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风光互补与电解水制氢系统负荷的协调稳定运行

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太阳能学报 2023年第3期44卷 344-350页

作者：陈梦萍任建兴李芳芹上海电力大学能源与机械工程学院上海201306

电解水制氢作为一种新型储能手段,可作为调整风光能源输出电力的绿色手段。该文以风力发电、光伏发电、电解制氢与燃料电池为研究对象,通过对风光互补发电系统与电解水制氢系统的输出输入功率进行建模仿真,协调优化控制风光电、电解槽... 详细信息

电解水制氢作为一种新型储能手段,可作为调整风光能源输出电力的绿色手段。该文以风力发电、光伏发电、电解制氢与燃料电池为研究对象,通过对风光互补发电系统与电解水制氢系统的输出输入功率进行建模仿真,协调优化控制风光电、电解槽、燃料电池以及系统负载的负荷变化要求,改善了风光发电电解水制氢系统与系统负荷之间的负荷不平衡问题,为风光互补可再生能源系统的稳定运行提供了理论依据。

关键词：风力发电光伏发电风光互补电解水制氢燃料电池仿真

风光互补发电系统混合储能系统容量优化方法研究

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水电能源科学 2024年第1期42卷 216-220,39页

作者：孙永凯何飞跃何婷中国水利水电科学研究院北京100038 北京中水科水电科技开发有限公司北京100038

风光互补发电系统受风光资源影响发电功率波动较大,配置适当的储能系统可提高新能源发电的消纳能力和电能质量。针对风光互补发电系统储能容量优化配置问题,将运行投入成本作为优化目标,提出以抽水蓄能为基础,蓄电池和超级电容参与的混... 详细信息

风光互补发电系统受风光资源影响发电功率波动较大,配置适当的储能系统可提高新能源发电的消纳能力和电能质量。针对风光互补发电系统储能容量优化配置问题,将运行投入成本作为优化目标,提出以抽水蓄能为基础,蓄电池和超级电容参与的混合储能系统模型。该储能模型以跟踪负荷曲线作为平抑目标函数,利用集合经验模态分解和滑动平均法,对抽水蓄能机组、蓄电池和超级电容设备进行功率分配。建立了风光发电系统模型,利用带免疫的粒子群算法对储能配置容量进行寻优求解。计算结果表明,所提基于抽水蓄能的混合储能容量优化模型,对发电系统输出功率波动情况改善明显,电能消纳能力和运行经济性有所提高。

关键词：抽水蓄能风光互补储能容量优化平抑功率波动电能消纳

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计及风光互补特性的风光容量优化配置模型

太阳能学报 2023年第8期44卷 149-156页

作者：赵振宇解冰清华北电力大学经济与管理学院北京102206

建立风光互补优化配置从可实现性评价至优化配置决策全过程的优化配置模型。模型基于源-荷匹配思想,建立风光联合出力的负荷匹配度指标;考虑并网导致的新增调峰需求、新能源发电的降碳收益、弃电惩罚成本,构建风光联合出力的平均度电成... 详细信息

建立风光互补优化配置从可实现性评价至优化配置决策全过程的优化配置模型。模型基于源-荷匹配思想,建立风光联合出力的负荷匹配度指标;考虑并网导致的新增调峰需求、新能源发电的降碳收益、弃电惩罚成本,构建风光联合出力的平均度电成本模型。以负荷匹配度最大和平均度电成本最小为优化目标,采用NSGA-Ⅱ算法对风光装机容量配置进行优化,引入COWA算子,采用博弈论方法确定指标权重对优化解集进行进一步优选以辅助决策。以某地区为算例,求解验证模型的有效性,所建模型适用于区域电网和微网的规划建设,通过优化的风光装机容量配置,能够提高新能源出力对负荷的匹配程度,降低平均度电成本。

关键词：太阳能风能多目标优化风光互补成本核算

风光互补无人监测船神经网络MPPT优化策略

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2023年第9期53卷 141-146页

作者：王永鼎刘牛上海海洋大学工程学院上海201306

为提高风光互补无人监测船长期作业的续航能力和工作稳定性,针对传统风光互补发电的优化最大功率点追踪(MPPT)控制策略需要对风力发电和光伏发电两个子系统分别进行MPPT控制而导致的综合输出功率不高问题,提出径向基函数(RBF)神经网络... 详细信息

