2021年 第43卷 第9期    刊出日期：2021-09-25

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新能源并网控制

能源互联网群体智能协同控制与优化技术

秦羽飞, 葛磊蛟, 王波

2021, 43(9):  1-13.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.09.001

摘要 ( 294 )   HTML ( 13 )   PDF (1270KB) ( 581 )  

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能源互联网是实现我国能源革命目标的关键技术之一,也是源网荷储的集大成者。为推进能源互联网多能源协调发展和综合高效利用,对能源互联网群体智能协同控制与优化技术进行构思和顶层设计。聚焦于能源互联网的高效运行,重点从面向能源互联网优化运行的群体智能模型构建技术、基于群体智能的能源互联网运行优化技术、基于多智能体的能源互联网分布式协同控制技术等3方面对能源互联网的分布式群体智能协同控制与优化技术进行了详细设计。将该方法应用于河南省兰考县能源互联网平台,以实现全县域、全品类、全链条可观可测,可为能源互联网的优化运行提供一定理论基础和工程借鉴。

基于自适应PI控制器的直流微电网电压控制策略研究

吴小涛, 谭超, 王国博

2021, 43(9):  14-22.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.09.002

摘要 ( 198 )   HTML ( 1 )   PDF (1762KB) ( 465 )  

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针对传统控制方法无法解决电压波动水平和电网电流总谐波失真（THD）之间存在的相互制衡问题,提出一种基于自适应比例积分（PI）控制器的直流母线电压控制策略。该策略是以能同时降低电压波动水平和电网电流总谐波含量为控制目标,通过使用电流控制回路的动态简化模型来分析执行。所提自适应PI控制器的比例和积分增益具备自调节能力,在确保快速响应的同时,能降低电压波动水平和电网电流THD。试验表明,相对于传统控制策略,所提控制策略使母线电压具备更强的抗扰动能力,且在稳态期间有较低的电网电流THD。

新型光伏逆变器涉网运行性能工程测试系统

苏小玲, 杨军, 甘嘉田, 李正曦, 司杨, 高梦宇

2021, 43(9):  23-30.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.09.003

摘要 ( 148 )   HTML ( 4 )   PDF (1223KB) ( 405 )  

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为解决光伏逆变器检测方法和测试系统难以全面评估逆变器运行性能的问题,提出了光伏逆变器涉网运行性能工程测试系统。通过增加电站及接入点选址、经济效益等指标提升了测试方案的适用性及测试方案整体性能评估能力,弥补了原有测试方案仅从功率输出特性、电能质量、安全性能、系统效率等常规测试内容方面进行性能评估的不足。在满足光伏逆变器工程应用要求和光伏电站并网标准测试内容的基础上,实现新型光伏逆变器的并网性能全面评估。通过对3种规格的碳化硅（SiC）光伏逆变器开展涉网运行性能测试,验证了新型光伏逆变器涉网运行性能工程测试系统的可行性和有效性。

光伏电站半波与全波有功注入阻尼技术研究

汪宗恒, 熊鸿韬, 尚磊

2021, 43(9):  31-36.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.09.004

摘要 ( 210 )   HTML ( 1 )   PDF (2056KB) ( 290 )  

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提出一种光伏发电系统半波与全波有功注入阻尼控制方法,以抑制电力系统低频振荡。介绍了光伏电站半波与全波阻尼注入控制的基本原理,在光伏电站减载和最大功率跟踪运行工况下抑制电力系统低频振荡,提出“增益+滤波+相位补偿”的链式阻尼控制结构,并给出各主要参数的设计原则和取值范围。研究了半波与全波有功注入阻尼控制支路控制增益、光伏与传统电源的电气距离等参数对阻尼效果的影响机理和规律。以含光伏发电的2区4机系统为例,研究半波与全波有功注入阻尼控制对电力系统频率振荡的抑制效果,当振荡频率变化时,系统的控制结构和参数设计原则具有良好的鲁棒性。

