-TOPSIS评价模型、加权秩和比评价模型的评价结果进行对比,验证了所提综合评价模型的合理性以及其在发电商市场服务绩效评价工作中的适用性。最后,对发电商市场服务绩效评价结果的应用进行探索。建立了考虑发电商整体市场服务水平的电力系统多目标优化调度模型,结合IEEE 39节点系统,设置了三个场景,使用NSGA-Ⅱ算法进行模型的求解,验证了发电商市场服务绩效综合评价指标体系的实用性。

关键词：发电商市场服务绩效综合评价 AHP-ICRITIC赋权法 TOPSIS法多目标优化

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区域综合能源系统低碳经济调度策略研究

区域综合能源系统低碳经济调度策略研究

作者：高燕霞兰州理工大学

学位级别：硕士

传统能源行业运行模式单一,很难满足节能减排的发展目标。具有极大节能减排潜力的区域综合能源系统耦合了电、热以及天然气系统,相比于传统能源系统,调节方式更加灵活,通过对各能源系统协调控制,可以在高系统能效的同时降低系统碳排放... 详细信息

传统能源行业运行模式单一,很难满足节能减排的发展目标。具有极大节能减排潜力的区域综合能源系统耦合了电、热以及天然气系统,相比于传统能源系统,调节方式更加灵活,通过对各能源系统协调控制,可以在高系统能效的同时降低系统碳排放量。本文针对含有碳捕集和电转气的区域综合能源系统的低碳经济问题展开研究,从多能源系统的供需侧着手,充分挖掘区域综合能源系统的低碳调度潜力。主要内容如下:首先,从区域综合能源系统的供给侧入手,对系统各模块建模,建立了包含可再生能源机组、能源转换设备和储能设备的数学模型。详细介绍了碳捕集和电转气技术(P2G)的运行原理及实现的能量转移特性。其次,出了灵活碳捕集电厂与P2G联合运行的区域综合能源系统低碳经济调度策略。分析了热电联产机组、碳捕集和电转气设备的运行机理,出了CHPCCS-P2G(CCP)联合运行模式。针对电转气技术中电解水和甲烷化过程在时间上不同步的问题,增设了储碳装置,研究储碳装置的“能量时移”特性,实现了电解水和甲烷化过程在时间上的解耦。考虑碳交易机制,以系统调度成本和碳排放最小为目标,建立了CCP联合运行策略下考虑碳交易的区域综合能源系统低碳经济调度模型。算例结果表明,本论文所的联合运行策略,可以有效降低系统经济调度成本和碳排放,高风光消纳水平。再者,基于需求响应削峰填谷的低碳机理,在建立的区域综合能源系统低碳调度模型中引入综合需求响应机制,建立了综合考虑需求响应与CCP从源-荷协调减排的两阶段区域综合能源系统低碳经济调度模型,采用改进的白鲨优化算法求解。在仿真分析中设置不同场景,验证了源-荷协调对于促进区域综合能源系统低碳运行的优势。最后,考虑源-荷数据预测误差,借助信息间隙决策理论,引入信息熵权计算多个不确定性参数的权重因子,消除了传统信息间隙决策理论的主观性,构建了基于熵权自适应信息间隙决策理论的区域综合能源系统低碳经济调度鲁棒模型和机会模型。将系统不确定性量化,研究模型水平因子对系统不确定性、调度成本和碳排放的影响。并将本文改进方法分别与传统信息间隙决策理论、随机规划和鲁棒优化方法的调度结果作对比,验证了本文所采用方法的优越性。

关键词：区域综合能源系统低碳经济调度 CCP 综合需求响应熵权自适应信息间隙决策理论

基于VWAA-SVM的MMC-HVDC直流线路故障分类与故障定位研究

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基于VWAA-SVM的MMC-HVDC直流线路故障分类与故障定位研究

作者：赵文渊兰州理工大学

学位级别：硕士

近年来,全球能源结构转型,中国率先提出“双碳”能源战略目标,得到了全球许多国家的赞赏和支持。随着科技不断发展,电力电子技术也进入高速发展阶段。基于模块化多电平换流器的高压直流输电技术(Modular Multilevel Converter based Hig... 详细信息

