新型惯量飞轮与高速飞轮参与电网惯性响应与一次调频的控制策略

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作者 董文琦 张东晖 +4 位作者 曹一凡 宁照轩 姜新建 李明 史学伟 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第3期1224-1233,共10页

本文针对惯量飞轮和高速飞轮组成的混合飞轮阵列参与电网惯性响应与一次调频的复杂控制问题,首先介绍了惯量飞轮和高速飞轮储能的概念、惯量飞轮阵列与高速飞轮阵列参与电网惯性响应和一次调频的架构及其工作机理,其次建立了飞轮储能系... 本文针对惯量飞轮和高速飞轮组成的混合飞轮阵列参与电网惯性响应与一次调频的复杂控制问题,首先介绍了惯量飞轮和高速飞轮储能的概念、惯量飞轮阵列与高速飞轮阵列参与电网惯性响应和一次调频的架构及其工作机理,其次建立了飞轮储能系统数学模型及其控制模型,然后提出了惯量飞轮和高速飞轮阵列参与电网惯性响应和一次调频的基于惯性控制和下垂控制的协同控制策略、惯性响应与一次调频分别调节控制策略。通过仿真将两种控制策略的调频效果从电网频率变化量、频率变化率和恢复时间等方面进行对比,仿真结果验证了两种策略的正确性和可行性,它们在惯性响应和一次调频阶段各有优势。 展开更多

关键词 飞轮储能 惯量飞轮 惯性响应 一次调频 下垂控制 惯性控制

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基于虚拟同步和转速限制的飞轮储能双馈电机调相系统的频率支撑技术

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作者 寇建 刘宏勇 +2 位作者 于维耀 戴嘉庚 姚芳 《可再生能源》 北大核心 2025年第2期252-259,共8页

电网频率跌落时,并网双馈电机向电网补偿有功功率,对电网频率具有一定的支撑或抬升作用,但频率跌落期间,双馈电机转子转速下降快且不可控、有功补偿及频率支撑的时长有限,无法保障双馈电机稳定运行。文章提出了一种基于虚拟同步和转速... 电网频率跌落时,并网双馈电机向电网补偿有功功率,对电网频率具有一定的支撑或抬升作用,但频率跌落期间,双馈电机转子转速下降快且不可控、有功补偿及频率支撑的时长有限,无法保障双馈电机稳定运行。文章提出了一种基于虚拟同步和转速限制的飞轮储能双馈电机频率支撑技术,该技术首先在双馈电机转子转轴上外挂飞轮,增大了系统惯量、增加机械储能,延缓频率跌落过程中转子下降速率;其次,在电网频率跌落时,通过虚拟同步控制策略进行有功功率的实时补偿,基于转子转速下限值的动态控制,调控有功功率的补偿时间,配合飞轮储能实现有功补偿时长的优化控制;最后,在Matlab/Simulink中对调相系统频率支撑技术的有效性进行验证。 展开更多

关键词 双馈电机 频率跌落 有功补偿 飞轮储能 虚拟同步

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光伏综合用地在风光储输落地实施的研究 被引量：1

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作者 梁冰峰 赵彦飞 《华北电业》 2022年第11期52-53,共2页

近年来,国网冀北电力有限公司(以下简称冀北公司)紧扣“一体四翼”发展布局,将提质增效作为推动高质量发展的重要举措,系统谋划、精心组织、扎实推进。国网冀北张家口风光储输新能源有限公司(以下简称公司)依托国家风光储输示范工程,将... 近年来,国网冀北电力有限公司(以下简称冀北公司)紧扣“一体四翼”发展布局,将提质增效作为推动高质量发展的重要举措,系统谋划、精心组织、扎实推进。国网冀北张家口风光储输新能源有限公司(以下简称公司)依托国家风光储输示范工程,将提质增效融入生产经营“全员工、全业务、全链条”,积极探索利用光伏占地,为节约生产运维费用、助力冀北公司提质增效贡献力量。 展开更多

