摘要：针对传统控制策略下新能源制氢系统缺乏惯量响应特性,难以主动参与电网调节、系统频率稳定性差等问题,提出基于虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)的新能源制氢系统协调控制策略。首先,在建立新能源制氢系统模型的基础上,考虑到通过变流器并网的制氢系统惯量缺失和电解槽低功率运行的安全约束,提出基于电解槽与蓄电池的VSG控制方案,建立系统网侧VSG控制模型;其次,为防止VSG过度响应导致系统平抑新能源波动能力下降,提出考虑系统状态的VSG自适应方法;然后,针对系统功率波动影响直流母线电压稳定的问题,设计各单元控制策略,并在电解槽单元加入附加响应控制环节以缓解直流母线电压波动;最后,为实现能量合理分配,针对系统不同运行模式,提出考虑各单元运行状态的能量管理策略。仿真结果表明:所提策略充分发挥了电解槽调节能力,系统具备惯量与一次调频响应特性,频率稳定性增强等。

摘要：为探索预装式氢储能电站的散热布局问题,提出一种基于Surrogate算法的设计方法。以功率密度最大为目标,结合COMSOL Multiphysical有限元仿真软件与Surrogate算法对质子交换膜燃料电池(PEMFC)进行结构优化,明晰了PEMFC功率密度范围及其热负荷。基于此,在预装式氢储能电站箱体可行通风散热方案中筛选出最佳方案,以氢储能电站功率最大为目标,以通风散热效果为限制条件,以出风口几何尺寸与PEMFC功率密度为变量,结合Ansys CFX软件与Surrogate算法求解氢储能电站在最佳散热方案下的布局问题,并通过某公司氢储能电站进行了算例验证。验证结果表明:该设计方法解决了有限元模拟搜索法的算力高消耗与结果低通用性的问题,为工业界在多物理量变尺度设计问题上提供了一种有效的解决方案。

摘要：为了提高火电机组深度调峰极限,挖掘其提升新能源消纳能力的潜力,构建了基于氢能的风-火耦合多能系统。建立了风-火耦合多能系统的设计框架,包括设计原则、系统组成及评价指标体系等,提出了富裕风电制氢支撑的风-火耦合多能系统的总体结构;考虑经济性、能源利用、"双碳"目标、可靠性这4个方面的影响因素,提出了风-火耦合多能系统的多尺度评价指标及其数学模型,并基于模糊层次分析-熵权法确定各指标的权重占比;以某地区拟建的风-火耦合多能系统结构设计为例,验证了所提方法的有效性,可为实际工程建设提供了一定的参考。

摘要：随着电锅炉、热泵等清洁加热设备的普及,电网和供热网的耦合日益密切。在多种能源参与交易的市场环境下,多市场主体间存在复杂的博弈关系,分析消费者的决策行为及其对能源价格的影响是重要的研究课题。设计了热—电综合市场交易机制,提出了基于常数替代弹性(CES)效用函数的消费者决策模型,该模型亦可为研究其他能源市场问题提供重要借鉴。进一步通过KarushKuhn-Tucker最优性条件和线性规划对偶定理得到市场均衡的混合整数线性规划条件,通过模式搜索算法求解消费者的最优策略。在IEEE 33节点配电网和32节点供热网构成的测试系统上验证了所述方法的有效性,并分析了各因素对市场均衡的影响。

摘要：为解决预装式储能电站内部布局优化的问题,同时兼顾集装箱内部通风散热效果最好与储能容量最大,提出一种基于Surrogate的预装式储能电站布局优化方案,以进、出风口半径、通风道宽度为决策变量,利用拉丁超立方抽样法生成样本,设计箱体内部设备排布方案及通风口方案,利用有限元软件ANSYSWorkbench仿真计算箱体内温度分布情况;基于热分析结果,使用Surrogate建模方法构建优化模型,采用粒子群算法求解优化模型,得到最佳布局及散热方案。最后,算例验证了方法的适用性。此方法的提出,解决了当前预装式储能电站优化方案中存在的主观性偏强或求解不优的问题,有利于推动预装式储能电站设计的进一步发展。

