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考虑热电综合利用的光伏储氢独立供能系统容量优化配置

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中国电力 2020年第10期53卷 66-73页

作者：熊宇峰司杨郑天文陈来军梅生伟清华大学电机系北京100084 清华四川能源互联网研究院四川成都610213 青海大学新能源光伏产业研究中心青海西宁810016

青藏高原广大边远地区受地理限制和气候因素影响,能源供给问题长期无法有效解决。考虑到当地气候高寒、光照充裕、负荷分散等特点,结合氢能无污染、零碳排、高热值的优点,提出了光伏储氢独立供能系统的基本架构,以实现高寒条件下热电负... 详细信息

青藏高原广大边远地区受地理限制和气候因素影响,能源供给问题长期无法有效解决。考虑到当地气候高寒、光照充裕、负荷分散等特点,结合氢能无污染、零碳排、高热值的优点,提出了光伏储氢独立供能系统的基本架构,以实现高寒条件下热电负荷的综合供应。并建立了含电解槽、储氢罐、燃料电池的储氢系统热电联供模型,充分挖掘储氢系统热电联储联供潜力。在此基础上,进一步提出了光伏储氢独立供能系统的容量配置模型和优化方法,并通过算例对比分析了光伏储氢独立供能系统与现有的光伏蓄电池独立供能系统的性能差异。仿真结果验证了本文所提光伏储氢独立供能系统方案的可行性。研究成果有望为青藏高原边远地区分布式清洁供能提供新的思路和方法。

关键词：储氢光伏独立供能系统热电综合利用容量优化配置

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基于主从博弈的储能电站容量电费定价方法

高电压技术 2020年第2期46卷 519-526页

作者：李至骜陈来军刘当武陈锋郑天文梅生伟清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084 国网安徽省电力有限公司合肥230022 清华大学四川能源互联网研究院成都610213

储能系统的规模化应用是提高新能源消纳能力的重要手段之一,其大规模推广需要容量电价激励。然而,现有的容量电价计算方法仅与建设成本相关,收益固定,不利于调动储能电站的运行积极性。因此,提出了一种基于主从博弈的储能容量电费定价方... 详细信息

储能系统的规模化应用是提高新能源消纳能力的重要手段之一,其大规模推广需要容量电价激励。然而,现有的容量电价计算方法仅与建设成本相关,收益固定,不利于调动储能电站的运行积极性。因此,提出了一种基于主从博弈的储能容量电费定价方法,同时计及了储能电站和电网的收益,储能电站作为领导者根据容量电费信号决定建设容量,电网作为跟随者依据储能容量调整容量电费,两者交互影响,直至实现均衡。在此基础上,将该博弈问题转化为双层规划问题进行求解,上层目标为储能电站收益最大化,下层目标为电网补贴成本最小化。进一步,通过Karush-Kuhn-Tucker(KKT)最优性条件,将双层规划问题转化为可直接求解的混合整数规划问题。最后,通过仿真算例验证所提方法的合理性和有效性。结果表明,主从博弈定价的方法可以有效模拟电网和电站直接的互动决策关系,保障储能电站容量电费定价的合理性。和传统方法相比,本方法在实现新能源消纳目标的同时降低了电网对储能的补贴成本。

关键词：储能价格机制容量优化主从博弈经济性评估

提高关键负荷供电可靠性的交直流微网分布式能量优化管理策略

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高电压技术 2021年第1期47卷 55-62页

作者：邓思成郑天文陈来军王满商苏小玲梅生伟清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 清华四川能源互联网研究院成都610213 青海大学新能源光伏产业研究中心西宁810016 国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司镇江212001

交直流混合微电网具有较高的灵活性和可控性,能够为多种类型的分布式电源提供并网接口。然而,交直流微网中可再生能源占比较高,容易出现出力波动或出力不足等现象,难以保障关键负荷可靠供电;此外,交直流微网中分布式电源可能从属于不同... 详细信息