近年来,全球能源结构转型,中国率先提出“双碳”能源战略目标,得到了全球许多国家的赞赏和支持。随着科技不断发展,电力电子技术也进入高速发展阶段。基于模块化多电平换流器的高压直流输电技术(Modular Multilevel Converter based Highvoltage Direct Current,MMC-HVDC)可提高输电的效率和可靠性。MMC-HVDC被广泛地应用在具有远距离、高电压等特点的架空输电线路上,可实现跨区域的多个交直流系统互通互联。但是MMC-HVDC系统发生故障会影响到供电的可靠性。目前在直流输电线路上主要研究在故障后的保护与控制方面,而对于直流输电线路上的故障定位和故障分类研究较少,能够快速定位故障距离和识别故障类型对于电力系统的安全稳定运行非常重要。所以,本文主要针对MMC-HVDC系统的线路故障定位和故障分类进行研究。首先,本文对MMC换流器的拓扑结构和运行原理进行了概述,建立了MMC的数学模型,再对子模块SM电容均压策略和换流站调制方式进行研究。并在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了双端MMC-HVDC系统仿真模型。研究分析其稳态运行的工作情况,为后续故障定位和故障分类提供了研究基础。其次,本文提出了基于线路故障行波信号特征识别的直流线路故障分类方法。在线路不同位置处设置各类线路故障,在MATLAB仿真平台利用向量加权平均算法优化支持向量机模型。再用支持向量机分析线路故障电压行波信号,并通过实验验证其对线路上发生的各类故障识别准确率高、分类效果明显。最后,针对MMC-HVDC系统直流输电线路上的各种故障类型和故障特性进行了分析研究。传统的双端故障行波测距精度和可靠性受到的影响因素较多,并且过渡电阻也会影响准确标定波头。基于故障行波的时频域特性,提出了一种MMC-HVDC输电线路上的双端故障组合测距方法,该方法是结合了固有频率法和行波法。先利用固有频率法进行第一步粗略测距,进而计算得出故障点粗略的位置范围;第二步精确测距,引入了集成经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)算法分解信号并标定波头。由双端故障测距公式计算得到更为精确的故障点位置。通过各种故障类型对比实验,结果表明该故障组合测距方法消除了波速对准确定位影响和有效识别行波波头,使得测距的精度进一步提升。

关键词：故障定位集成经验模态分解算法向量加权平均算法支持向量机线路故障分类

考虑深度调峰和风光不确定性的风-光-火-储优化调度研究

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考虑深度调峰和风光不确定性的风-光-火-储优化调度研究

作者：徐伟强兰州理工大学

学位级别：硕士

能源结构转型带动了可再生能源的快速发展,但是风电和光伏发电大规模并网也对电力系统提出了更高的要求。风光并网规模不断扩大对系统调峰提出了严峻挑战,而火电调峰作为我国传统调峰方式已经无法满足新能源消纳的需求。风光出力的波动... 详细信息

