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漂浮式海上风电机组稳定控制策略研究

太阳能学报 2023年第12期44卷 316-322页

作者：刘登权程志江袁嘉旺可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心(新疆大学) 乌鲁木齐830017

以NREL的5 MW的OC4半潜式海上漂浮式风力机为研究对象,首先建立半潜式风力机动力学简化模型,其中外激励的环境载荷模拟使用了一种载荷系数法并进行验证。基于此模型,风浪载荷联合作用下对半潜式风力机性能影响最大的是纵摇形式的动态响... 详细信息

以NREL的5 MW的OC4半潜式海上漂浮式风力机为研究对象,首先建立半潜式风力机动力学简化模型,其中外激励的环境载荷模拟使用了一种载荷系数法并进行验证。基于此模型,风浪载荷联合作用下对半潜式风力机性能影响最大的是纵摇形式的动态响应,设计一种双幂次趋近律滑模控制压载水的方法来降低半潜式风力机的运动响应。最后,对所设计的控制器进行仿真。仿真结果表明:相比于传统变幂次趋近律滑模控制和幂次趋近律滑模控制,双幂次趋近律滑模控制方法有更高的控制精度,可有效降低载荷的作用效果,从而维持系统的稳定。

关键词：海上风电半潜式风力机动力学建模非线性系统压载水双幂次趋近律滑模控制

考虑绿证-碳联合交易与需求响应综合能源系统经济运行

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太阳能学报 2023年第11期44卷 538-546页

作者：李亚峰王维庆寇洋朱姝林可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心(新疆大学) 乌鲁木齐830047

“30·60”双碳背景下,将现有绿色证书交易、碳交易和需求响应机制实现联动,更能反映可再生能源低碳属性,实现系统低碳经济性。该文提出考虑绿证-碳联合交易与需求响应综合能源系统经济运行策略。首先,引入绿色证书交易和碳交易机制,通... 详细信息

“30·60”双碳背景下,将现有绿色证书交易、碳交易和需求响应机制实现联动,更能反映可再生能源低碳属性,实现系统低碳经济性。该文提出考虑绿证-碳联合交易与需求响应综合能源系统经济运行策略。首先,引入绿色证书交易和碳交易机制,通过绿色证书碳减排机理,联动绿色证书交易与碳交易;其次,引入需求响应机制,优化用户用能行为,促进可再生能源消纳,提高绿色证书和碳交易收益;最后,提出以购能成本、绿色证书交易成本、碳交易成本和需求响应补偿成本之和最小为目标的经济运行策略。算例结果证明:在综合能源系统中引入绿色证书交易、碳交易和需求响应机制具有优越的低碳经济性。

关键词：绿色证书交易碳交易需求响应低碳经济综合能源系统

考虑风电预测误差时序性及风电可信度的双层优化模型

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电工技术学报 2023年第6期38卷 1620-1632,1661页

作者：徐询谢丽蓉梁武星叶家豪马兰可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心(新疆大学) 乌鲁木齐830047

推动风电等清洁能源是实现双碳目标的有力举措。为此针对风电的不确定性,提出考虑风电预测误差时序性及风电可信度的双层优化模型。首先,根据风电预测误差的时序相关性优化预测误差分段数;然后,建立双层优化模型,日前阶段上层模型基于... 详细信息

推动风电等清洁能源是实现双碳目标的有力举措。为此针对风电的不确定性,提出考虑风电预测误差时序性及风电可信度的双层优化模型。首先,根据风电预测误差的时序相关性优化预测误差分段数;然后,建立双层优化模型,日前阶段上层模型基于风电功率上下波动域以最大化利用风电和最小化发电成本及碳交易成本为目标函数,日内阶段基于风电概率性场景以最小化系统偏差校正成本及风险成本为目标函数,并考虑激励型需求响应,通过风电可信度耦合关联上下层模型;最后,以新疆某地区风电场数据进行仿真分析,结果表明所提模型能够降低系统风险成本,协调风电和火电的输出功率,并提高风电接入系统的整体经济性。