关键词 综合用地 提质增效 新能源 风光储 光伏 示范工程 落地实施 高质量发展

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大容量电化学储能电站储能评价平台设计 被引量：7

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作者 赵博超 李明 +3 位作者 张文煜 刘宏勇 宋振宇 戴嘉庚 《全球能源互联网》 CSCD 2022年第4期356-364,共9页

在国内贯彻落实“双碳”目标和大规模推广可再生能源的背景下,电化学储能作为提高新能源利用率的重要技术手段,近年来快速发展。但目前尚缺乏完备的大容量电化学储能电站储能效果评价平台。首先剖析了储能电池组和储能变流器模型的运行... 在国内贯彻落实“双碳”目标和大规模推广可再生能源的背景下,电化学储能作为提高新能源利用率的重要技术手段,近年来快速发展。但目前尚缺乏完备的大容量电化学储能电站储能效果评价平台。首先剖析了储能电池组和储能变流器模型的运行特性,采用k-means聚类算法提取电化学储能电站的等值参数并建立等值模型。其次,基于现有储能并网运行架构,以四象限变流器为核心,开发了测试大容量储能电站故障电压穿越能力和电网适应性的评价平台,以实现对大容量电化学储能电站的并网检测及运行评价。测试结果显示,提出的储能电站等值模型和大容量电化学储能电站评价平台能够在较短的仿真时间内对电化学储能电站做出较准确的评价。 展开更多

关键词 储能电站 等值模型 聚类算法 评价平台

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光伏直流配电故障诊断及火灾风险评估技术 被引量：3

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作者 宋振宇 邢晨 +4 位作者 李明 张文煜 才鸿飞 乔颖 姚芳 《全球能源互联网》 CSCD 北大核心 2024年第1期46-54,共9页

长期服役的光伏发电系统直流配电故障概率高、火灾风险及危害大,严重影响光伏电站的运行安全、发电与出力能力,并对电站运维提出故障与火灾精准检测的技术挑战。为此,从生产现场直流配电柜故障分析入手,揭示接触不良、绝缘劣化、故障电... 长期服役的光伏发电系统直流配电故障概率高、火灾风险及危害大,严重影响光伏电站的运行安全、发电与出力能力,并对电站运维提出故障与火灾精准检测的技术挑战。为此,从生产现场直流配电柜故障分析入手,揭示接触不良、绝缘劣化、故障电弧、电气火灾的演变机理;分析国内外故障电弧诊断与火灾检测技术的理论成果应对在运电站电弧火灾的有效性,提出故障电弧预诊断与火灾检测技术的应用解决方案。研究结果表明,提出的故障电弧诊断与火灾检测技术应用方案,弥补直流继电保护对串联电弧故障无法保护的不足,能够有效诊断故障电弧并检测烟雾和高温,避免火灾及其扩大事故的发生。 展开更多

关键词 光伏火灾 直流配电柜 故障机理 电弧 检测技术

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双馈电机变速调相系统低电压穿越过程的转子稳定性控制研究 被引量：2

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作者 何聚彬 赵博超 +2 位作者 于维耀 张镇浩 姚芳 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期979-985,共7页

双馈风机运行于电动模式下,对电网具有一定的惯量支撑能力,但支撑能力有限,且电网低电压穿越过程中转子存在失控问题。对此,文章提出了一种在电网电压跌落时转子的稳定性控制技术。首先,在双馈风机转子转轴上外挂飞轮,增大系统惯量,稳... 双馈风机运行于电动模式下,对电网具有一定的惯量支撑能力,但支撑能力有限,且电网低电压穿越过程中转子存在失控问题。对此,文章提出了一种在电网电压跌落时转子的稳定性控制技术。首先,在双馈风机转子转轴上外挂飞轮,增大系统惯量,稳定转速;其次,在电网电压跌落时进行电压补偿、削弱转子侧反电动势,稳定转子电流;最后,在MATLAB/Simulink平台中搭建了系统仿真模型进行仿真验证。结果表明,采用转子稳定性控制技术的双馈风机,转子转速抗突变能力提高了20%,转子电流跌落值减少了45%,验证了所提转子稳定性控制技术的有效性和可靠性。 展开更多