交直流混合微电网具有较高的灵活性和可控性,能够为多种类型的分布式电源提供并网接口。然而,交直流微网中可再生能源占比较高,容易出现出力波动或出力不足等现象,难以保障关键负荷可靠供电;此外,交直流微网中分布式电源可能从属于不同运营主体,相互之间缺乏有效的信息交换,集中式管控较为困难。为此,提出提高关键负荷供电可靠性的交直流微网分布式能量优化管理策略,构建了微网分布式能量优化管理架构,建立以考虑微网负荷优先级的供电可靠性为优化目标、考虑各设备运行约束的能量优化管理模型,提出基于分布式模型预测控制的能量优化管理策略,并通过分布式次梯度算法求解。多个场景下的仿真分析表明,所提方法不仅可平抑可再生能源波动对负荷供电的影响、保障关键负荷的供电可靠性,还能有效保护微网设备隐私信息、满足交直流微网多运营主体环境下的负荷供电可靠性需求。

关键词：交直流微网能量优化管理供电可靠性模型预测控制分布式优化

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分布式光伏储能系统的优化配置方法

四川电力技术 2022年第1期45卷 45-49,94页

作者：彭伟郑连清郑天文输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044 清华四川能源互联网研究院四川成都610213

光伏发电的随机性和间歇性导致资源利用率低,储能具备控制灵活、响应快速的特性,是当前解决光伏并网和提高消纳的有效手段之一。目前,高昂投资成本是制约储能推广应用的关键,文中从成本角度出发研究了分布式光伏系统中储能的优化配置方... 详细信息

光伏发电的随机性和间歇性导致资源利用率低,储能具备控制灵活、响应快速的特性,是当前解决光伏并网和提高消纳的有效手段之一。目前,高昂投资成本是制约储能推广应用的关键,文中从成本角度出发研究了分布式光伏系统中储能的优化配置方法。首先,以分布式储能系统的投资和运行成本为目标,同时考虑储能接入位置、配置容量、荷电状态和电网运行状态等为约束条件建立双层优化模型;然后,介绍优化模型求解方法,外层采用遗传算法优化储能配置位置、功率和容量,内层采用粒子群算法结合MATPOWER潮流计算工具优化储能日内运行策略;最后,在Matlab软件中采用IEEE9节点系统验证了优化配置方法的可行性和有效性。

关键词：分布式光伏分布式储能优化配置遗传算法粒子群算法

考虑压缩空气储能变工况特性的风储联合系统运行优化策略

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高电压技术 2020年第2期46卷 511-518页

作者：李广阔陈来军谢毓广高博郑天文梅生伟清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院合肥230601 清华大学四川能源互联网研究院成都610213

压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)是实现电网削峰填谷、促进风电高效消纳的手段之一。然而,压缩空气储能效率在较大程度上取决于运行工况,其变工况特性直接影响风储联合系统的安全高效运行。以最大化风储系统运行收益... 详细信息

压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)是实现电网削峰填谷、促进风电高效消纳的手段之一。然而,压缩空气储能效率在较大程度上取决于运行工况,其变工况特性直接影响风储联合系统的安全高效运行。以最大化风储系统运行收益为目标,建立了考虑压缩空气储能变工况特性的风储系统运行优化模型。该模型对压缩机、透平在变工况运行时的动态效率进行了准确刻画,并采用分段线性化方法将变工况特性纳入混合整数线性规划算法。算例结果表明,优化策略与压缩空气储能的变工况特性有直接关系;考虑运行约束和动态效率能更准确反映缩空气储能的实际运行状态,可为风储系统的运行决策提供依据。

关键词：风力发电压缩空气储能动态效率运行约束优化运行

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非理想通信条件下微电网分布式有功功率控制

电网技术 2021年第2期45卷 680-688页

作者：王满商邓思成郑天文陈来军梅生伟李正明江苏大学电气信息工程学院江苏省镇江市212013 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市海淀区100084 清华四川能源互联网研究院四川省成都市610213

一致性控制是目前微电网控制领域主流的分布式控制方法之一。一致性控制系统的正常运行依赖于可靠的分布式控制器和通信网络。然而,通信网络中不可避免存在各种非理想因素,其中的通信干扰将导致电网中分布式电源出力以及电网频率出现偏... 详细信息

一致性控制是目前微电网控制领域主流的分布式控制方法之一。一致性控制系统的正常运行依赖于可靠的分布式控制器和通信网络。然而,通信网络中不可避免存在各种非理想因素,其中的通信干扰将导致电网中分布式电源出力以及电网频率出现偏差,甚至危及电网的安全运行。针对微电网一致性控制中的通信干扰,分析了干扰对系统控制性能的影响。进一步,提出了一种含状态观测器的分布式有功功率控制策略,给出了含事件触发机制的可变增益系数设计方法,分析了所提分布式控制策略在非理想通信条件下的动态性能,理论证明了该策略对典型形式的通信干扰具有良好的抑制能力,可显著提升微电网运行的可靠性。仿真和实验结果验证了所提策略的正确性和有效性。

