当期目录

2020年 第11期    刊出日期：2020-11-30

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综述

区块链技术在分布式能源交易领域的创新应用

赵升, 徐小舒, 吴征天

2020(11):  1-10.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.001

摘要 ( 300 )   HTML ( 28)   PDF (1258KB) ( 490 )  

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分布式能源具有能效高、污染小、经济性好等特点,其将成为能源互联网主要的一次能源。区块链作为一种新兴的分布式基础架构,具有去中心化、公开透明、不可篡改、可追溯等特点,与分布式能源交易需求相吻合。首先分析了区块链技术在分布式能源交易中的应用可行性;接着对国内外的理论探索和工程实践进行分析总结;然后从共识机制和链下扩展两个方面介绍了区块链技术在提高网络吞吐量性能的新发展,以及根据两种交易模式分析了区块链分布式能源交易的研究现状;最后指出区块链分布式能源交易的发展挑战并提出其发展前景。

研究与分析

基于DSA的局部阴影下光伏阵列MPPT方法研究

卢文韬, 肖辉, 吴姿瑾, 王至远, 赵帅旗

2020(11):  11-16.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.002

摘要 ( 108 )   HTML ( 4)   PDF (1563KB) ( 243 )  

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针对传统的最大功率点追踪(MPPT)在局部阴影下失效、粒子群算法收敛慢以及易陷入局部搜索等缺陷,而海豚群算法(DSA)在多峰函数寻优中具有收敛速度快且收敛精度高的优点,把海豚群算法应用到光伏MPPT中,提出一种基于DSA的MPPT控制方法。使用MATLAB/Simulink搭建光伏MPPT模型,将其与粒子群算法在多组光照模式下进行对比仿真验证。仿真表明,所提方法能精准搜索到全局最大功率点,且收敛速度提升50%~60%。

一种改进粒子群算法在光伏MPPT的应用

詹龙海, 李少纲, 郑益田

2020(11):  17-21.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.003

摘要 ( 440 )   HTML ( 9)   PDF (1537KB) ( 276 )  

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受到外界环境的影响,光伏电池易出现局部遮阴现象,使得电池的伏瓦特性曲线将由原来的单极值转化为多极值,传统的最大功率点追踪(MPPT)控制方法容易陷入局部极值,为此引入异步时变学习因子与线性时变惯性权重相结合的改进粒子群算法。通过MATLAB/Simulink仿真,改进粒子群算法在多极值的伏瓦特性曲线下能较好地实现MPPT。

基于EEMD-SVR模型的风电功率预测

李俊杰, 石强, 胡群勇, 何立新

2020(11):  22-28.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.004

摘要 ( 255 )   HTML ( 1)   PDF (1703KB) ( 222 )  

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风速的随机性、非线性等问题导致风电功率的预测难度较大,针对风功率的预测问题,提出一种集合经验模态分解(EEMD)和支持向量回归(SVR)模型的预测方法。首先对原始风速信号进行模态分解,由EEMD将风速信号分解为多个特征模态分量和一个残余分量,有效优化信号非线性特征;其次,依据分解得到的各分量信号训练SVR模型进而实现分量预测;最后,合并预测所得的各分量,以确定风速预测序列,并由风速与功率转换关系求得预测功率。通过案例仿真对EEMD-SVR模型的预测效果进行验证和模型对比分析,结果表明,所提模型能够实现非平稳序列的可靠分解,风电功率预测效果得到有效改善。

风电场集电线路自动规划算法研究与应用

朱敏, 黄国燕, 唐彬伟

2020(11):  29-34.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.005

摘要 ( 202 )   HTML ( 4)   PDF (2047KB) ( 373 )  

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借鉴人工设计思想,提出了一种多维度约束动态规划方法。全面综合考虑集电线路设计过程中遇到的各种实际问题,包括快速子区域聚类划分、可行路径获取、三维路径规划、考虑电缆载流量经济最优拓扑、子区域间交互,算法运行过程中进行多次降阶,极大地缩短规划时间。最后,通过1个实际案例,进行人工规划和自寻优算法运行结果对比,表明了所提算法的快速有效性。

基于随机子空间的光伏阻抗辨识

罗忠游, 张泽强, 侯冰, 周杰, 蔡永军

2020(11):  35-39.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.006

摘要 ( 162 )   HTML ( 1)   PDF (1504KB) ( 212 )  

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目前次同步振荡稳定分析方法大多针对模型进行分析,而实际中很难直接得到光伏模型。建立光伏的状态空间模型,提取光伏电公共连接点dq轴电流和电压,应用随机子空间方法分析光伏的传递函数模型。在仿真平台上搭建光伏模型,验证随机子空间方法的有效性。最后,从实际振荡录波数据和仿真数据以及理论分析3个方面对光伏振荡现象进行研究,为实际中光伏的次/超同步振荡监测和预警提供了一种切实可行方法。