能源结构转型带动了可再生能源的快速发展,但是风电和光伏发电大规模并网也对电力系统提出了更高的要求。风光并网规模不断扩大对系统调峰提出了严峻挑战,而火电调峰作为我国传统调峰方式已经无法满足新能源消纳的需求。风光出力的波动性和不确定性不仅增加了新能源消纳的难度,也对系统的安全性造成了隐患。因此,提高电力系统调峰能力和减小风光出力预测误差是解决上述问题的关键,对于促进高比例新能源并网消纳和提升电力系统可靠性具有重要研究意义。本文针对上述问题,从多能互补联合调峰和优化调度两个方面展开研究。首先,介绍了风电和光伏发电的系统结构和运行原理,分别建立了数学模型,并对其出力特性进行了简单分析。依据不同储能系统的响应特性,并结合本文对储能电站的需求,选择以磷酸铁锂电池作为储能单元,建立了储能充放电模型。介绍了需求响应的分类与特点,根据驱动方式不同将其分为价格型需求响应和激励型需求响应,建立了不同的数学模型。为后续研究奠定了理论基础。其次,建立了调峰成本模型,结合源、荷、储数学模型构建了风-光-火-储联合调峰模型。计及火电调峰的主动性,加入了调峰主动性约束,在保证各发电主体获得调峰收益的基础上,充分调动其参与深度调峰的积极性。利用分时电价来减小负荷峰谷差,考虑到分时电价对短时间负荷的调控能力有限,加入可中断负荷来加快用户响应速度,进一步平抑负荷曲线,缓解系统调峰压力。为提升火电机组调峰深度,在运行总成本的基础上加入了弃风弃光率作为目标函数,利用NSGAⅡ算法进行求解。算例结果表明从源、荷、储三方面提升电力系统的调峰能力,提高了系统调峰的灵活性,促进了风光的并网消纳,增强了系统的稳定性。最后,考虑到风光不确定性的影响,在风-光-火-储联合调峰模型的基础上提出了考虑时间相关性的场景分析法。在场景生成阶段,采用逆变换采样和多元正态分布生成了具有时间相关性的原始风光场景。在场景缩减阶段,由于k-means聚类算法会削弱风光联合场景的代表性,而同步回带缩减法(Simultaneous Backward Reduction,SBR)需要连续遍历原始场景集,计算时间过长。利用k-means聚类算法对原始场景进行初次缩减后得到少量风光独立场景,对其采用SBR方法进行二次消减最终得到风光联合场景。算例结果表明了场景分析法可以较好地表征风光实际出力,减小了预测误差对调度结果的影响。由于场景分析法忽略了小概率边界场景对误差的影响,在其基础上引入了包含风光预测误差的边界场景,考虑到边界场景的切负荷现象,建立了考虑边界场景备用容量约束的风-光-火-储优化调度模型。算例结果表明模型降低了切负荷风险,提高了系统的运行可靠性,并且通过提高总开机容量的灵敏度进一步提升了风光利用率。

关键词：风-光-火-储深度调峰需求响应场景分析边界场景备用容量

计及网络约束与定容选址的区域热电综合能源系统优化运行与低碳优化配置研究

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计及网络约束与定容选址的区域热电综合能源系统优化运行与低碳优...

作者：陈大为兰州理工大学

学位级别：硕士

在能源危机与环境保护的双重压力下,如何降低传统化石能源消耗、提高能源利用率的同时降低污染排放成为了世界各国的共同话题。综合能源系统能够改观单一能源形式运行效率低,新能源难以消纳的问题。其中以热、电两种能源形式为主的区域... 详细信息

在能源危机与环境保护的双重压力下,如何降低传统化石能源消耗、提高能源利用率的同时降低污染排放成为了世界各国的共同话题。综合能源系统能够改观单一能源形式运行效率低,新能源难以消纳的问题。其中以热、电两种能源形式为主的区域热电综合能源系统作为应用最早、最广泛的综合能源系统,如何协同系统的运行状态与其中设备的配置以提高经济性,降低碳排放是值得关注的问题。本文针对区域热电综合能源系统优化运行与配置问题,从热力网络建模、优化运行和配置-运行联合优化三个方面展开研究。首先,系统建模是区域热电综合能源系统研究的基础与前提,其中量调节运行方式下的热力网络建模仍待完善。本文建立了该运行方式下的热网模型,所建立的模型充分考虑了多热源热网中管道流向可变的因素以获得热网更经济的流量分布,并建立了该运行方式下热网的水力时延修正模型。该模型亦解决了配置模型中热网和储热装置的决策变量难以统一量化的问题。其次,建立了热电耦合设备和电力子系统模型,结合上述热网模型提出了计及热-电网络约束的区域热电综合能源系统优化运行模型。针对建立的非凸、非线性的优化模型难以求解的问题,提出了一种改进的二阶锥规划求解方法。相较于现有二阶锥规划求解方法,本文所提求解方法无需预先求解初值,能够在保证求解精度的同时,具有更快的求解速度。通过算例验证了所提模型和求解方法的有效性,并验证了量调节运行方式下热网的水力时延对优化运行结果的影响较大。最后,将上述运行模型及求解方法引入到区域热电综合能源系统的配置模型中。以其中的全部源-储设备作为配置对象,提出了一种配置-运行联合优化模型,该优化模型考虑了设备定容和选址的配置策略,以协同优化区域热电综合能源系统中所有源-储的容量、接入网络的节点位置及整个系统的运行状态。通过算例验证了考虑定容选址的配置策略的优势,也验证了本文所提的流向可变的热网模型能够提高设备配置的经济性。在此基础上,考虑整个系统的碳排放,建立了碳排放成本模型,进一步提出了计及定容选址和碳约束的配置-运行联合优化模型,以达到兼顾经济性、环保性和消纳新能源的目标。算例验证了碳排放因素的激励作用并分析了其对设备配置和系统运行的影响,为低碳背景下区域热电综合能源系统的设备配置和系统运行策略的制定提供参考。