关键词 双馈风机 低电压穿越 转子转速 转子电流

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基于模糊免疫算法和PLC的永磁直驱风电系统变桨增益控制方法 被引量：1

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作者 王海 吴劲芳 +2 位作者 贾洪岩 李涵阳 宋佳恒 《水力发电》 CAS 2024年第8期79-83,共5页

为保证永磁直驱风电系统的可靠、稳定运行,提出基于模糊免疫算法和可编程逻辑控制器(PLC)的永磁直驱风电系统变桨增益控制方法。对永磁直驱风电系统运行气动特性进行了分析,确定风速对其气动特性的影响;以PLC控制器为核心,引入模糊比例... 为保证永磁直驱风电系统的可靠、稳定运行,提出基于模糊免疫算法和可编程逻辑控制器(PLC)的永磁直驱风电系统变桨增益控制方法。对永磁直驱风电系统运行气动特性进行了分析,确定风速对其气动特性的影响;以PLC控制器为核心,引入模糊比例-积分-微分(PID)控制算法,并在控制器中引入变增益因子形成增益控制参数;将发电机转速和功率作为该算法的输入量,实现叶尖速比和桨距角的自动调节。采用免疫算法对增益控制参数进行优化,以此提升模糊PID算法的动态性和静态性,保证了变桨增益控制效果。测试结果显示,该方法依据发电机转速和功率作为控制输入量较合理,有效控制风轮转速在1 r/min以内,功率变化范围在7.2~7.5 kW之间,风能利用能率在70%~80%之间,最大超调量为3.32%,控制效果良好。 展开更多

关键词 模糊免疫算法 PLC 永磁直驱 风电系统 增益控制参数 桨距角

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仅逆变器侧电流反馈的改进有源阻尼方法

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作者 李练兵 宋清翔 +1 位作者 张文煜 杨海跃 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第8期180-188,共9页

基于状态变量反馈的有源阻尼(active damping,AD)控制方法常用于LCL型滤波器的谐振抑制,但传统的电压或电流反馈控制对传感器数量和精度有一定的要求,增加设计成本。为此,该文提出一种改进有源阻尼方法来减少传感器的使用。首先,通过对... 基于状态变量反馈的有源阻尼(active damping,AD)控制方法常用于LCL型滤波器的谐振抑制,但传统的电压或电流反馈控制对传感器数量和精度有一定的要求,增加设计成本。为此,该文提出一种改进有源阻尼方法来减少传感器的使用。首先,通过对比无源阻尼(passive damping,PD)等效电路提出一种仅逆变侧电感电流反馈的AD控制策略;其次,结合控制系统稳定判据给出系统参数设计方法;最后,通过Matlab/Simulink仿真及30 kW样机实验测试该控制方法的有效性,测试结果表明,该方法能有效满足三相电网电压平衡情况下的宽范围并网需求,具有较好的并网逆变器过流保护、注入功率控制和有源阻尼谐振抑制性能,同时能够较好的减少传感器的使用数量,优化设计成本。 展开更多

关键词 逆变器 有源阻尼 电流控制 LCL滤波器

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光伏组件寿命衰退建模与寿命预测高斯随机过程回归方法研究 被引量：4

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作者 唐圣学 宋晓 +3 位作者 李明 姚帅亮 陈丽 孙志国 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期41-49,共9页

服役中光伏组件受到内部老化及外界环境影响,组件寿命衰减过程呈高度的非线性、随机性。针对光伏组件衰退机理及其过程,分析光伏组件衰退过程、衰退因子及其对光伏组串电池组件特性的影响,提出基于指数衰减的太阳电池衰退电路模型,并利... 服役中光伏组件受到内部老化及外界环境影响,组件寿命衰减过程呈高度的非线性、随机性。针对光伏组件衰退机理及其过程,分析光伏组件衰退过程、衰退因子及其对光伏组串电池组件特性的影响,提出基于指数衰减的太阳电池衰退电路模型,并利用退化模型定量分析衰退因子对寿命预测指标输出功率的影响;进而,选取等效串联电阻和输出功率作为光伏组件寿命预测指标,提出综合输出功率和等效串联电阻的联合高斯随机过程寿命预测方法,并分析核函数和数据特性对寿命预测的影响。仿真与实例验证表明:所提寿命预测模型具有精度高、鲁棒性强的优点。 展开更多