为提高风光互补无人监测船长期作业的续航能力和工作稳定性,针对传统风光互补发电的优化最大功率点追踪(MPPT)控制策略需要对风力发电和光伏发电两个子系统分别进行MPPT控制而导致的综合输出功率不高问题,提出径向基函数(RBF)神经网络和单个升压(Boost)电路MPPT优化控制策略。该方案以风力发电和光伏发电两个子系统输出的电流和电压作为RBF神经网络的输入电流和电压,通过神经网络输出统一的占空比,经由单个Boost电路调整风光互补发电系统的输出电压,提高风光互补发电系统的综合输出功率。使用MATLAB仿真进行验证,结果表明此优化策略与传统MPPT控制策略相比综合输出功率更高且更稳定。

关键词：无人监测船风光互补优化最大功率点追踪径向基函数神经网络综合输出升压电路

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风光互补系统混合储能优化配置研究

风光互补系统混合储能优化配置研究

作者：杨思溦沈阳农业大学

学位级别：硕士

随着化石能源消耗对环境污染问题的加剧,可再生能源发电得到了快速的发展,然而可再生能源发电的不确定性导致弃风弃光问题严重。作为消纳可再生能源发电的有效手段,在风光互补模型中,混合储能被应用于平抑可再生能源出力的波动。随着负... 详细信息

随着化石能源消耗对环境污染问题的加剧,可再生能源发电得到了快速的发展,然而可再生能源发电的不确定性导致弃风弃光问题严重。作为消纳可再生能源发电的有效手段,在风光互补模型中,混合储能被应用于平抑可再生能源出力的波动。随着负荷需求响应的发展,更多的负荷参与系统需求响应;此外,混合储能低碳特性进一步限制了火电/燃气机组的输出功率,进一步增大混合储能系统的调度难度。因此,如何更加经济的实现混合储能系统优化配置和调度运行是一个亟需解决的问题,针对此问题,本文研究内容如下:1)混合储能系统为解决能源效率和环境污染等问题提供了一种新的途径,同时有效提升了可再生能源发电的消纳水平。以含混合储能系统的风光互补联合系统为切入点,构建了电储能、储热罐、抽水蓄能电站优化模型,重点分析了各设备运行原理。此外,对风力发电机组、太阳能电池方阵、电转气设备和碳捕集设备进行了详细建模和运行特性分析,深入分析各设备之间输出、输入关系,为后续混合储能系统优化奠定模型基础。2)为解决多类型负荷背景下混合储能的容量优化配置问题,本文提出一种多类型负荷综合需求响应(Integrated demand response,IDR)的混合储能优化配置模型,旨在确定电储能和抽水蓄能电站最优容量配置。结合电、热负荷不舒适度系数,构建多类型负荷用能不满意度模型,并以成本的形式计入混合储能优化配置模型中。为精确评估多类型负荷整体用能满意度水平,提出一种综合满意度指标,防止负荷过度响应等问题。采用CPLEX对混合储能优化配置模型求解,验证所提模型及算法的有效性。3)在多类型负荷集群需求响应模型和混合最优容量配置的基础上,本文提出一种碳捕集-P2G和奖惩型阶梯碳交易相结合的混合储能低碳经济调度模型。构建新能源参与的碳捕集-P2G联合运行模型,增强碳捕集-P2G对二氧化碳的捕集/消耗能力,在提升可再生能源消纳的同时,进一步降低混合储能系统碳排放水平。引入奖惩型阶梯碳交易机制,从碳排放成本角度进一步限制系统碳排放量,同时,与碳捕集-P2G共同组成混合储能低碳模型。采用CPLEX对混合储能低碳经济优化模型求解,验证所提模型及算法的有效性。

关键词：风光互补混合储能综合满意度指标奖惩型阶梯碳交易机制碳捕集-P2G联合模型

基于多功率耦合的风光互补制氢系统容量配置优化方法

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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太阳能学报 2022年第11期43卷 474-481页

作者：帅逸轩赵培轩刘慧敏陈思懿戴文磊胡红云华中科技大学煤燃烧国家重点实验室武汉430074 中南民族大学资源与环境学院武汉430074

为保证风光互补制氢系统平稳运行及蓄电池容量最优化,提出一种结合实际环境的改进蓄电池容量确定法,综合考虑制氢装置平均功率、蓄电池所需容量、制氢功率切换及工作功率波动等多因素影响,并针对单功率、双功率和三功率等不同制氢功率... 详细信息