关键词：微电网一致性算法有功功率控制通信干扰状态观测器事件触发

利用单端母线的电压暂降特征进行配电网故障定位

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四川电力技术 2011年第5期34卷 9-13页

作者：郑天文肖先勇四川大学电气信息学院四川成都610065 智能电网四川省重点实验室四川成都610065

提出一种"离线仿真,在线定位"的故障定位方法,根据线路在不同位置发生不同短路故障时会引起母线处发生不同的电压暂降的特点,对这一特定的配电网络建立仿真模型,进行仿真,得到配电网中各个支路的故障区段定位函数和故障测距函数,录入仿... 详细信息

提出一种"离线仿真,在线定位"的故障定位方法,根据线路在不同位置发生不同短路故障时会引起母线处发生不同的电压暂降的特点,对这一特定的配电网络建立仿真模型,进行仿真,得到配电网中各个支路的故障区段定位函数和故障测距函数,录入仿真数据库。当配电网中发生实际短路故障时,根据母线处采集的电压波形或者数据,得到故障后第二周波的电压暂降幅值和相位跳变,将其代入仿真数据库中,利用模式识别确定故障区段,利用解析式法求得故障距离。通过对10 kV配电系统进行金属性和非金属性单相接地短路故障的仿真,结果证明了该故障定位方法的准确性和可靠性。

关键词：配电系统电压暂降单端法仿真数据库故障定位

基于压缩空气储能附加阻尼控制的电力系统低频振荡抑制策略

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中国电力 2023年第10期56卷 115-123页

作者：汪康康孙昕炜周波郑天文魏巍蒋力波国网四川省电力公司电力科学研究院四川成都610047 清华四川能源互联网研究院四川成都610213

随着电力系统中电力电子设备的渗透率大幅提升,在扰动下系统发生低频振荡失稳问题日益凸显。为此,结合压缩空气储能良好的有功调节能力,提出了抑制电网低频振荡的压缩空气储能附加阻尼控制方法。首先,建立了压缩空气储能的数学模型,分... 详细信息

随着电力系统中电力电子设备的渗透率大幅提升,在扰动下系统发生低频振荡失稳问题日益凸显。为此,结合压缩空气储能良好的有功调节能力,提出了抑制电网低频振荡的压缩空气储能附加阻尼控制方法。首先,建立了压缩空气储能的数学模型,分析了质量流量对其输出功率的影响。其次,分析压缩空气储能抑制低频振荡的可行性,提出了基于调节阀的附加阻尼控制器,调整质量流量,进而控制压缩空气储能的输出功率,抑制电网的低频振荡。最后,搭建含压缩空气储能的4机2区域电力系统仿真模型,验证所提方法的有效性。仿真结果显示所提方法能够为电网提供正阻尼,可较快抑制电网的低频振荡,有效提高电力系统的稳定性。

关键词：压缩空气储能低频振荡附加阻尼调节阀质量流量

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基于功率信号分析的光伏电站故障诊断方法

电力系统及其自动化学报 2024年第5期36卷 150-158页

作者：郑晏厉小润张天文浙江大学电气工程学院杭州310027 浙江正泰智维能源服务有限公司杭州310052

为提高光伏电站故障诊断精度,提出一种基于功率信号分析的光伏电站故障诊断方法。首先,用卷积神经网络结合长短记忆CNN-LSTM(convolutional neural networks-long short-term memory)模型和岭回归模型对历史发电的时序信息进行充分挖掘... 详细信息

为提高光伏电站故障诊断精度,提出一种基于功率信号分析的光伏电站故障诊断方法。首先,用卷积神经网络结合长短记忆CNN-LSTM(convolutional neural networks-long short-term memory)模型和岭回归模型对历史发电的时序信息进行充分挖掘,再依据实际与预测发电功率之间的动态时间规整DTW(dynamic time warping)距离进行电站故障检测;其次,提出一个基于实际发电功率频域特征的故障分类指标,建立分类规则库,将电站故障分为通信故障、设备故障、限电故障,结合故障影响等效发电小时数评估电站故障程度;最后,通过算例分析验证了该算法的有效性。

关键词：故障检测故障分类光伏电站时序分析频域分析