风光互补发电制氢系统仿真研究进展

对风光互补发电制氢系统的仿真研究进展做以归纳和总结,针对离网型和并网型两种风光互补制氢系统,分析了国内外的研究手段和方法。其中,考虑到氢气的去向和储能系统的组成特点,离网型制氢系统又细分为直接制氢系统、燃料电池/电解槽复合制氢系统和燃料电池/电解池/超级电容复合制氢系统等多种类型。总结了风光互补发电制氢系统的优化目标及算法。     

独立光伏系统中超级电容器储能研究

超级电容器作为储能装置,不但可以为光伏发电系统提供必要的能量缓冲,而且对提高电力系统的运行稳定性具有非常重要的作用。使用PSIM软件仿真分析了系统的运行特性。结果表明,系统在光伏输入功率大幅波动时具有很好的稳定性,为超级电容器应用于可再生能源发电和电能质量改善等领域提供参考。     

光伏发电系统的用户侧储能调峰电站设计

将储能电站加入光伏发电系统,解决光伏发电系统存在周期性的问题。先将光伏发电系统所产生的电力转化成其他形式的能量利用储能电站储存起来,然后在用户电网低谷期再以电能的形式释放出来,对用户侧电网进行"削峰填谷"。主要研究了光伏发电系统中的用户侧储能电站用于电网调节的控制策略,并进行仿真研究。     

超级电容在电力系统中的应用

对超级电容的工作原理、运行特点、充放电特性以及在电力系统中的应用进行了较全面的介绍．还利用Matlab／Simulink仿真软件搭建了超级电容的工程简化模型,对超级电容用作储能系统来平抑分布式光伏系统发电功率进行了仿真。     

基于分层控制的光储发电系统电能质量提升方法

分布式光伏发电系统是可再生能源的有效组织方式,随着分布式光伏渗透率的不断提高,给电网供电品质带来了挑战。针对分布式光伏直流侧输出功率波动、交流侧谐波电能质量的问题,提出光储联合发电系统加以应对。通过在直流侧加设一体化的混合储能系统,平抑光伏输出的波动性;利用基于自适应滤波算法的负荷谐波检测算法,以及分布式光伏电能质量主动治理控制方法,有效降低交流侧的谐波水平。提出了基于分层控制的光储联合发电系统控制方案,功率调度层管理光伏、电池和超级电容的功率潮流,变流器本地控制层控制各变流器精确跟踪指令功率,可以提升光储联合发电系统的可调度性和电网友好性。利用PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了所提控制算法的可行性和有效性。     

基于分层控制的光储发电系统电能质量提升方法北大核心

分布式光伏发电系统是可再生能源的有效组织方式,随着分布式光伏渗透率的不断提高,给电网供电品质带来了挑战。针对分布式光伏直流侧输出功率波动、交流侧谐波电能质量的问题,提出光储联合发电系统加以应对。通过在直流侧加设一体化的混合储能系统,平抑光伏输出的波动性;利用基于自适应滤波算法的负荷谐波检测算法,以及分布式光伏电能质量主动治理控制方法,有效降低交流侧的谐波水平。提出了基于分层控制的光储联合发电系统控制方案,功率调度层管理光伏、电池和超级电容的功率潮流,变流器本地控制层控制各变流器精确跟踪指令功率,可以提升光储联合发电系统的可调度性和电网友好性。利用PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了所提控制算法的可行性和有效性。     

基于动态电价机制的用户侧分布式储能电能交易策略

用户侧分布式储能具备优化用户电力负荷曲线和协调消纳系统侧可再生能源发电的能力。提出一种基于动态电价机制的配电系统用户侧分布式储能电能交易策略。首先,该策略在充分考虑新能源出力和用户电能需求不确定性的基础上,构建用户侧分布式储能和配电系统的日前电能调度模型;然后,根据动态电价机制对用户侧分布式储能调度计划和系统侧可再生能源消纳水平的影响,建立基于主从博弈的配电网运营商和用户侧储能运营商的电能交易模型,并采用启发式算法获取博弈模型的均衡解;最后,通过算例验证了所提电能交易策略可有效提升配电网运营商的经济效益与新能源消纳水平,并降低用户侧的运行成本。     

