我国能源互联网关键装备获新突破 ——交直流混合10kV/1MW电能路由器研制成功

正随着分布式能源系统和智能配电网的发展,可再生能源发电装置、储能设备及各种类型的电能负载大量接入,传统的电力系统设备已经无法满足供电形式多样化、能量多向流动以及功率流主动调控等要求,无法适应未来电力市场化的需要。而基于电力电子变换技术的电能路由器,可为新能源发电装置和小规模类型负载提供灵活多样的接口电气形式,从而实现     

能源互联网

2008年,美国国家科学基金(NSF)项目未来可再生电力能源传输与管理系统(The Future Renewable Electric Energy Delivery and Management system,FREEDM system)提出了能源互联网这一概念,指出能源互联网是一种构建在可再生能源发电和分布式储能装置基础上的新型电网结构,是智能电网的发展方向。数亿计的人们将在自己家里、办公室里、工厂里生产出自己的绿色能源,并在"能源互联网"上与大     

能源互联网的认识与分析

介绍了能源互联网的技术特征,分析了能源互联网的功能结构及关键技术,讨论了能源互联网可实现的拓扑结构和能源互联网建设。提出能源互联网将大量分布式可再生能源发电装置和分布式储能装置融合,要实现能量与信息深度融合,需要解决先进储能技术、固态变压器技术、智能故障管理技术、智能能量管理技术等关键技术。     

能源互联网中H桥直流能源路由器的研究

能源互联网是构建在可再生能源发电和分布式储能装置基础上的新型电网结构,也是未来电网发展的新趋势。能源路由器主要任务在于能量的调节及信息的实时传递,是能源互联网的核心部分。文中提出的H桥型直流能源路由器,既可作为各种分布式能源发电装置和负载接入能源互联网的接口,又可实现能量的双向流动及协调控制,具有结构简单、适用范围广、经济成本低等特点,尤其是对直流微电网形式的能源互联网具有更强的适用性。文章首先介绍了能源路由器的国内外发展动态;然后介绍了能源路由器的应用领域及功能特性;接着对H桥型直流能源路由器的工作原理进行分析,并建立了H桥直流能源路由器的PSCAD仿真模型;最后,通过搭建相应实验平台验证了H桥型能源路由器能量的双向流动。     

基于电力电子变压器的交直流混合可再生能源关键技术

分布式可再生能源大规模接入电网,对系统的灵活接入和运行控制管理提出了新的挑战和更高的要求;利用多端口电力电子变压器构建交直流混合系统,在多个交直流电压等级集成分布式可再生能源,可以实现灵活接入与组网;同时,减少变换环节,提高能源利用效率,增强系统控制能力,在更大范围实现可再生能源互联互补。构建了基于电力电子变压器的交直流混合可再生能源关键技术研究框架,并对其中涉及的关键技术进行了详细阐述。     

能源局域网在工商业园区应用初探

在当前常规化石能源日趋枯竭和全球气候变化的双重约束背景下,开发利用可再生能源已成为国家可持续发展战略的重要组成部分。文章介绍了能源互联网与能源局域网的相关概念,提出了工商业园区能源局域网的系统架构,重点探索了光伏发电系统、分布式储能系统、柔性负荷系统以及能源局域网智能管理系统的建设思路,以期为分布式可再生能源的高效利用提供技术支持,为电力零售交易模式提供决策支撑。     

能源互联网

正能源互联网可理解为是综合运用先进的电力电子技术、信息技术和智能管理技术,将大量由分布式能量采集装置,分布式能量储存装置和各种类型负载构成的新型电力网络节点互联起来,以实现能量双向流动的能量对等交换与共享网络。从政府管理者视角来看,能源互联网是兼容传统电网的,可以充分、广泛和有效地利用分布式可再生能源、满足用户多样化电力需求的一种新型能源体系结构。     

能源互联网未来发展综述

融合了电力、互联网、信息等学科的能源互联网可依照Internet理念组网。阐述了能源互联网的概念、特点、框架等内容;简要介绍了其关键组成部分,包括分布式可再生能源、储能装置及能源路由器等;总结了国内外能源互联网的发展状况。在此基础上对分布式能源并网影响、高效储能技术、接口标准、信息互联系统建设、电力市场与服务完善等若干未来能源互联网发展中可能遇到的问题进行了说明和分析。     

智能电网、新能源需大容量储能技术

近日,第二届北京国际储能大会在北京国际会议中心召开,储能是智能电网、可再生能源接入、分布式发电、微电网及电动汽车发展必不可少的支撑技术,因此储能产业正成为新能源领域投资的热点之一。储能是构建智能电网的关键环节。目前,我国正在建设的坚强智能电网以可再生能源的大规模利用和智能化为主要特征,发电形式将是大型集中式发电和分布式发电相结合,电力系统中的储能系统也将分为大规模集中式储能系统和大规模分布式储能系统。因此,没有任何一种储能技术可以全面满足智能电网接纳分     

能源互联网背景下储能应用的研究现状与展望

大规模新能源发电和众多分布式可再生能源接入电网给电力系统运行与规划带来了新的问题和挑战。储能是电力系统实现高比例新能源发电消纳不可或缺的资源。首先简要分析主要储能类型的转换原理、技术优缺点、适用范围,重点探讨了热能储能以及电制氢气、电制天然气等储能技术。在此基础上,对能源互联网背景下储能系统在发电、输电、配用电以及多能源系统互联中的研究现状进行了梳理和分析。最后对储能应用面临的挑战和主要研究方向进行了总结与展望     

