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基于电源灵活性裕度的含风电电力系统多源协调调度方法

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电力系统自动化 2018年第17期42卷 111-119页

作者：苏承国申建建王沛霖周凌安程春田大连理工大学水电与水信息研究所黄河水利职业技术学院

多种类型电源协调互济是平抑风电随机波动、提高风电接纳能力的有效手段。从电源灵活性供需平衡的角度提出了电源上调和下调灵活性裕度指标,以优化分配有限的灵活性资源来应对大规模风电接入后带来的不利影响,并以此为约束构建了污染物... 详细信息

多种类型电源协调互济是平抑风电随机波动、提高风电接纳能力的有效手段。从电源灵活性供需平衡的角度提出了电源上调和下调灵活性裕度指标,以优化分配有限的灵活性资源来应对大规模风电接入后带来的不利影响,并以此为约束构建了污染物排放总量最小的风水气火多源协调优化模型。基于分层求解的思想,将模型分解为风电、水电、气电、火电4个优化调度层,并提出了集成变尺度优化方法、改进的日启停调峰运行方法和耦合启发式机组组合的改进粒子群优化算法的总体求解框架,实现了多种电源的分层优化协调。某省级电网短期调度的模拟运行结果表明,该方法在保证风电完全消纳的同时,有效降低了系统的备用冗余和污染物排放水平。

关键词：电源灵活性裕度风力发电可再生能源多源协调污染物排放

考虑风电消纳的电热联合系统多源协调优化运行

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太阳能学报 2018年第8期39卷 2217-2225页

作者：李守东董海鹰张蕊萍马喜平闫志杰兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 国网甘肃省电力公司电力科学研究院兰州730050

为解决中国＂三北＂地区风电消纳问题,从提升电力系统调节能力的角度出发,通过在供热侧配置储热、供电侧配置抽水蓄能,与常规机组共同参与电网优化调度,形成电热联合系统多源协调运行的调度模式。在研究电热负荷与风电出力分布特性的基... 详细信息

为解决中国＂三北＂地区风电消纳问题,从提升电力系统调节能力的角度出发,通过在供热侧配置储热、供电侧配置抽水蓄能,与常规机组共同参与电网优化调度,形成电热联合系统多源协调运行的调度模式。在研究电热负荷与风电出力分布特性的基础上,深入分析电热联合系统多源协调对风电消纳的影响机理,以风电消纳电量最大和系统运行成本最小为目标建立电热联合系统多源协调优化模型,并采用多目标和声搜索算法对模型进行求解。以6节点系统为例验证了模型的有效性,结果表明电热联合系统多源协调运行可有效降低系统运行成本,提高风电消纳水平。

关键词：风电储热抽水蓄能电热联合多源协调

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多源协调的风电场集群无功控制策略研究

多源协调的风电场集群无功控制策略研究

作者：万文阁沈阳工业大学

学位级别：硕士

近些年来,随着科技和可再生能源技术的迅猛发展,风力发电的装机容量及渗透率不断扩大,由于风的随机性和波动性,大型风电场集群对电网带来的影响越来越显著。风电场集群的出力波动会引起电网电压波动,电网电压的频繁波动使得无功补偿设... 详细信息

近些年来,随着科技和可再生能源技术的迅猛发展,风力发电的装机容量及渗透率不断扩大,由于风的随机性和波动性,大型风电场集群对电网带来的影响越来越显著。风电场集群的出力波动会引起电网电压波动,电网电压的频繁波动使得无功补偿设备投切频繁,我国风电场集群具有高压远距离传输的特点,这加剧了风电场集群接入电网的电压运行的波动性和不稳定性。传统的风电场集群无功电压调节不再满足系统稳定性要求,急需风电与常规电源共同参与进行协调控制无功电压调节。因此,研究风电场集群并网的无功电压控制策略及风电与常规电厂协调无功电压控制策略有非常重要的意义。本文首先分析了风电场集群的典型拓扑结构及风电场集群接入点的无功电压特性。基于提出的风电场集群模型提出了基于潮流和灵敏度一致行的风电场等值方法,并且等值对地支路通过灵敏度加权方法进行修正。其次,研究了风电场集群的无功控制和风电与其它常规电源的无功功率协调控制策略。提出基于多源风电场集群无功电压协调控制的基本思路,以实时数据为基础,根据上级调度下达的无功电压控制指令,综合考虑水、火等常规电源与风电的协调配合,通过无功电压的控制从而提高风电集群汇集变电站接入点母线电压,使其能够控制在安全合理范围内。并通过仿真验证了所提控制策略的有效性和准确性。最后研究了风电场在电网三相对称故障条件下的电压稳定性问题,在第四章提出了一种基于神经元的风储联合系统无功功率自适应控制策略,以风储联合系统公共耦合点的电压为控制器的输入,采用Hebb学习算法作为自适应律,以获得准确的无功补偿,提高系统在电网故障下的电压稳定性和风电故障穿越能力。