基于微网技术的家庭能源管理系统研究

家庭能源管理系统是未来智能电网在配电侧发展的重要研究方向。以包含光伏发电、蓄电池储能和家庭负荷的家庭直流微电网系统为研究对象,研究了各个单元的基本控制策略,并提出了基于微网技术的家庭微网能量调度策略。系统的工作模式包括并网工作模式和离网工作模式,通过能量调度策略来维持系统功率平衡和直流电压稳定。在Matlab/Simulink下搭建了家庭直流微网系统并对该控制策略进行仿真验证。仿真结果表明,系统在并网运行模式和离网运行模式下均能保持直流侧电压稳定,验证了家庭能源管理系统的正确性和有效性。     

储能关键技术及应用专辑特邀主编述评

正储能技术是电力系统能源结构优化及电能生产消费变革的重要支撑技术,是智能电网的重要组成部分。随着风光可再生能源的快速发展,风光发电功率的不确定性给电力生产与消费的实时平衡带来巨大挑战,促使储能的需求向规模化和大容量化方向快速发展。储能可以实现大电网调频调峰、支持风光电源友好并网、支撑微电网运行和用户需求侧响应。储能变换器(PCS)是储能介质与电网的     

基于两种直流侧卸荷电路的并网光伏发电系统LVRT对比分析

电网侧发生电压跌落时,并网光伏电站逆变电路直流侧会产生一定的过电压,威胁直流侧电容及并网侧逆变电路的正常运行,过电压严重时甚至会烧毁电容与逆变电路。分析了并网光伏电站的动态运行特性,针对电网提出的LVRT要求,提出了直流侧电阻卸荷与超级电容器卸荷2种卸荷方案。基于PSCAD/EMTDC仿真软件,搭建了双极型并网光伏发电系统模型,对比分析2种卸荷电路在网侧电压严重跌落时,并网光伏发电系统不同的暂态特性。仿真结果表明,超级电容器可更有效保护并网光伏发电系统。     

光伏发电-超级电容储能并网系统的直流母线电压稳定控制

光伏发电并网系统因太阳能的周期性和间歇性会对电网造成扰动,影响电网的安全稳定运行。针对双级式光伏并网发电系统,在直流母线侧增加超级电容储能可以平抑光伏发电功率的波动。从控制功能的角度,将光伏发电-超级电容储能并网系统分为光伏发电、逆变器和超级电容储能3个功能独立的子系统;建立了各子系统的数学模型,并在此基础上分析确定各子系统分别实现最大功率跟踪控制、恒功率控制和直流母线电压稳定控制的具体方案;针对直流母线电压的稳定控制,提出一种基于鲁棒渐近跟踪控制的方法。通过模拟不同辐照强度,不同电网有功-无功功率需求等多种工况进行仿真验证。结果表明,所提控制功能划分合理,控制方法有效且兼有较好性能。     

带超级电容的光伏发电微网系统混合储能控制策略

为保证微电网系统稳定运行、各发电单元之间功率平衡以及输出电能质量良好,采用混合储能装置作为含光伏发电微电网系统的储能部分。提出了含光伏发电单元的微电网系统并网运行时各储能单元和直流母线电压的控制策略。当光伏发电并网系统的能量管理采用功率分配型控制策略时,直流母线电压幅值的稳定受发电单元侧控制,通过控制微电源与三相逆变器输送给电网能量之间的平衡来保持直流母线电压稳定;当新能源或本地负载功率发生突变时,由于蓄电池和超级电容储能装置具有较好的能量互补特点,通过控制蓄电池吸收或释放低频功率,超级电容吸收或释放高频功率,可以抑制负载突变对直流母线造成的冲击。仿真和实验结果表明,上述控制策略能有效、快速地调节系统有功、无功功率输出,抑制微电网系统负荷突变引起的功率波动,改善系统输出电能质量,提高系统的可靠性和稳定性。     

基于GridLAB-D的微电网广义需求响应建模与控制

电力系统中光伏等分布式可再生能源快速发展,分布式屋顶光伏成为新型智能微电网的典型特征。为提高含高比例光伏微电网的稳定性和经济性,提出了利用居民侧灵活负荷调节以及储能设备充放电来实现的广义需求响应,从而增加微电网内光伏波动性出力的消纳,降低智能微电网的运行成本。以居民住宅微电网为研究对象,基于连续仿真软件GridLAB-D建立了住宅模型、光伏发电模型、储能设备模型、气候和电力市场模型等,并提出了广义需求响应中灵活负荷和储能设备的控制算法。通过IEEE 13节点测试系统模型,验证了广义需求响应在智能微电网中的实施能够有效降低弃光率、节约用户用电成本,并能够协助主网系统减小负荷峰谷差。     

