达到接近人类智能的人工智能赖以实现的计算平台,非一般工业控制计算机,甚至一般规模的计算机集群所能承担的。在此基础上,提出火电机组智能发电技术的基本构架:在一定规模发电集团的技术研究院建设“智能发电技术中心”,集中进行智能化技术的研发;各个发电厂和发电机组向该中心传送实时数据和信息,并从该中心获得智能控制、智能运维、智能管理等方面的技术支持。简要介绍了研发的炉内3维温度场在线监测技术、炉内燃烧负荷监测及快速克服燃料热值扰动控制技术、基于运行数据分析的风煤水独立解耦精确前馈锅炉运行优化控制技术,并在300、600 MW发电机组上得以成功应用,取得了降低发电煤耗和炉内燃烧氮氧化物排放的应用效果,为智能发电技术研发奠定了良好基础。
微电网将多种发电形式进行整合和利用,其诞生有效缓解了现阶段大电网的扩张需求。电源容量配置是微电网建设的基础,可在规划设计阶段为微电网建设的经济性、环保性和供电可靠性提供参考。微电网系统电源容量优化配置的结果在很大程度上取决于优化模型的选择,不同优化模型会对容量配置结果造成差异。因此,将重点放在不同优化模型对容量配置结果的影响上,对不同优化模型在独立型水-光-柴-储微电网系统电源容量配置结果中造成的差异性及其原因进行分析。在综合考虑经济性、供电可靠性、环境效益等评价指标的基础上,通过考虑不同的优化目标,建立不同导向的优化模型。以一个实际建设的微电网项目为例,使用自适应权重粒子群算法对模型进行求解,得到不同模型下电源容量配置情况的最优解;通过对实例求解结果的分析,研究微电网电源容量优化配置结果的差异性及其原因,并验证所提出模型的正确性及可靠性。
工业园区具有厂房屋面面积大,光伏发电时间与用电高峰重合的特点,配置光储联合系统后能有效降低购电成本,减小光伏对系统的冲击,并在电力市场环境下降低功率偏差带来的经济损失。为得到基于最优储能调度策略下光储联合系统配置方案,以降低购电费用、功率偏差惩罚和线路损耗为目标,建立基于电力市场环境下的光储联合系统优化模型,同时优化光伏和储能的配置容量及储能的调度策略;以工业园区典型日负荷数据为研究对象,分析价格因素和功率偏差水平对配置结果的影响,得到了实际可行的光储配置方案,仿真结果表明,配置合理的光储容量能有效降低成本。
为研究双馈风机次同步现象,以特征值分析法为基础,研究双馈风机单机无穷大系统。在Simulink平台搭建其动态模型,编程求取系统运行初值、模态特征值和参与因子;进一步对系统进行模态分析,识别出机电模态、轴系模态和次/超同步模态,尤其次同步模态,验证了系统参数变化对于双馈风机次同步影响的一般性结论。
合理地对微电网内部多种分布式能源(distributed energy,DE)有效配置是实现大区域能源互联网的基础与关键。首先阐述园区型微电网的概况,在此基础上利用精细化分析提出改善基础网架的方法。对于配电网主动性的提升借助“能源路由器(energy router,ER)”、混合储能系统(energy storage system,ESS)、交直流混合配电网及源-网-荷-储(generation-grid-load-storage)协调控制技术对园区型微电网(micro-grid)规划阶段展开分析讨论,综合目前国内外对微电网理论技术研究的成果和国内微电网示范工程实施的情况,给出园区型智慧微电网一般的优化配置方法。
随着青海电网规模的不断增大,短路电流超标已成为电力系统安全运行面临的重大问题。分析青海西宁地区短路电流的发展趋势,分析青海东部地区750 kV母线短路电流超标的原因,利用支路阻抗追加法计算装设串联电抗器后节点阻抗参数和母线短路电流,并在此基础上提出限制青海东部地区短路电流的措施,研究成果可为青海电网限制短路电流提供借鉴。
随着风电的电力系统高比例接入,其输出功率的随机波动性将对系统的经济调度带来影响,为此,从风电场协调经济调度出发,研究利用储能平抑风电场功率波动的容量设计与控制策略。首先设计风电场基于电池和超级电容器的混合储能系统及考虑两种储能装置功率调节特性的风功率波动平滑控制策略;然后利用风电场并网电力系统及其经济调度控制,基于储能系统分组轮换控制提出一种储能面向风功率波动平抑的荷电状态管理与容量设计方法。在此基础上,针对风电功率波动的随机特性,采用人工神经网络设计储能系统动态跟踪风电场输出功率波动的控制策略。该控制策略通过利用风电场输出功率预测误差进行神经元权重在线调整,不仅使风电功率波动平抑具有良好的控制效果,而且提高了控制器对控制输入随机波动的鲁棒响应。最后利用改进的含风电场的3机11节点电力系统仿真,验证所提储能系统荷电状态管理和容量设计、平抑风功率波动控制策略的有效性。
逆变型分布式电源(inverter-based distributed generation,IBDG)以良好控制及转换电能的能力在微电网中得到了广泛的应用。将IBDG等效为直流电压源,逆变器控制采用双闭环控制策略进行并网控制。外环为电压环,主要是针对逆变器的输入端电压,控制其维持稳定;内环为电流环,主要目标是控制逆变器的输出电流与电网电压同频同相。在PSCAD/EMTDC软件中搭建逆变器模型,并通过设置负荷的投切以验证所制定的逆变器控制策略的有效性;仿真运行表明,采用双闭环控制策略的逆变器在负荷变化的情况下的输出依旧与设定的预期相符。
电网中风电比例占比较高时,风电系统如果出现大面积脱网,将会对电网造成严重影响。通过分析同步直驱永磁风力发电机组(permanent magnetic synchronous generator,PMSG)故障的运行特性,为能够提高PMSG的低电压运行能力,依据现有的保护策略,提出一种新的低电压穿越(low-voltage ride through,LVRT)协调控制策略,包括将卸荷电路的直流制动系统控制、双二阶广义积分锁相控制、提取电网电压正负序以及网侧无功控制的综合协调控制策略。以电网中常见的三相对称跌落故障及单项接地短路造成的不对称故障,通过PASCAD仿真实验来验证风力机组低电压穿越能力,分析结果表明:所提出的综合协调控制策略可实现风电机组在低电压故障期间的安全穿越,提高了系统稳定性与实用性,验证了新型的低电压穿越控制策略的有效性和优越性。
为解决风力机组实际运行中风速仪测量风速不准确的问题,采用真机试验与数值模拟相结合的研究方法对其进行研究。通过对试验数据及模拟结果进行分析,得如下结果:风力机转轮转速未达到额定转速时,测风仪测量的风速偏差随来流风速的增加而增大;在转轮达到额定转速,来流风速为8 m/s时,此时风速仪测量风速为8.82 m/s,存在的最大偏差为0.82 m/s;转轮转速保持在额定转速,来流风速继续增大时,测风仪测量风速偏差将随来流的增加逐渐减小,相比于一次修正函数,对测风仪测量风速采用二次函数进行修正,其效果较好,得到的实际功率曲线与理论功率曲线更为符合。