为保证风光互补制氢系统平稳运行及蓄电池容量最优化,提出一种结合实际环境的改进蓄电池容量确定法,综合考虑制氢装置平均功率、蓄电池所需容量、制氢功率切换及工作功率波动等多因素影响,并针对单功率、双功率和三功率等不同制氢功率模式进行系统分析。结果表明,选取双功率模式能使蓄电池容量大幅减少,同时高低功率差距在允许范围内,功率切换不频繁,控制相对简单。

关键词：制氢电解蓄电池容量风光互补功率模式容量配置

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风光互补综合发电系统可靠性分析

电力系统保护与控制 2013年第1期41卷 102-108页

作者：郭创新张理张金江宗明朱钦浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 浙江科技学院浙江杭州310023 上海市南供电公司上海200235

根据风能和太阳能在时间和地域上的天然互补性,综合考虑常规机组的强迫停运,在夏冬季典型日下计算风光互补性在季节和昼夜两方面对于系统充裕度的影响。定义新能源有效带载能力(N-ELCC)描述含新能源的发电系统的负荷承载能力,并给出N-E... 详细信息

根据风能和太阳能在时间和地域上的天然互补性,综合考虑常规机组的强迫停运,在夏冬季典型日下计算风光互补性在季节和昼夜两方面对于系统充裕度的影响。定义新能源有效带载能力(N-ELCC)描述含新能源的发电系统的负荷承载能力,并给出N-ELCC随风光容量比例的变化特性,以及N-ELCC对静态备用容量的影响。算例表明,系统的充裕度及可靠性随风光投入容量比例、季节以及昼夜更替而变化。最后给出算例地区气候环境所适宜的科学新能源发电建议,并可以在保证可靠性满足要求的前提下,减少备用投资,提高其经济性。

关键词：风光互补新能源有效带载能力储能可靠性序贯蒙特卡洛仿真

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吉林西部风能太阳能资源互补特性研究

高原气象 2022年第4期41卷 1086-1095页

作者：王捷儒姚锦烽朴哲勇李海燕中国气象局公共气象服务中心北京100081 国网吉林省电力有限公司吉林长春130021

风能太阳能资源在时间和季节上具有波动性和不稳定性,这为电网调度带来压力,成为阻碍清洁能源并网的巨大难题。本文利用吉林西部相邻风电场和光伏电站完整一年的实测资料,通过选取变异系数作为监测资源稳定性的衡量指标,分别考察两种资... 详细信息

风能太阳能资源在时间和季节上具有波动性和不稳定性,这为电网调度带来压力,成为阻碍清洁能源并网的巨大难题。本文利用吉林西部相邻风电场和光伏电站完整一年的实测资料,通过选取变异系数作为监测资源稳定性的衡量指标,分别考察两种资源在不同利用比例下叠加结果的稳定性,从日变化和月变化角度分析其互补特性。另外本文应用三种典型的反映变量同步或相反变化特性的相关性指标即Pearson相关系数、Spearman秩相关系数和Kendall秩相关系数,辅助说明本文所用稳定性指标的合理性。结果表明:吉林西部风能、太阳资源的日变化相较于月变化更具互补性,通过一定资源利用比例的调整可以大幅提高叠加后的资源稳定性。本文仅通过一个地区一年的实测资料,探讨建立了一种风能太阳能资源互补特性的评价方法,研究结论可为电网同时调度两种资源提供参考。

关键词：风能资源太阳能资源风光互补变异系数稳定性

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基于典型气象条件的风光互补系统容量优化

太阳能学报 2021年第2期42卷 110-114页

作者：成驰陈正洪孙朋杰何明琼湖北省气象服务中心武汉430074 湖北省气象能源技术开发中心武汉430074

采用当地风速和辐射强度等气象因子日变化典型特征曲线为基础数据,以风光互补发电系统日输出功率曲线最接近当地负荷曲线为最优化目标,以风电和光伏装机容量为变量,建立一种并网风光互补容量优化配置模型,旨在提高清洁能源占比和利用效... 详细信息

采用当地风速和辐射强度等气象因子日变化典型特征曲线为基础数据,以风光互补发电系统日输出功率曲线最接近当地负荷曲线为最优化目标,以风电和光伏装机容量为变量,建立一种并网风光互补容量优化配置模型,旨在提高清洁能源占比和利用效率。利用武汉某区域用电负荷数据和该区域测风塔风速数据及太阳辐射数据进行算例分析,结果验证了所提出优化配置模型的可行性。

关键词：气象因子风光互补容量配置