摘要：基于DIgSILENT/Power Factory仿真平台建立了新疆某地区含风电场的电力系统仿真模型,以电压和频率两个电气量作为动态约束条件,通过对风电场的穿透功率极限的计算和仿真,确定了该地区电网的风电场最大可接入容量。研究结果表明:采用频率约束法计算和时域仿真分析相结合确定的风电场最大可接入容量,能保证风电系统的稳定运行;并且优化影响风电系统稳定运行的因素和不同约束条件,对确定系统的风电场最大可接入容量和风电场的设计、运行和规划都有重要意义。

摘要：风电机组的齿轮箱是其机械部分失效造成停机时间最长的零部件,而疲劳是齿轮箱最主要的失效形式。传统风电可靠性模型未考虑齿轮箱疲劳对机组停运的影响,该文提出一种计及齿轮箱疲劳的风电场可靠性评估方法,可直观反映各齿轮箱疲劳损伤程度不同造成的失效率差异,且适用于其他以疲劳为主要失效形式的元件可靠性建模。基于风电机组齿轮箱疲劳分析建立齿轮箱疲劳失效率模型,将疲劳失效状态通过失效率嵌入到常规风电机组Markov模型中,并应用于含有风电场可靠性评估,进而提高评估准确性。研究结果表明风电场投运6 a,疲劳最严重的齿轮箱的疲劳失效率是其理论值3倍以上,导致风电场出力期望评估值高于实际,对于风电渗透率接近30%的系统,电力不足期望值(expected demand not supplied,EDNS)评估误差达到5%以上;另外,对于算例中渗透率仅5.21%的系统,在机组设计年限内随着疲劳损伤累积,EDNS评估误差逐渐达到2.32%。

摘要：面向风煤富集区域的能源转型目标,对风-氢-煤能源系统(WHCES)的研究成果及其存在的问题进行了总结,以此为基础提出了广义风-氢-煤能源系统(G-WHCES)的基本概念和总体框架,阐述了其与WHCES在一次能源侧、二次能源侧及负荷侧的差异;面向风煤富集区域的能源转型战略,对其需求与应用进行了归纳总结;提出伴随系统内新能源比例升至一定高度,调节资源缺乏的情况下G-WHCES发展所面临的主要挑战,指出需要在系统运行效率和稳定运行方面给予更多关注,从系统结构设计、规划与控制、关键子系统和系统集成等方面对G-WHCES的科学与技术问题进行了展望。

摘要：氢储能系统可通过电、氢之间的双向转换灵活调节区域综合能源系统RIES(regional integrated energy system)多能供应。为使系统内多种能源实现高效转换和利用,详细分析了氢储能系统各环节运行特性,结合系统能流结构及冷热负荷需求特性,设计了燃料电池电、热出力与系统能量流动耦合方式及冷热电联供系统运行模式,以经济最优为目标优化系统运行。算例分析表明,所设计运行模式能够使燃料电池满足多种负荷需求,实现了能量梯级利用,改善了系统运行经济性。

摘要：在建设新型电力系统背景下,为提高能源利用率,降低交通系统碳排放,促进配电网与交通网络融合,考虑燃料电池汽车加氢行为影响下负荷时空分布特性,构建计及燃料电池汽车交通流量与加氢行为的优化调度模型。首先,采用起止点对刻画燃料电池汽车交通流量模型,为模拟燃料电池汽车出行,采用Dijkstra算法搭建燃料电池汽车最短加氢路径模型。其次,针对可再生能源出力不确定性,基于Wasserstein距离建立风电功率预测误差模糊集,考虑电力-交通网络约束,并构建含加氢站优化调度的分布鲁棒优化模型。最后,利用强对偶理论将分布鲁棒优化模型转化为混合整数线性规划模型进行求解,采用改进的33节点配电网和24节点交通网对调度方法进行验证。结果表明,所提方法相比于鲁棒优化系统总成本有所降低,加氢站调度方案在保守和乐观之间达到平衡,实现加氢站与上级网络之间良性互动。