面向能源互联网的多能流综合能量管理系统:设计与应用

能源互联网是当前国内外学术界和产业界关注的热点和创新方向,其中一个焦点是研制多能流综合能量管理系统(IEMS)。在简要回顾能量管理系统(EMS)发展历程的基础上,设计并研制了面向能源互联网的IEMS,通过多能互补和源网荷储协同,实现安全供能前提下的效益最大化。阐述了所研制的IEMS的主要功能,并通过示例展现了其应用效果,该IEMS系统已经在几个能源互联网的示范项目中得到现场应用。     

储能对大比例可再生能源接入电网的调频价值分析

储能可以缓解高比例可再生能源接入电网对电力系统规划、运行等带来的一系列影响。针对高比例可再生能源接入条件下大电网的频率控制问题,分别对储能在改善系统暂态频率稳定性以及改善系统一次和二次调频方面的价值,提出储能需求判据和容量配比分析方法。储能配置的大小与可再生能源接入比例、在线常规电源提供的转动惯量大小、系统暂态频率最低值等因素有关,针对高比例可再生能源引起的系统波动性问题,可以通过配置一定的储能跟踪系统净负荷1 min、10 min波动幅度,改善系统频率控制性能。     

基于社区能源网的电能路由器设计

随着分布式发电及储能设备的广泛应用,基于新能源和互联网技术的能源互联网建设得到快速发展。连接电网、分布式发电设备、储能设备以及负荷的电能路由器的设计,可以满足能源互联的需求,从而实现对负荷用电和分布式电源发电的优化调度管理。提出社区能源网络的基本构成,电能路由器作为其最小终端,控制和调度家庭发用电系统。在分析电能路由器设计需求的基础上,提出基于固态变压器的即插即拔、多输入多输出的电能路由器方案,实现连接家庭发用电系统的新能源出力、储能设备和负荷并进行统一的控制和调度。     

Planning of distributed renewable energy systems under uncertainty based on statistical machine learning

The development of distributed renewable energy, such as photovoltaic power and wind power generation, makes the energy system cleaner, and is of great significance in reducing carbon emissions. However, weather can affect distributed renewable energy power generation, and the uncertainty of output brings challenges to uncertainty planning for distributed renewable energy. Energy systems with high penetration of distributed renewable energy involve the high-dimensional, nonlinear dynamics of large-scale complex systems, and the optimal solution of the uncertainty model is a difficult problem. From the perspective of statistical machine learning, the theory of planning of distributed renewable energy systems under uncertainty is reviewed and some key technologies are put forward for applying advanced artificial intelligence to distributed renewable power uncertainty planning.     

能源互联网背景下电网备用问题探索

能源互联背景下,可再生能源发电的增长与交直流特高压互联是我国电网的重要发展趋势,使得系统的事故备用与净负荷功率波动的备用需求显著增加。同时,负荷侧、储能及网间备用资源将成为传统常规电源备用的重要补充。国内当前基于“两个细则”的辅助服务分类与管理模式将难以适应未来电网运行备用的管理需求。为此,文章提出了基于功率平衡控制过程的备用分类,明确了各类备用的响应时间与持续提供时间,从而有效兼容源、网、荷、储各类备用资源,并对各类资源可提供的备用类型进行了讨论。文章进一步提出了市场化的备用组织建议,并讨论了新备用体系的实施所面临的若干问题。     

Cache Energy Control for Storage: Power System Integration and Education Based on Analogies Derived From Computer Engineering

Energy storage is an enabling technology for power system integration of renewable sources, while data storage enables computer system integration. In this paper, a functional analogy relating energy and data storage is derived. Battery or hydrogen storage can provide large energy capacity similar to a hard disk providing large data capacity. Supercapacitors or flywheels provide fast and frequent access to cache energy similar to the computer's RAM providing fast and frequent access to data. In analogy to computer engineering, a cache control that coordinates the operation of a multilevel storage consisting of such complementary capacity and access-oriented storage technologies is designed. It is illustrated how for an industrial distributed energy system with renewable generation, local load, fueling station, and connections to the electricity and gas distribution networks, the cache control provides energy management to support a modular plug-and-play-like system integration. The benefit of the analogy in education is evaluated on a representative sample of electrical engineering students at the University of Washington. While familiar with computing, students do not typically have the same level of exposure to power engineering. The understanding of distributed energy systems concepts is shown to improve thanks to this bridging analogy between computer and power engineering.      

能源互联网背景下的电力储能技术展望

基于能源互联网的特征,给出了广义电力储能的定义,提出了储能在能源互联网中的2种应用模式。对电化学储能、电动汽车、储热、储氢等将在能源互联网中发挥重要作用的储能技术现状进行了分析,并对储能在能源互联网中的关键应用技术进行了探讨。指出了新能源发电和储能的协调规划和调度技术、基于储能的能源路径和能源分配策略、储能与能量转换装置的集成设计和协调配置、考虑储能的能源交易机制是储能在能源互联网应用中的几项关键技术。     

电池储能技术发展现状

全球能源转型正在积极推进,随着可再生能源发电规模的不断增大,电力系统输送消纳可再生能源压力迅速加剧。储能技术的"能量时空转移功能"可以有效调节电力系统的供需平衡,支撑源网荷侧深度变革。电池储能技术配置灵活,综合特性优异,可在电力系统电源侧、电网侧、用户侧承担不同的角色,发挥不同作用。以电池储能技术为切入点,为更好地理解电池储能技术,重点从技术水平、市场应用、问题与挑战及未来发展趋势等方面对电池储能技术进行了剖析。     

可再生能源发电中的储能技术

可再生能源发电是一种新兴技术,但存在供电有间歇性以及供电不稳定的问题。储能技术是解决这一问题最有效的方法。本文介绍了储能技术,尤其是超级电容储能技术在可再生能源发电中的应用。通过在PSCAD下建模仿真说明了其在解决分布式发电电能质量等问题方面有很好的效果。