储能规划配置

考虑虚拟储能特性的柔性负荷调控裕度评估方法

汪希玥, 徐箭, 廖思阳, 柯德平

2021, 43(9):  37-45.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.09.005

摘要 ( 230 )   HTML ( 3 )   PDF (2375KB) ( 405 )  

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为了充分挖掘柔性负荷的调控潜能,引导海量分散分布的负荷侧资源与电网进行良性互动,更经济、高效、安全地实现资源优化配置和能源利用效率的提升,适应未来智能电网的发展需求。根据空调负荷、电动汽车以及储能设备的运行特性,着重挖掘空调负荷与电动汽车充电的虚拟储能能力,进行类似于一般储能设备的建模,并采用蒙特卡洛模拟方法分析虚拟储能聚合模型特性,得到日前参与调度的可用容量;然后提出了一种可统一用于3类负荷的调控裕度指标,来衡量负荷调度的优先性;最后以实际空调与电动汽车作为算例,根据室外温度变化以及电动汽车充电计划,得到了日前可调控容量结果。

风储联合参与电能量与快速调频市场的优化投标策略

刘林鹏, 陈嘉俊, 朱建全, 胡文霞, 罗涛

2021, 43(9):  46-53.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.09.006

摘要 ( 153 )   HTML ( 1 )   PDF (987KB) ( 230 )  

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“双碳”目标下需要构建以新能源为主体的新型电力系统,针对风储联合参与电能量与快速调频市场的优化投标问题,提出了一种基于近似动态规划的风储联合优化投标策略。首先,在最大化风储收益的基础上,考虑了风电的随机性和储能系统的寿命损耗特性,建立风储联合参与电能量与快速调频市场的优化投标模型;其次,为处理风储联合参与电能量与快速调频市场投标模型的非凸性和随机性,采用近似动态规划将原问题分成多个子问题,逐一求解后得到原问题的近似最优解;最后,将所提方法用于广东电力市场和宾夕法尼亚州-新泽西州-马里兰州（PJM）的快速调频市场,所得结果证明了其有效性。

基于相变储能的建筑光伏系统储能优化配置研究

王秋惠, 孙立国, 李佳雯

2021, 43(9):  54-61.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.09.007

摘要 ( 155 )   HTML ( 3 )   PDF (1099KB) ( 371 )  

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随着城市的扩张和建设,建筑能耗日益增长,由此引发的能源危机和环境污染问题迫在眉睫,而合理构建建筑微网,消纳可再生能源,可有效缓解电网压力,实现清洁、低碳发展。针对建筑光伏系统光伏消纳率低,负荷峰谷差大等问题,构建了考虑相变储能的建筑光伏系统,同时引入需求响应。由相变储能联合空调共同满足建筑内温控负荷需求,并给出系统调度策略,建立储能优化模型,以实现系统运行成本最小化为目标,采用粒子群算法对模型进行求解,实现了对系统储能容量进行优化配置,对系统进行经济技术分析。通过算例分析对5种配置方案进行对比,结果表明该优化系统不仅能有效降低成本,还能提高光伏消纳率并降低负荷峰谷差。

烟气余热回收与储能技术耦合应用的可行性研究

郭璞维, 彭跃, 邓靖敏, 李兵发, 周兴, 胡鋆, 郭海强, 王金星

2021, 43(9):  62-68.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.09.008

摘要 ( 215 )   HTML ( 2 )   PDF (1345KB) ( 255 )  

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为实现碳中和目标,需要不断提高能源的利用效率。烟气余热回收是现有燃煤发电机组节能提效改造的重要方式之一。同时,储能技术在跨时空调节“源-荷”间匹配性方面展现出了一定的应用前景。介绍了变工况下烟气余热回收（350~400 ℃）、低温省煤器-暖风器联合运行（122~160 ℃）和直膨式热泵型烟气余热回收（77~180 ℃）3种烟气余热回收技术,以及压缩空气储能（200~400 ℃）、液体空气储能（-200 ℃）和热能存储（90~200 ℃）3种储能技术。结合烟气余热回收和储能技术的温度匹配性,提出烟气余热回收分别与压缩空气储能、热能存储技术耦合的潜在能源利用形式,探讨了其运行性能,为后续烟气余热高效回收及提高机组灵活性参数设计提供理论参考。