关键词 光伏组件 衰退 模型 高斯过程回归 寿命预测

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考虑阴影变化的太阳电池模型及动态参数分析 被引量：2

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作者 唐圣学 乔乃珍 +3 位作者 冀勃睿 王彦丰 张文煜 陈丽 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期113-119,共7页

针对太阳电池静态模型与实际运行偏差较大,尤其是局部遮挡下均匀光照下的太阳电池模型难以适应新场景的问题,研究阴影变化下的太阳电池建模。首先,分析太阳电池的正向、反向、动态特性和小面积阴影时的内部情况,建立局部阴影下包含正、... 针对太阳电池静态模型与实际运行偏差较大,尤其是局部遮挡下均匀光照下的太阳电池模型难以适应新场景的问题,研究阴影变化下的太阳电池建模。首先,分析太阳电池的正向、反向、动态特性和小面积阴影时的内部情况,建立局部阴影下包含正、反向特性的动态模型。然后,研究阴影变化下光伏组件模型,比较模型仿真结果与实验结果,验证所建模型的准确性。最后,利用电池仿真模型,分析环境变化时电池动态参数和输出电流的变化规律。结果表明,所建模型可用于阴影变化下太阳电池动态特性仿真与动态参数分析。 展开更多

关键词 太阳电池 动态模型 局部遮挡 仿真建模 动态参数

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基于风电机组聚类的风电场有功分层分配策略 被引量：4

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作者 赵靖英 门孝伟 姚帅亮 《太阳能学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期306-315,共10页

针对风电场传统有功功率平均分配策略造成风电机组运行损伤差异性大、机组调整和启停次数多等问题,提出基于风电机组聚类的降功率分层分配策略。考虑实际风电机组调控能力,设计基于鲸鱼优化算法(WOA)的改进极限学习机(ELM)风电机组功率... 针对风电场传统有功功率平均分配策略造成风电机组运行损伤差异性大、机组调整和启停次数多等问题,提出基于风电机组聚类的降功率分层分配策略。考虑实际风电机组调控能力,设计基于鲸鱼优化算法(WOA)的改进极限学习机(ELM)风电机组功率预测模型。构建实际风速、实际发电功率和预测功率的三维特征矩阵,提出基于模拟退火遗传算法(SAGA)的改进模糊C均值(FCM)聚类模型。以预测功率平均值和标准差、最大降功率值确定机群和机组调度优先级序列,构造“机群-机组”的两层分配策略,减少调整机组和停机机组的数量、提升风电机组损伤均衡性。结合某风电场实际工况,设计限功率模式不停机与停机的分配策略验证方案,对比分析3种不同策略的分配效果,算例结果验证了提出的分配策略的有效性。 展开更多

关键词 风电机组 风电场 聚类算法 预测 功率控制 分层分配策略

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基于SRDHLGRU神经网络和差分误差补偿的短期电力负荷预测 被引量：3

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作者 李练兵 李佳祺 +5 位作者 刘汉民 李明 任杰 王阳 马步云 田云峰 《中国测试》 CAS 北大核心 2023年第6期143-150,共8页