关键词：多源协调风电场集群风储协调无功电压控制

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微电网光储多源协调及多模式平滑切换控制

电力电子技术 2023年第3期57卷 99-103页

作者：王涛安佳坤王志洁汤坤国网河北省电力有限公司经济技术研究院河北石家庄050000 国家电投集团河北电力有限公司河北石家庄050031 北京晶澳太阳能光伏科技有限公司北京100160

传统新能源微电网由于微源(光伏(PV)、储能)种类的不同,存在逆变器种类较多、系统整体控制层级复杂等缺点。针对光储微电网供电系统,提出整合传统光伏、储能逆变器于一体的两级式光储微电网逆变结构,实现了光伏组件与储能设备的多源协... 详细信息

传统新能源微电网由于微源(光伏(PV)、储能)种类的不同,存在逆变器种类较多、系统整体控制层级复杂等缺点。针对光储微电网供电系统,提出整合传统光伏、储能逆变器于一体的两级式光储微电网逆变结构,实现了光伏组件与储能设备的多源协调管理。基于所提架构详细分析了光储多源协调供电系统控制方案,实现了新能源光储微电网在孤岛与并网模态下稳定工作,以及不同工作模态下的平滑切换控制。同时针对孤岛模态下负载不平衡等问题,提出了光储微电网逆变器机端电压平衡控制策略。最后通过搭建额定功率15 kVA光储微电网逆变器原理样机,对所提新能源光储微电网逆变拓扑及控制方案可行性开展了实验验证。

关键词：逆变器新能源微电网多源协调平滑切换控制

特种能量路由器的多源协调控制方法及装置研制

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特种能量路由器的多源协调控制方法及装置研制

作者：姜捷湖南大学

学位级别：硕士

受限于海岛独特地理位置,铺设远距离海缆与大陆电网互联在经济上需要付出极高代价,因而目前岛内多采用燃油发电形式为负荷提供电能保障。但计及海岛脉冲特殊负荷的能量需求及运行特性,单一燃油发电形式或难以满足岛内电能的特种需求,唯... 详细信息

受限于海岛独特地理位置,铺设远距离海缆与大陆电网互联在经济上需要付出极高代价,因而目前岛内多采用燃油发电形式为负荷提供电能保障。但计及海岛脉冲特殊负荷的能量需求及运行特性,单一燃油发电形式或难以满足岛内电能的特种需求,唯有将多种新能源发电装置、储能装置和柴油发电机组组合起来,采用电能互联技术,构建多端口特种能量路由器系统,才能为海岛提供稳定的电能保障。且该能量路由器系统在可靠性方面要求较高,一方面该场景下各微源接口需要适应较宽的电压输入范围并具备电气隔离能力,另一方面脉冲特殊负荷要求系统实现多微源间能量的快速协调。这必将带来新的挑战,极有可能限制我国领海基点海岛的建设与发展。因此,开展特种能量路由器的多源协调控制方法研究及装备研制具有重要的科学意义和工程价值。本文主要工作内容如下:（1）选取了10k W移相全桥变换器和10k W双有源全桥变换器分别作为单向微源和双向微源的接口,用于满足该场景下微源接口需要适应较宽电压输入范围与具备电气隔离能力的需求。对两类变换器的主电路参数、控制策略以及控制参数进行设计,并搭建两类变换器的仿真模型,验证参数设计的有效性。（2）深入研究特种能量路由器在孤岛模式下的多源协调控制方法。基于特种应用场合的要求,进行合理的运行工况划分,并据此将协调控制方法分为稳态和动态两种模式。针对稳态负荷工况采用集中式协调控制,提出了一种基于柴油发电机接口分阶段出力的稳态协调控制方法,实现储能装置荷电状态主动调控的同时维持特种能量路由器系统的高效稳定运行。同时,在动态负荷工况下采用分布式协调控制,针对脉冲负荷电流的多接口分配问题以及负荷功率突变引起的母线电压稳定性问题,提出一种基于电压微分的动态协调控制方法,对脉冲负荷电流进行分布式补偿,既可实现脉冲负荷功率在多个微源接口间的主动分配,又可抑制母线电压的波动,满足了脉冲特殊负荷对多微源间能量快速协调的需求。同时,本文通过Matlab/Simulink分别搭建了稳态与动态负荷工况下的仿真模型,验证所提协调控制方法的可行性。（3）搭建20k W特种能量路由器装置样机,对装置的主电路和控制系统软硬件进行设计,并通过实验验证装置设计的合理性与协调控制方法的有效性。

关键词：海岛供电能量路由器移相全桥变换器双有源全桥变换器脉冲负荷多源协调

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基于参与因子的多源协调紧急控制方法研究

电网与清洁能源 2014年第12期30卷 53-59页

作者：周玲周野宋晓芳薛峰李祝昆国电南瑞科技股份有限公司江苏南京210003

提出了基于参与因子的多源协调紧急控制方法。从EEAC理论出发,分析了紧急控制的原理,考虑新能源并网机组的特性,比较了对不同类型发电机组实施紧急控制时OMIB等值机紧急控制时刻功率差的变化量,由此引入了紧急控制的参与因子,并结合紧... 详细信息