关键词：热电综合能源系统量调节优化运行优化配置碳排放联合优化

输电线路塔-线体系风致响应仿真及监测方法研究

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输电线路塔-线体系风致响应仿真及监测方法研究

作者：谭芳雄兰州理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着我们国家地区社会经济的快速发展,电力资源供应压力急剧增大,为确保电力的输送,架空输电线路建设规模也大幅增加。但在电网覆盖范围的进一步扩大过程中,架空输电线路的运维管理工作难度越来越大,尤其是风害等因素极大地危害... 详细信息

近年来,随着我们国家地区社会经济的快速发展,电力资源供应压力急剧增大,为确保电力的输送,架空输电线路建设规模也大幅增加。但在电网覆盖范围的进一步扩大过程中,架空输电线路的运维管理工作难度越来越大,尤其是风害等因素极大地危害到线路的安全。输电线路是电力输送的载体,是由导线与铁塔及基础组成的连续体系,是一种复杂的空间耦合系统。风与铁塔及导线的相互作用是典型的流(风)固(铁塔和导线)耦合问题。在脉动风作用下,导线的振动会产生变化的张力,动张力传到输电铁塔上又使塔产生振动和位移,与铁塔在风荷载作用下的振动和位移相叠加;而铁塔的运动又会使导线的悬挂点产生位移,使得导线内的张力进一步变化。但在目前的结构设计中,通常将导线、铁塔、基础作为彼此独立的单元分别进行受力分析,这与真实线路受力情况有差异,尤其对于同塔多回线路、大跨越和特高压线路,应该对风荷载引起的塔-线耦合振动进行量化评估,进一步明确塔-线耦合效应的影响。本文基于数值仿真和在运线路风振特性实测装置研发,对此开展了系统研究。本文提出了输电塔-线体系风振响应分析数值仿真的基本原理,通过忽略导线、避雷线抗弯刚度和抗扭刚度,在有限元仿真中采用直线型杆单元模拟导线、避雷线,完成初始张力和自重下的导线、避雷线找形;提出使用谱重现的方法,生成脉动风速时程,目标谱为Davenport风谱,推导了脉动风表达形式,进一步确定了施加在典型区段线路导线、避雷线上和铁塔上的风载荷曲线;在进行塔-线体系有限元建模时,铁塔主材采用BEAM4梁单元模拟,斜材及辅助材采用LINK8杆单元模拟,绝缘子采用LINK8杆单元模拟,风载以等效集中力的形式施加在铁塔和导线、避雷线相应的节点上,并提出了利用Newmark方法求解塔-线体系非线性有限元数值模型动力响应的思路。通过选取一段220k V同塔双回输电线路为算例,建立起了铁塔和导线、避雷线、绝缘子的三维立体塔-线系统有限元模型,充分考虑设计风速下的风致作用,认真分析了静风作用、静风与脉动风合并条件下,塔与线的耦合体系的动力特性和风振响应,研究了塔与线的耦合作用对铁塔承载性能的影响。结果发现:与设计规范中的静风载荷相比,脉动风的作用使得导线、避雷线的振幅和张力显著增加。导致输电塔-线体系模型风振动力响应与单塔模型中铁塔受力有差异的原因在于,仅铁塔计算线条风荷载时,应假定左右两侧线条形心高度一样;而塔与线的耦合模型中两侧线条形心高度要结合当地实际情况取值。根据输电塔-线体系风振响应分析结果,提出塔-线体系风致响应监测装置技术方案,明确了监测装置的参数要求,从硬件和软件两个方面,制定振动、风速和温度微集成智能监测装置的设计方案,并开展监测装置样机研制和性能测试。结果表明:本文设计的输电线路风振监测装置,攻克了环境风场、导线振动、导线温度的多参数一体化监测技术,具备超低功耗、高可靠性、边缘预警特点,为输电线路风振监测和保障线路运行安全提供了重要支撑。本项目的研究成果,对线路抵抗风荷载破坏力、确保线路安全可靠供电,具有重要的理论价值和实际意义,研究成果具有很深的实用性。