计及柔性负荷的综合能源协调规划研究

陈长青, 黄际元

2020(11):  40-45.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.007

摘要 ( 300 )   HTML ( 4)   PDF (1338KB) ( 257 )  

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针对传统电网综合能源规划中未考虑柔性负荷(FL)的问题,提出一种利用FL“虚拟储能”特性与电网综合能源协调规划的方法。首先,通过构建FL转移和削减两种响应模型,优化负荷曲线;其次,从电网经济性、电能质量和供需能力等多角度构建了电网扩建规划评估指标体系,进而实现电网最优扩建年限计算。最后,通过对10 kV 37节点实际配电网进行仿真,其结果表明,电网负荷分布和FL分布对电网规划具有延缓作用,能改善电网末端电压和提高运行经济性。

受电弓升弓控制回路测试与分析

林光华, 邓磊, 王潇, 倪子然, 何志江, 魏文赋

2020(11):  46-51.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.008

摘要 ( 319 )   HTML ( 4)   PDF (1589KB) ( 255 )  

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接触网与受电弓系统是连接牵引供电回路中的关键系统之一,升弓控制回路的正常运行对接触网与受电弓的稳定接触具有重要意义。针对受电弓升弓状态异常中电磁阀电压、电流等参量的病态波动问题,将其作为升弓控制回路的核心参量,搭建受电弓控制回路测试平台,分别对列车静态和动态条件下电磁阀电压、电流和受电弓阀板出气口气压进行了实验研究。通过研究不同运行状态下各参量的变化规律,探索导致参量波动的本质原因,并对不同运行条件下弓网接触状态进行分析评估。

主动配电网中分布式电源准入容量评估和分析

徐海栋, 黄明

2020(11):  52-57.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.009

摘要 ( 194 )   HTML ( 3)   PDF (1396KB) ( 238 )  

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以分布式电源接入的总容量最大化及配电网运行网损最小化为目标,对配电网中考虑主动管理的分布式电源准入容量进行分析,通过算例仿真验证所提出模型的可行性,并将采用主动管理与采用被动管理的仿真结果进行对比。结果表明,使用主动管理可以减少有功损耗,并提高分布式电源的接入容量。

基于虚拟电流的VSG并离网无缝切换控制策略

林磊, 温步瀛

2020(11):  58-64.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.010

摘要 ( 248 )   HTML ( 4)   PDF (2262KB) ( 445 )  

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基于虚拟同步发电机(VSG)技术的微电网逆变器控制策略可以在一定程度上增加系统的惯量和阻尼,使分布式电源的并网消纳能力得到进一步提升。微电网有并网和离网两种运行模式,但在并离网切换瞬间会产生较大的冲击电流,为此提出了一种基于虚拟电流的VSG并离网无缝切换控制策略。首先建立了VSG的数学模型,对其功频调节器和励磁调节器进行了设计。其次,分析了VSG在并离网切换过程中出现的问题,提出了改进的预同步控制策略,保证了VSG在两种运行模式之间能够平滑切换。最后,利用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,验证了所提策略的正确性。

变流技术

移相全桥逆变器-同步整流变换器系统的研究

金宁德, 王海欣, 黄海宏

2020(11):  65-69.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.011

摘要 ( 259 )   HTML ( 3)   PDF (1890KB) ( 293 )  

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研究了一种适用于低压大电流场合的带有同步整流功能的移相全桥软开关变换器。利用软开关技术减少电路的开关损耗,利用同步整流技术减少电路的整流损耗,有效地提高了变换器系统的效率,并深入分析移相全桥逆变器中的软开关技术和同步整流电路。

基于混合控制LLC谐振变换器的微功率光伏逆变器

陈哲军

2020(11):  70-76.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.012

摘要 ( 197 )   HTML ( 2)   PDF (2668KB) ( 225 )  

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针对微功率光伏逆变器输入电压范围宽以及效率要求高的特点,提出了一种两级式高频功率变换的微功率光伏逆变器方案。其中前级LLC全桥谐振变换器在开关频率高于谐振频率时,同时采用变频PFM和移相PWM的混合控制策略,不仅满足了光伏电池板电压范围宽的要求,而且实现了宽电压范围的高效率功率变换。后级采用功率扰动的最大功率点跟踪(MPPT)控制,方法简单,避免了前级扰动时控制变量多的不足。最后,给出了谐振槽优化设计方法,实现变换器的效率优化设计。研制了一台250 W/220 V AC/50 Hz并网光伏逆变器,实验样机并网电流性能指标好、效率高,MPPT跟踪速度快和跟踪精度优,验证了提出的方案、设计和控制方法正确有效。