提出了基于参与因子的多源协调紧急控制方法。从EEAC理论出发,分析了紧急控制的原理,考虑新能源并网机组的特性,比较了对不同类型发电机组实施紧急控制时OMIB等值机紧急控制时刻功率差的变化量,由此引入了紧急控制的参与因子,并结合紧急控制参与因子,以最优控制代价为目标函数建立了紧急控制数学模型。通过简单电网和实际电网的仿真,结果验证了控制方法的有效性。

关键词： EEAC 多源协调紧急控制参与因子

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大规模光伏并网功率多源协调控制方法研究

自动化与仪器仪表 2021年第4期 64-66,70页

作者：李吉晨赵川汪马翔王珍意周天杨皖浙南瑞集团(国网电力科学研究院)有限公司南京211000 云南电网有限责任公司电力调度控制中心昆明650011 南京理工大学自动化学院南京210094

针对大规模光伏并网输出稳定性和功率增益不好的问题,提出基于暂态稳定功率补偿控制的大规模光伏并网功率多源协调控制方法。采用多参量融合配置的方法进行大规模光伏并网功率多源协调参数采样和信息融合处理,根据光伏并网直流侧输入参... 详细信息

针对大规模光伏并网输出稳定性和功率增益不好的问题,提出基于暂态稳定功率补偿控制的大规模光伏并网功率多源协调控制方法。采用多参量融合配置的方法进行大规模光伏并网功率多源协调参数采样和信息融合处理,根据光伏并网直流侧输入参数因素进行的静态极限有功功率调节,计算大规模光伏并网功率的稳态增益,采用静态极限电流调节的方法,构建大规模光伏并网功率调节的反馈补偿模型。在有功功率控制环路中通过暂态性稳定功率调节的方法,实现大规模光伏并网功率多源协调控制优化设计。测试结果表明,采用该方法进行大规模光伏并网功率多源协调控制的输出稳定性较高,有功功率平衡性较好,提高了多源协调控制的鲁棒性和自适应性。

关键词：大规模光伏并网功率多源协调控制参数调节

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多源电网协调实时控制技术综述

电力科学与工程 2017年第5期33卷 16-23页

作者：戴丽媛徐泰山汪马翔王昊昊段慧河海大学能源与电气学院江苏南京210096 国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211106

在能源结构调整的大环境下,针对风电与光伏发展的现状和特高压交直流建设进程,讨论了中国目前弃风、弃光量大的原因。结合实际电厂的AGC测试数据,总结与对比了风电、光伏、水电、火电各类电源并网的调节特性及其量化数据。在实际测试数... 详细信息

在能源结构调整的大环境下,针对风电与光伏发展的现状和特高压交直流建设进程,讨论了中国目前弃风、弃光量大的原因。结合实际电厂的AGC测试数据,总结与对比了风电、光伏、水电、火电各类电源并网的调节特性及其量化数据。在实际测试数据的基础上分析了多源电网协调实时控制技术的可行性,探讨了多源并网实时控制技术,重点阐述了风、火电分层优化控制技术;风、火、水电联合优化调度策略;风、光、储互补性控制策略以及计及网络约束与电量交易计划的实时控制方法的研究成果,展现了多源电网协调控制的优势,为大规模风电、光伏、水电、火电协调外送系统的规划、设计以及运行提供了技术支持,对我国新能源外送的实时控制具有借鉴和参考价值。

关键词：网架结构调节特性多源协调实时控制

“源-储-荷”多运行域协调控制提升清洁能源消纳能力策略

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电测与仪表 2024年第5期61卷 119-125页

作者：董辉楚帅葛维春戴武昌刘闯李音璇东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012 沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 国网辽宁省电力有限公司沈阳110006 国网天津市营销服务中心(计量中心) 天津300120

清洁能源发电具有随机性和波动性,为保证电网安全稳定运行,必须提高电网的灵活调节能力,从而提高清洁能源的消纳能力。文中通过研究电网调峰裕度、多源调节极限与弃风、限核、弃光之间的关系,以减少电网弃风、弃光电量为目标,提出一种... 详细信息

清洁能源发电具有随机性和波动性,为保证电网安全稳定运行,必须提高电网的灵活调节能力,从而提高清洁能源的消纳能力。文中通过研究电网调峰裕度、多源调节极限与弃风、限核、弃光之间的关系,以减少电网弃风、弃光电量为目标,提出一种电网多源多运行域协调调度策略,将电池储能和电储热控制纳入AGC控制系统中,针对电网不同运行时段,采用不同控制策略,最大化提高电网灵活调节能力。通过3个典型运行日的实际数据,给出了不同控制域的电网调峰具体措施,验证了电储热和电池储能对提升清洁能源消纳的作用。此外,多源多运行域协调控制策略在电网连续5年的实际运行结果表明,辽宁电网的弃风率得到持续下降,从2016年的13%下降至如今连续3年年弃风率不足1%,所提控制策略对电网提升消纳清洁能源的能力效果显著。

关键词：储能新能源多源协调多运行域自动发电控制