经济协调调度

基于绿证-碳交易机制的含风电电力系统动态环境经济调度

张家瑞, 余朋军, 许忠义, 徐加宝, 朱泽伟

2021, 43(9):  69-77.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.09.009

摘要 ( 176 )   HTML ( 2 )   PDF (989KB) ( 192 )  

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在低碳绿色经济背景下,为促进电力行业节能减排和绿色发展,将碳排放交易机制和绿色证书交易机制引入电力系统环境经济调度中,建立一个以绿色证书交易成本、火电发电成本、风电运行维护成本、弃风惩罚成本和碳交易成本为经济成本目标函数,SO₂和NO_x气体排放为污染物的含风电电力系统多目标环境经济调度模型。基于MOEA/D算法进行改进得出MOEA/D-OLSMS算法,采用MOEA/D-OLSMS算法与MOEA/D算法对模型进行求解。分析在不同调度情景以及不同可再生能源配额系数对系统的影响。通过算例仿真,验证所提出模型的有效性及算法的优越性。

考虑调峰响应的峰谷型售电套餐效用评估方法

王天峰, 刘丙栋, 张一晨, 谢天, 黄红伟

2021, 43(9):  78-84.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.09.010

摘要 ( 212 )   HTML ( 1 )   PDF (961KB) ( 180 )  

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为准确评估不同申报模式下售电套餐的预期效益,研究了电力用户在峰谷型售电套餐中调峰响应的贡献度,并提出了一种考虑调峰响应的峰谷型售电套餐效用评价方法。介绍了峰谷型售电套餐基本概念,其主要特征在于电价随用户峰谷电量比例的下降而下降,以激励用户主动参与调峰服务。为量化调峰响应带来的不利影响,设计了电力用户调峰响应影响程度评价模型。在此基础上,综合考虑用户在履行该协议后,购电费用和调峰响应带来的不利影响,提出了一种考虑调峰响应的效用评价方法。基于2类用户实际数据构造算例得出评估结果：若不考虑调峰响应带来的不利影响,用户倾向于申报较低的峰谷电量比例系数,以降低套餐电价;然而当套餐电价降低到一定程度后,峰谷电量比例系数带来的用电限制将大幅影响电力用户正常使用需求,导致综合效用下降。结果表明,电力用户在购买峰谷型售电套餐时,必须统筹考虑峰谷电量比例调整带来的购电费用变化和用电习惯变化,准确评估调峰响应带来的不利影响,合理确定峰谷电量比例指标。

“双碳”目标下贵州电力调峰辅助服务市场设计与实践

代江, 姜有泉, 田年杰, 赵倩, 赵翔宇

2021, 43(9):  85-90.  doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.09.011

摘要 ( 223 )   HTML ( 3 )   PDF (816KB) ( 274 )  

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随着贵州电网负荷特性及系统安全稳定运行要求的变化、新能源的快速发展,电力辅助服务补偿机制与电力市场化建设要求不完全相适应,通过市场化手段统筹优化贵州电力调峰资源。阐述了贵州电力调峰辅助服务市场的机制设计,从交易品种、申报模式、出清及结算机制等方面分析贵州电力调峰辅助服务市场的创新性;结合贵州电力调峰辅助服务市场运行实践情况展开研究,结果表明贵州电力调峰辅助服务市场在促进清洁能源消纳方面效果良好,可有效助力贵州电力产业持续向清洁、低碳、绿色方向优化升级,服务国家碳达峰、碳中和战略目标。