电能质量

APF中比例+重复控制优化方法的研究

丁红雨, 甄超, 张健, 黄海宏

2020(11):  77-84.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.013

摘要 ( 205 )   HTML ( 2)   PDF (3168KB) ( 207 )  

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对现有用于三相三线制有源电力滤波器的比例+重复控制复合控制策略进行比较分析;并对其中的比例+重复控制串联复合控制策略提出两种改进方法,使其较于单重复控制具有更快的响应速度和更高的跟踪精度。通过理论分析、MATLAB仿真和样机试验,验证了控制策略的正确性和有效性。

基于自适应遗传算法含光伏电源的配电网无功优化

荣雅君, 冯海潮, 宋立伟, 李聪, 刘超

2020(11):  85-91.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.014

摘要 ( 232 )   HTML ( 7)   PDF (1438KB) ( 227 )  

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在分析间歇性电源出力对配电网电压影响的基础上,建立了8节点的链式配电网模型,评估了分布式光伏接入配电网后,配电网电压与光伏并网容量的约束关系。分析了光伏不同时刻的有功出力和无功出力,建立了双目标函数,以系统网损和电压偏差最小对系统进行优化,利用自适应的遗传算法(AdapGA)对系统的离散数据进行处理,找到适合系统的最优解。通过改进的IEEE33节点算例仿真分析,表明所提模型和方法具有较好的适用性,降低了电压越限的风险,减小了电压偏差,有效地减少了系统的网损,验证了所提模型和方法的正确性和有效性。

基于PSO-BP神经网络的光伏出力波动平抑研究

王瑶

2020(11):  92-94.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.015

摘要 ( 228 )   HTML ( 2)   PDF (1295KB) ( 199 )  

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光伏出力具有不稳定性、波动性、间歇性的特点,大量并网将不利于电网稳定,采用储能解决上述问题,提出了基于PSO-BP神经网络的光伏出力波动平抑模型。在获得光伏电站典型出力曲线的基础上,通过优化一阶低通滤波器的时间常数,获得储能配置相关参数。仿真结果表明,与BP神经网络相比,PSO-BP神经网络模型可以获得更佳的时间常数。

能效管理

计及可靠性的风光储混合系统优化配置策略

栾德利, 张宇献

2020(11):  95-102.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.016

摘要 ( 265 )   HTML ( 2)   PDF (1433KB) ( 225 )  

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针对高比例风光储混合系统中风、光原动力的随机性和间歇性影响系统输出功率大幅度波动问题,提出计及可靠性的风光储混合系统优化配置策略。根据系统分配、负荷分配和设备利用率定义无量纲可靠性综合指标,采用机会约束规划克服风电和光伏输出功率不确定性影响,利用改进NSGA-II算法实现风光储混合系统容量优化配置。利用PSCAD仿真软件搭建风光储混合系统模型,将所提出方法与采用NSGA-II算法进行优化配置方法进行对比。实验结果表明,所提方法能够很大程度地改善风、光的不确定性对系统输出功率影响。

考虑电转气热回收与蓄热罐的风电消纳低碳经济调度

任胜男, 王进, 龚罗文, 刘星, 刘婷, 胡泽斌

2020(11):  103-110.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.017

摘要 ( 168 )   HTML ( 3)   PDF (1542KB) ( 265 )  

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考虑强放热性的电转气可与蓄热罐协同运行,负荷低谷时段电转气甲烷化反应释放热量可高效注入热网,为消纳弃风提供了新途径。提出一种考虑电转气热回收与蓄热罐协调运行的风电消纳低碳经济调度模型,引入碳交易机制,以系统碳成本、燃料成本、弃风成本、电转气成本与供气效益最小为目标函数,考虑热电机组的热电耦合、机组爬坡功率、电转气出力、热和电功率平衡等约束。仿真结果表明,考虑电转气热回收可有效地提升了风电的消纳能力,降低系统的总成本和碳排放量。最后,分析了电转气单位运行成本对系统风电消纳能力与经济性的影响。

促进可再生能源消纳的有序充电能量管理

熊焰, 李强泽, 于玮, 徐海波, 李绍辉

2020(11):  111-115.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.018

摘要 ( 216 )   HTML ( 5)   PDF (1387KB) ( 226 )  

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针对大规模电动汽车无序充电引起电网功率波动和可再生能源不确定性造成的消纳问题,提出了一种预约机制下的电动汽车有序充电能量管理模型。模型基于可再生能源出力预测值制定动态充电价格,引导电动汽车有序充电。模型采用改进遗传法进行求解,对多目标优化问题采用Pareto非支配快速排序法,并按照精英保留策略结合种群拥挤度生成新的父代,能够快速收敛并避免陷入局部最优。通过对某园区风储充电站进行仿真,验证了所提模型和算法的可行性和有效性,在缩小峰谷差的同时降低了充电成本,并提高了可再生能源的消纳,能量管理效果显著。