关键词：风电预测误差概率密度分布自动发电控制双层优化模型

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海上漂浮式风机变桨距控制策略研究

振动与冲击 2023年第15期42卷 260-267,297页

作者：程志江袁嘉旺陈星志刘登权王智强新疆大学可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心乌鲁木齐830047

海上漂浮式风机服役环境复杂,为了在风浪载荷的联合作用下减少漂浮式风机的发电功率以及风轮转速的波动。在FAST基础控制的基础上提出了将分数阶比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)变桨控制,来抑制风、浪载荷的影响... 详细信息

海上漂浮式风机服役环境复杂,为了在风浪载荷的联合作用下减少漂浮式风机的发电功率以及风轮转速的波动。在FAST基础控制的基础上提出了将分数阶比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)变桨控制,来抑制风、浪载荷的影响。以美国可再生能源实验室的5 MW的OC4海上漂浮式风机为研究对象,首先建立了基于分数阶PID变桨距控制的漂浮式风机的动力学模型,结合遗传算法对控制的参数进行寻优,来提高系统的控制效果。使用了FAST与SIMULINK联合仿真,研究其对发电功率和风轮转速以及平台6自由度运动的影响,并且对变桨以后平台6自由度的运动进行了建模与分析研究。结果表明,与FAST基础PID控制器相比,基于遗传算法寻优的分数阶PID控制器具有更高的控制精度,有效降低输出功率和风轮转速的波动,而且会对6自由度的运动产生影响。

关键词：海上漂浮式风机动力学模型变桨控制漂浮式平台发电功率

含分布式电源的配电网动态无功补偿优化策略研究

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太阳能学报 2023年第1期44卷 525-535页

作者：陈倩王维庆王海云武家辉新疆大学可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心乌鲁木齐830047

兼顾分布式电源(DG)出力和负荷动态变化提出一种基于需求侧响应的配电网动态无功优化策略。该策略采用灰色关联度映射方法划分时段,在同一时段内协同优化不同类型变量,然后固定多个时段内并联电容器组(SCB)和有载调压变压器(OLTC)的状态... 详细信息

兼顾分布式电源(DG)出力和负荷动态变化提出一种基于需求侧响应的配电网动态无功优化策略。该策略采用灰色关联度映射方法划分时段,在同一时段内协同优化不同类型变量,然后固定多个时段内并联电容器组(SCB)和有载调压变压器(OLTC)的状态,进行二次静态无功优化校正。针对模型特征,对不同类型变量采用混合协同进化算法进行求解,并提出基于Tent混沌映射和Levy飞行策略的改进麻雀算法提高协同求解效率。仿真结果表明:计及新能源出力变化和需求侧响应的所提策略能在降低求解规模的同时获取较高满意度的无功优化结果,且该混合协同进化算法在求解混合整数的非凸、非线性优化问题上具有一定优势。

关键词：分布式电源无功功率配电网灰色关联度协同进化算法 Tent混沌

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基于自抗扰控制的风电并网变流器锁相环设计

太阳能学报 2023年第4期44卷 147-155页

作者：杨天翔程志江杨涵棣田峰可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心(新疆大学) 乌鲁木齐830047

在高比例可再生能源渗透环境下,电力系统呈现低惯性阻尼特性,传统基于PI控制器的同步参考坐标系锁相环更易受到新能源波动性的影响,造成锁相输出结果较差,从而引发跟网型风电变流器的一系列振荡问题。提出基于一阶线性自抗扰控制器的锁... 详细信息

在高比例可再生能源渗透环境下,电力系统呈现低惯性阻尼特性,传统基于PI控制器的同步参考坐标系锁相环更易受到新能源波动性的影响,造成锁相输出结果较差,从而引发跟网型风电变流器的一系列振荡问题。提出基于一阶线性自抗扰控制器的锁相环,通过对比分析一阶线性自抗扰锁相环和传统锁相环的频域特性,说明其抗扰性能的优势。提出一种简易的参数设计方法,简化锁相环参数设计。在相同带宽尺度比较下说明高阶自抗扰控制器应用于并网变流器锁相环的局限性。通过锁相环仿真和基于混合多电平并网变流器的实验结果表明,所提自抗扰锁相环在受扰动环境下具有更准确的锁相结果,更加适用于高比例可再生能源参与的新型电力系统。