为解决短期电力负荷预测模型中迭代训练过程的误差累积,预测结果精度低的问题,基于双向门控循环单元(BiGRU)在短期电力负荷预测中的理论基础,在BiGRU的底层结构上进行改进,并对预测过程中产生的误差进行补偿,提出一种基于SRDHLGRU神经... 为解决短期电力负荷预测模型中迭代训练过程的误差累积,预测结果精度低的问题,基于双向门控循环单元(BiGRU)在短期电力负荷预测中的理论基础,在BiGRU的底层结构上进行改进,并对预测过程中产生的误差进行补偿,提出一种基于SRDHLGRU神经网络和差分误差补偿的短期电力负荷预测方法。第一阶段,建立堆叠的反向双层高低级门控循环单元(SRDHLGRU)网络模型,得到模型预测过程中产生的误差序列。第二阶段采用差分分解(DD)方法将第一阶段产生的误差序列进行一阶前向差分得到误差变化量序列,再次建立SRDHLGRU模型进行训练和预测,从而对第一阶段结果进行误差补偿。结合西部某市负荷数据集,基于Python算法开展短期电力负荷预测的仿真,对比几种主流预测算法,仿真结果表明该组合模型的预测精度和稳定性比传统模型都有一定提升。 展开更多

关键词 短期电力负荷预测 堆叠的反向双层高低级门控循环单元 差分分解 误差补偿

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基于差分电压和ICS-Elman神经网络的锂离子电池剩余使用寿命预测方法 被引量：5

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作者 李练兵 朱乐 +3 位作者 李思佳 刘汉民 王阳 赵建华 《太阳能学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期433-443,共11页

锂离子电池被广泛应用于支撑新能源并网设备中,其剩余使用寿命(RUL)预测对设备运维管理极为重要,该文提出一种基于差分电压和改进布谷鸟搜索算法(ICS)-Elman神经网络预测锂离子电池RUL的方法。首先,对电池内部的电化学反应和外部的数据... 锂离子电池被广泛应用于支撑新能源并网设备中,其剩余使用寿命(RUL)预测对设备运维管理极为重要,该文提出一种基于差分电压和改进布谷鸟搜索算法(ICS)-Elman神经网络预测锂离子电池RUL的方法。首先,对电池内部的电化学反应和外部的数据特征进行分析,选取结合电池内外特征的差分电压曲线作为特征提取对象,在充电差分电压曲线和放电差分电压曲线中选取相关特征;其次,考虑电池容量再生现象,选取Elman神经网络作为电池容量预测模型;然后,为提高预测精度,考虑利用改进的布谷鸟搜索算法对网络的初始权值和阈值进行参数寻优,ICS算法以改进概率公式、增加扩散因子、混沌初始化3种方法对传统CS算法进行改进,最终形成ICS-Elman预测方法;最后,利用NASA数据集和自测数据集对ICS-Elman方法进行验证,对比分析CS-Elman、Elman方法,结果表明所构建的ICS-Elman方法能更准确有效地预测锂离子电池RUL。 展开更多

关键词 锂离子电池 ELMAN神经网络 剩余使用寿命 改进布谷鸟搜索算法 差分电压曲线

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基于数字孪生的风电机组轴承故障诊断方法研究 被引量：13

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作者 任巍曦 张文煜 +2 位作者 李明 徐晓川 刘宏勇 《弹箭与制导学报》 北大核心 2022年第3期97-104,共8页

针对风电机组轴承故障样本少且诊断准确率低的问题,提出一种基于数字孪生的风电机组轴承故障诊断方法。构建了风电机组的数字孪生系统,为风电机组轴承故障诊断提供了数据来源。基于希尔伯特黄变换对轴承振动信号增强处理,实现了振动信... 针对风电机组轴承故障样本少且诊断准确率低的问题,提出一种基于数字孪生的风电机组轴承故障诊断方法。构建了风电机组的数字孪生系统,为风电机组轴承故障诊断提供了数据来源。基于希尔伯特黄变换对轴承振动信号增强处理,实现了振动信号样本数据的增强,减少振动信号噪音。建立了风电机组轴承故障的卷积神经网络模型,以数据增强的样本作为诊断模型的训练与测试。实验验证了所提方法的可行性与有效性,解决了一维振动信号的数据增强,提高了风电轴承故障诊断准确率与稳定性。 展开更多

关键词 数字孪生 风电机组轴承 希尔伯特黄变换 数据增强 卷积神经网络 故障诊断

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