关键词：输电线路塔-线体系数值仿真脉动风振动监测

基于混合博弈和虚拟电厂的电力市场运行优化研究

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基于混合博弈和虚拟电厂的电力市场运行优化研究

作者：李鹏程兰州理工大学

学位级别：硕士

高效、清洁、低碳是当代能源发展的主流方向,大规模发展新能源,减少环境污染,降低碳排放已经成为我国电力行业的转型目标。而目前我国某些地区仍然存在碳排放量高、弃风弃光等问题,为解决这些问题与挑战,虚拟电厂(Virtual Power Plant,V... 详细信息

高效、清洁、低碳是当代能源发展的主流方向,大规模发展新能源,减少环境污染,降低碳排放已经成为我国电力行业的转型目标。而目前我国某些地区仍然存在碳排放量高、弃风弃光等问题,为解决这些问题与挑战,虚拟电厂(Virtual Power Plant,VPP)应用而生,它可以通过先进的信息交流技术,实现优势互补。因此为解决电力市场经济性问题,本文对多个VPP参与电力市场博弈处境策略和收益分摊问题展开研究,一方面可利用非合作博弈实现能源商、售电方和用户的互相独立各自谋求自身利益的博弈模型,另一方面也可通过合作博弈实现不同参与者合作投标和分配问题,具体如下。首先,将VPP分为电源模型、分布式储能模型、负荷调控模型三部分。分别建立风电场、光伏电站、火电厂、储能设备、电动汽车和可调度负荷的多主体VPP模型,并概述了其基本工作原理,构建其系统框图,为VPP参与电力市场运行优化后续的研究奠定理论基础。其次,提出了一种基于主从博弈的多VPP能量共享运行策略,以配网运营商作为领导者,多个VPP作为跟随者,求解各方在追求目标最优时的交互策略,建立一主多从的分布式协同优化模型,上下层之间的中间差价使得下层多个VPP能很好地平衡上层配网运营商与下层多个用户之间的利益。并利用GA-QP的分布式均衡求解方法进行求解,证明Stackelberg均衡的唯一性。最后,通过算例分析验证所提方法的有效性,供能侧的收益和用能侧的消费者净收益均得到提升。然后,基于NASH谈判理论建立了一主多从的多VPP能量共享合作运行模型,并将其分解为联盟收益最大化和合作收益分配两个子问题,并采用ADMM分布式求解方法,从而使得各参与者隐私得以保护。在合作收益分配子问题中,提出以非线性能量映射函数量化各参与主体贡献大小的非对称议价方法,各VPP各自以其在合作中的能量贡献大小为议价能力相互谈判,实现合作收益的公平分配,促进各VPP参与下一次合作的积极性。仿真结果验证了该方法的有效性,结果表明,通过所提的多VPP能量共享方法,最大程度提高了联盟收益。通过引入上层配网运营商与下层多VPP能量共享混合博弈策略,以价格信号引导VPP出力,调整用户的用能计划。提高了供能侧收益、降低了用能成本、平抑负荷波动,使得各VPP运行成本有效降低,大幅度提高了能源利用率,在系统运行过程中有效降低了碳排放量,促进全国加快碳减排,为实现“双碳”目标奠定了技术基础。

关键词：虚拟电厂主从博弈合作博弈能量共享收益分摊

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含电动汽车的智能微电网的最优潮流研究

含电动汽车的智能微电网的最优潮流研究

作者：周灿兰州理工大学

学位级别：硕士

近年来,为了应对环境和能源的双重压力,各国政府已逐渐开始重视节能减排,这对人类社会可持续发展有着重要意义。电动汽车(Electric Vehicles,EVs)具有环保、低碳、低噪音等特点,因此它是减少对石油的依赖、环境的污染及温室气体排放的... 详细信息