户用小型离网型光伏储能系统价值评估

离网型光伏储能系统的经济性主要体现在全系统成本与投资收益的对比关系上。通过构建基于电力系统发电侧、电网、用户以及社会的户用离网型光伏储能系统价值评估体系,提出了能够有效计算储能价值的评估模型。在此基础上,选取具有典型用电量小型用户进行价值分析。研究结果表明:安装离网型光伏储能系统对用户自身而言投资收益并不明显,但对于整个社会的系统价值是巨大的。离网型光储系统不仅可以方便用户用电问题,而且在减少电网扩建、降低发电机组成本以及节能减排等方面也有很大贡献。从长远看,光伏系统以及储能系统成本下降,对其经济性的提高有很大的影响。但目前需要国家提供补贴等方式来提高离网系统的初期投资收益。     

适用于光伏微网系统的并网点电压模型预测控制

微网系统中的光伏发电功率波动会导致电网电压升高或波动,为了降低高渗透率光伏带来的电能质量问题,提出了针对储能功率模型预测控制的光伏发电系统电能质量提升算法,该方法具备自适应优化功能,通过模型预测控制反馈校正和滚动优化,获得微网线路阻抗等关键参数的精确值,同时还考虑了储能荷电状态等运行参数,保证了储能系统的安全稳定运行。仿真结果证明了该控制策略的有效性。     

离网型组合蓄能光伏发电系统

提出了离网型组合蓄能光伏发电系统及其优化运行与配置的设计方法.该系统采用电解水制氢与蓄电池相结合的蓄能方式,其设计方法不仅能消除太阳能与用户负荷间供需失配的影响,而且还实现自治运行、效率最优和成本优化.以不同纬度地区的用户为案例,对离网型组合蓄能光伏发电系统和常规离网型光伏发电系统进行了对比计算与仿真.仿真结果表明,与常规系统相比,组合蓄能光伏发电系统不仅能够离网运行,提供连续的电力供应,且成本较低、体积较小、重量较轻等.     

微电网中储能系统的集成设计与控制策略

由于光照强度与温度变化,光伏发电功率的波动导致微网系统并网侧功率发生较大波动。通过控制电池储能系统的有功功率,可以使平滑光伏电源功率波动成为可能。研究了光储联合发电系统的运行模式,提出了适用于光储联合发电系统的集成设计和控制策略,并对储能用功率转换系统进行了分析和设计;最后基于某光伏电站和负荷的实际历史运行数据,对所提出的方案进行仿真研究。仿真结果验证了光储联合发电系统控制策略的有效性,锂电池储能并网系统能够稳定地并网/离网运行,切换过渡过程平滑稳定     

一种新型光伏储能逆变器系统

针对家庭使用的光伏储能系统,提出了一种新型光伏储能逆变器系统结构。系统由两个DC/AC变换器背靠背组成,利用直流母线电容使得电网侧与负荷侧解耦。系统具有好的并、离网直接纯无缝切换特性。最后进行了仿真验证,仿真结果证明了系统的稳定性和可靠性。     

基于VSG的直流侧混合储能自适应协调控制策略

虚拟同步发电机(VSG)技术与传统的逆变器控制相结合,可提高微电网并网和离网情况下的电能质量.独立微电网为确保用户侧供电质量,负载波动时常以牺牲储能设备的荷电状态(SOC)为代价,导致系统稳定性削弱.针对该问题,提出基于VSG的混合储能协调控制方法.直流侧采用大功率锂电池通过双向DC/DC与超级电容的组合,以实现功率合理分配;同时通过引入自适应协调系数λ,实现暂态工况下超级电容SOC和微电网系统频率的协调控制,优化了系统的功率分配特性,进而使超级电容在稳态工况下处于充放电裕度相等状态,确保微电网平滑过渡下一次系统功率波动.搭建Matlab/Simulink仿真实验平台,通过对比分析三组不同控制策略下的不同功率波动情况,验证了所提出的控制策略的可行性和有效性.     

含风光储微网的大用户短期交易决策

随着可再生能源发电技术的日益成熟和售电侧市场放开,含分布式电源用户或微网等电能产销者参与的市场交易问题正得到越来越多的关注。以含风电、光伏、储能(简称风光储)、微网的大用户为研究对象,在日前电力市场的环境下,计及可再生能源出力的波动性,建立了由风力发电机组、光伏电池、储能系统组成的含风光储微网的大用户短期交易决策模型,并采用条件风险价值量化大用户的交易风险,为评估含风光储微网的大用户参与市场交易的风险提供了一种可行方法。最后,通过算例仿真验证了模型的正确性和合理性,说明蓄电池有助于降低大用户在短期交易中的风险。