为提高清洁能源的利用率和减少能源损耗,提出了基于路径最优的多微电网系统的能源调度策略。单微电网由光伏、风电、蓄电池以及燃气轮机等设备组成。在多微电网并网运行的条件下,建立多微网系统双层优化调度模型。第1层调度以维护费用、燃料费用、蓄电池损耗费用、污染物治理费用及功率交互费用最低为目标,采用群集蜘蛛优化算法求解第1层1个周期内各分布式发电单元的最优出力及总运行成本。第2层调度在第1层调度的优化结果之上考虑各微电网之间以及与大电网之间能量调度的损耗,以各电网之间交互成本最低为目标函数,采用蚁群算法选择损耗最小的最优路径,实现多微网间的能量互济。最后采用基于IEEE 9节点的并网型多微电网系统进行能源调度验证,结果表明:该方法能有效减小各微电网功率互济过程中的能量损耗,节约成本,网损由1 379 kW降低为905 kW,成本由17 578元降低为13 443元。
为了提升谐波电流的检测效果,使有源滤波器(active power filter,APF)能更好地消除谐波,首先在APF的基础上,采用固定步长最小均方算法(least mean square,LMS)的同时嵌入低通滤波器进行自适应谐波电流检测,然后采用麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)对滤波的参数进行改进,接着通过改变负载参数值,来验证改进后的LMS算法在负载取不同值下同样适用,最后使用Matlab搭建仿真模型,并在模型中对比了固定步长LMS算法、SSA算法、粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)这3种不同方法改进滤波参数的仿真效果,仿真结果表明使用SSA算法来优化参数效果最好,可使流经电网的电流达到只有基波电流的水平,并将电流的总谐波失真率降低到5%以下,满足IEEE标准,使电流的谐波含量降低,系统更加稳定,同时也表明了该方法的适用性和可行性。
冷热电三联供(combined cooling heating and power,CCHP)系统有着较高的一次能源利用率、较小的环境污染以及较高的经济性等优点,可有效减轻目前困扰全球的环境污染问题,是社会经济、环境可持续发展的需要,也被认为是实现双碳目标的手段之一。随着我国3060双碳目标的提出和国内碳交易市场的发展,碳排放问题势必会成为影响CCHP系统运行策略的一个重大因素。为解决在双碳背景下的CCHP系统运行策略优化问题,通过Matlab软件建立CCHP系统的数学模型,分别在碳排放价格与碳排放指标这2种不同约束条件下,以运行成本最低为目标,采用非线性规划法,优化CCHP系统的运行策略,并通过对某建筑的CCHP系统的负荷计算,验证了该数学模型在不同碳排放约束条件下都可很好地提供合适的运行策略,同时也为CCHP系统在双碳背景下的应用与发展提供了参考。
针对带并联电抗器的输电线路单相接地故障后自动重合于永久性故障造成系统二次冲击的问题,提出一种基于断开相并联电抗器电流拍频特性来进行瞬时性故障性质识别的方法。利用断路器跳闸后断开相并联电抗器电流二次电弧阶段的短数据窗来构造一个符合正弦特征的预测波形,瞬时性故障下采样波形与预测波形差异较大,其互相关系数在1~-1之间剧烈波动,永久性故障下则保持在1附近,因此利用电流波形互相关系数可实现对故障性质的可靠识别。该方法滤波要求低,原理简单,容易实现。PSCAD仿真结果表明,该故障性质判别方法可准确识别瞬时性故障,可有效提高重合闸成功率,改善系统运行的稳定性。
为提高燃气三联供耦合光伏系统的运行能效,以上海市某办公大厦分布式项目为例,在综合考虑项目设备特性、峰平谷电价和项目发电成本等因素的基础上,首先建立系统性能评估及经济性测算模型,然后对不同边界条件下三联供与国网直供能系统的经济性进行分析比较。最后结合大厦负荷现状,以系统综合运行费用为优化目标,确定冬、夏季典型日负荷工况下系统的运行策略。结果表明:电价高峰、平段时,三联供系统均具有良好的经济效益,电价低谷时当冬、夏季天然气价格分别高于3.69和3.99元/m3时直接用国网直供能运行费用更低。优化后系统运行策略方案与常规方案相比,每年可减少运行费用190.42万元,二氧化碳排放量236.06 t,经济及环保效益显著。
海上风电设备的腐蚀会带来严重的财产损失,甚至危及人身安全,而监测技术可对设备的腐蚀情况进行连续监测,维持系统的安全平稳运行。为此,首先归纳探针技术、常规监测技术、电化学技术及其他腐蚀监测技术,其中:探针技术包括电阻探针、电位探针、电偶探针、电感探针、氢探针及电化学探针,电化学技术包括电化学阻抗谱、电化学噪声、光电化学、腐蚀电位、线性极化阻力等技术,常规监测技术包括失重、超声波、电偶电流、声发射、薄层活化、场图像、恒电量等技术;然后分别探讨每种技术对应的原理、适用情况及优缺点,指出腐蚀在线技术存在的问题以及下一步研究目标。
加强以新型储能为代表的调节性资源的建设是构建新型电力系统的关键环节。新型储能的商业化应用对增强电源、电网的可调度性和负荷的可调节性,确保电力系统安全稳定运行具有重要意义。首先,对新型储能的功能与应用场景进行介绍,并对新型储能在电源、电网和负荷侧的三种典型应用场景——“一体化”建设、辅助服务市场、用户侧布置进行介绍,分别归纳总结商业运行模式,提出商业化应用技术需求,并展望未来市场空间。最后,结合以上分析和预估,对新型储能商业化发展提出建议。
道路优化与机位点合理排布对风电场建设成本有重要的影响,为了有效降低风电场建设成本,基于Jensen尾流模型优化风机点位,综合考虑Dijkstra法、等高线树搜索法、Prim法,提出了一种基于机位排布的风电场场内道路自动优化方法。在最短通路的原则下,通过改进Prim法得到了更贴近实际工程项目的Y型岔路方案,有效降低了场内道路的工程量和造价。
大力发展新能源是实现“双碳”目标的重要手段。针对新疆电网大规模发展新能源带来的新能源弃电较高的问题,分析了新疆电网远景年调峰需求和储能电源的配置方案,将调峰平衡问题分为2个子问题考虑。首先,分析负荷调峰问题,即电源装机方案能否正常跟随日负荷的变化;然后,分析长时间尺度的新能源调峰问题,即分析弃水、弃风、弃光的情况。以新能源利用率大于95%为约束,研究了新疆电网2030、2035年的调峰电源配置方案,研究成果可为新疆电网新能源发展及储能电源配置提供参考。
液流电池内双极板流场结构是影响电堆及系统性能的关键,电极是影响电堆内电解液流动特性的主要因素。为研究液流电池内部电解液的流动状态,使电解液分布更为均匀且有较高的传质效率,设计并搭建液流电池用碳布渗透率试验平台,测试并计算得出多孔介质模型中粘性阻力系数和惯性阻力系数等计算流体力学关键数据。将试验中得到的关键数据结合数值模拟,计算碳布在0.3、0.4和0.5 mm的压缩状态下,电解液在叉指型流场结构中的流动状态。通过试验和模拟结果可看出,随着碳布压缩量增大,单电池的流动阻力急剧增大。因此,电堆在设计中应考虑在保证电化学性能的同时,尽可能地减小电极压缩量,进而提高储能系统效率。通过试验与模拟相结合的研究方法,可对现有的电堆设计方案进行评估分析,从而反馈并修正设计方案。