近年来,为了应对环境和能源的双重压力,各国政府已逐渐开始重视节能减排,这对人类社会可持续发展有着重要意义。电动汽车(Electric Vehicles,EVs)具有环保、低碳、低噪音等特点,因此它是减少对石油的依赖、环境的污染及温室气体排放的有效措施。由于将来使用EVs的用户会越来越多,大量EVs将规模入网充电,因为各用户的使用习惯的差异,将使EVs入网充电时刻和频率具有非常大的随机性和不可预测性,而如此无规律的充电所带来的冲击将直接影响电能质量,使电网运行优化控制难度增加,对电力系统的运行和规划也将提出新的要求。然而,相对于EVs直接入网的方式,将EVs接入微网——由微源、负荷、储能系统及控制装置组成的一个可以进行自我调节控制以及管理的具有自保护功能的独立发电单元,微网再作为可中断负荷接入大电网,该方式可大幅度减少EVs直接入网对大电网的影响,更好地服务于大电网及微网。因此,当EVs接入微网后,如何让微网系统更加经济稳定的运行是值得深虑的问题,所以本文将着重研究含电动汽车的智能微电网的最优潮流,把EVs当成移动式的储能装置与其他微源一起参与优化调度,得出微网优化运行的方案,综合考虑了微网的经济性、安全性及电能质量三方面的要求。该研究成果可应用于微网的能量管理系统,实现微源及EVs实时动态的优化调度。本文首先通过分析车辆一天的出行特性,拟合EVs日常驾驶距离与开始充电时间的概率分布,采用基于蒙特卡洛模拟的方法来计算EVs的充电负荷。其次根据各分布式微源的运行特性提出相应的数学模型,然后综合考虑微网的经济效益和环境效益,建立基于实时电价的含EVs的微网经济运行的最优潮流数学模型,并运用改进粒子群的牛顿——拉夫逊算法求解最优潮流。最后,基于Matlab软件平台,编程实现了该改进粒子群最优潮流算法,通过对某地区微网系统不同调度策略下进行经济性分析,验证了该方法的准确性和合理性,表明了EVs参与优化调度可以有效避免“峰上加峰”的现象,提高微网运行的经济效益与环保效益。

关键词：电动汽车微网最优潮流粒子群算法

MMC-HVDC直流输电系统复合故障的控制策略研究

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MMC-HVDC直流输电系统复合故障的控制策略研究

作者：张兆钰兰州理工大学

学位级别：硕士

全球能源互联网的提出,以及建设坚强智能电网的需要,将高压直流输电的地位提升到前所未有的高度。选择特高压交直流混合电网作为坚强网架,是因为高压直流输电具有以下特点:提高并列运行的交流输电线的输电能力和电力系统的稳定水平;便... 详细信息

全球能源互联网的提出,以及建设坚强智能电网的需要,将高压直流输电的地位提升到前所未有的高度。选择特高压交直流混合电网作为坚强网架,是因为高压直流输电具有以下特点:提高并列运行的交流输电线的输电能力和电力系统的稳定水平;便于实现两大区域电力系统的非同期联网运行且不增加系统的短路容量;输电功率大且方向可快速控制调节,能较好满足“西电东送”的需要;高压直流采用架空线输电所占用的土地面积大概是同等电压级下交流线路的一半,这样可以减轻由于大力发展电力系统所带来的土地资源紧张问题。以上的这些特点,使对高压直流输电的研究成为热点。目前,对模块化多电平换流器高压直流输电(modular multilevel converter based HVDC,MMC-HVDC)的研究工作主要集中在对其的建模仿真,控制和保护策略等。直流侧单极接地故障和子模块故障是MMC-HVDC的两种典型故障,当发生这两种故障时,普遍做法都是将断路器跳闸,中断功率的输送,使系统的稳定性大大降低。当在直流侧采用大电阻而不是电容钳位时,直流侧发生单极接地故障时,电位参考点从两极中间移到了发生故障的一极,两极之间电压不变,系统功率传输正常;子模块发生故障时,可采用将故障子模块同等数量的冗余子模块投入的冗余容错控制策略,来抑制直流电流的波动。而当这两种故障同时发生时,在上述两种故障对应的控制策略基础上便可实现对复合故障的控制,这将有助于提高系统的可靠性。本文利用电磁暂态仿真环境PSCAD/EMTDC搭建两端、21电平的MMC-HVDC直流输电系统,对发生上述复合故障时所提控制策略的正确性有效性进行了仿真验证,结果表明该策略能够使系统在故障下稳定输送功率,并能够在故障排除后实现快速恢复,有效提高系统的容错性。

关键词：模块化多电平换流器单极接地故障子模块故障冗余容错控制复合故障