关键词：风电并网变流器可再生能源锁相环自抗扰控制

基于安全域理论的含新能源电力系统概率潮流分析方法

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太阳能学报 2022年第8期43卷 1-7页

作者：李伟琦王维庆王海云武家辉张永超可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心(新疆大学) 乌鲁木齐830047

针对含可再生能源电力系统中概率性潮流分析效率低且不能从整体角度反映波动对系统影响的问题,提出一种基于静态安全域理论的改进概率潮流分析方法。首先采用基于最大熵法的潮流算法计算并分析测试系统的概率潮流情况;然后通过有效边界... 详细信息

针对含可再生能源电力系统中概率性潮流分析效率低且不能从整体角度反映波动对系统影响的问题,提出一种基于静态安全域理论的改进概率潮流分析方法。首先采用基于最大熵法的潮流算法计算并分析测试系统的概率潮流情况;然后通过有效边界辨识方法和静态安全距离指标分析可再生能源概率性波动对测试系统静态安全的影响。最后通过对新疆哈密区域电网进行分析,验证了所提方法的可行性和实用性。

关键词：可再生能源电力系统最大熵法静态安全域概率性波动

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含分布式能源的配电网双层优化运行策略

太阳能学报 2022年第10期43卷 507-517页

作者：陈倩王维庆王海云新疆大学可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心乌鲁木齐830047

为响应“碳达峰、碳中和”的号召,兼顾分布式能源(DG)参与下配电网运行的经济性和环保性,该文构建一种含DG的配电网双层优化模型。该模型以DG投资运行成本及环境效益为上层目标对DG进行优化配置,并以网损和电压偏移度成本为下层目标对... 详细信息

为响应“碳达峰、碳中和”的号召,兼顾分布式能源(DG)参与下配电网运行的经济性和环保性,该文构建一种含DG的配电网双层优化模型。该模型以DG投资运行成本及环境效益为上层目标对DG进行优化配置,并以网损和电压偏移度成本为下层目标对配电网进行无功优化。针对模型特点,提出改进麻雀算法进行模型求解,增加Tent混沌映射初始化种群,引入萤火虫扰动机制改进操作算子并优化越界处理机制维持种群多样性。仿真结果表明,该模型能有效提高配电网运行的经济环保性,并验证了改进麻雀算法在求解复杂非线性非凸含离散变量的复杂组合优化问题上的优势。

关键词：分布式电源无功功率双层规划麻雀搜索算法 Tent混沌

基于电流偏差的永磁同步电机滑模电流解耦控制

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控制理论与应用 2022年第11期39卷 2149-2160页

作者：曾小莉王维庆王海云新疆大学可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心新疆乌鲁木齐830047

永磁同步电机(PMSM)矢量控制的目标是使PMSM表现优良的动态性能和稳态性能,为解决同步旋转坐标下dq轴电流存在耦合,同时传统解耦方法在电感参数失配时解耦效果不佳的问题,提出一种基于电流偏差的永磁同步电机滑模电流解耦控制方法.该方... 详细信息

永磁同步电机(PMSM)矢量控制的目标是使PMSM表现优良的动态性能和稳态性能,为解决同步旋转坐标下dq轴电流存在耦合,同时传统解耦方法在电感参数失配时解耦效果不佳的问题,提出一种基于电流偏差的永磁同步电机滑模电流解耦控制方法.该方法在电流偏差解耦控制电机模型的基础上,保证系统的良好的动态性能,并充分利用偏差解耦结构的灵活性,引入新的Z控制函数,设计滑模控制律,使其运动在滑模阶段,并且呈非线性光滑特性,以保证系统滑动模态,抑制抖振,从而实现dq轴电流较好的解耦效果,同时提高系统在整个运动过程中因参数摄动和外在扰动的鲁棒性,保证系统的动态性能.通过对传统解耦方法和新方法的仿真和实验对比分析,验证所提方法的可行性和有效性.

关键词：永磁同步电机电流解耦控制偏差解耦滑模控制鲁棒性