分布式光伏储能系统的设计方法及运行特性

针对典型的户用光伏储能系统,建立了各个部件的数学模型,研究了系统的运行特性,考虑最大光伏自给率基础策略与加入谷时电网和蓄电池交互的改进策略,探究了经济性指标净现值、技术性指标光伏自给率及用户自用率与蓄电池容量的关系,绘制了经济性指标与技术性指标关系曲线,提出一种分布式光伏储能系统的容量设计方法,基于MATLAB进行全年能量流动与全生命周期经济结果分析,并针对上海市地区典型日晴天系统运行特性进行了模拟研究。结果表明,技术性指标与经济性指标随蓄电池容量变化呈现相反的变化趋势,在基础与改进策略下,蓄电池容量分别超过10.5和6.5 kW·h后,降低净现值以提升光伏自给率与用户自用率的效果逐渐减弱,因此基于蓄电容量为5 kW·h（基础策略）和6.5 kW·h（改进策略）的拐点前的曲线,依据实际需要确定系统蓄电池的容量。模拟结果表明,对于案例中的3.06 kW（峰值）的光伏系统和4.8 kW·h的蓄电池,系统较单独的光伏系统有明显的削峰填谷效果。考虑谷时蓄电池与电网交互的改进策略比基础策略有更好的技术性与经济性表现,但是系统对市电电网的传输负担会有所加重。     

分布式能源热网储能量化计算分析

研究分布式能源供热系统中热网储能特性是制定能源高效利用控制策略的必要前提。该文通过对分布式能源热网储能特性的研究,建立热网储能量化计算模型。该模型描述热网储能特性的重要参数-储能供能持续时间。引入影响因子θ对模型进行改进,提高热网换热段温度与实际工况的吻合度。针对3个换热站的试验数据,对改进后模型进行滞后时间计算,从而验证其正确性。通过对实际案例的计算,得到并分析热网储能供能的持续时间,得出循环水泵存在最佳流量的结论。此外,应用上述模型对分时分段供暖工况进行分析计算,得出24h内与室外温度正相关的热网供水温度随时间的分布。     

聚合物基复合薄膜的高温储能性能研究进展

聚合物薄膜电容器具有功率密度大、安全性高、绝缘性好等优点而被广泛应用在工程领域。近年来,随着新能源交通、清洁能源并网、油气开采等领域对具有优异高温储能特性的介电薄膜电容器需求日益增加,高温、高电场等极限条件下介质薄膜电容器的储能受到越来越多的关注,相关研究已成为电工材料领域的研究热点。该文总结近年来有关聚合物基复合薄膜的高温储能研究进展。首先,介绍决定电介质材料高温储能特性的关键参数,分析高温、高电场对相关参数的影响规律;其次,梳理基于不同空间层次设计的聚合物薄膜高温储能特性优化研究现状,从分子结构、微观结构、介观结构3个方面总结高温储能性能的调控方法;最后,对进一步提升聚合物薄膜的高温储能性能做出展望。     

用于压接IGBT动态测试平台的高储能密度电感

压接型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件因其独特的优势在我国输电领域发挥重大作用,但在获取其开关特性曲线的动态测试平台方面仍存在不足.在此将高储能密度电感(Brooks电感)应用到平台中,以优化测试平台.首先根据IGBT双脉冲测试回路要求计算电感值,通过仿真得到在电感工作频率范围内集肤效应的影响可忽略,并设计电感参数;然后基于ANSYS Maxwell建立模型进行仿真分析,计算电感值为751.69 μH,符合设计要求;进而对电感进行加工制作,测量电感的阻抗特性并计算电感值、匝间电容等参数,同时对该电感进行了绝缘测试,提出该电感可应用于IGBT动态测试平台;最后将其接入动态测试平台中,分别进行高压小电流和低压大电流实验.经计算,所设计的高储能密度电感使平台得到优化并且其储能密度为原电感的56.28倍.     

梯次利用电池储能系统集成及控制策略研究

针对不同规格、不同批次退役动力电池包在重组过程中的一致性差异问题,基于某电站的实际项目需求,对梯次利用电池储能系统(BESS)的集成设计进行了介绍,降低电池成组难度,确保电池可靠运行.考虑不同退役电池包的充放电特性与一致性差异,提出了基于荷电状态(SOC)的充放电功率实时调整策略,在确保电池安全运行的前提下最大限度的利用电池存储的能量.最后通过实际测试验证了控制策略的有效性.     

模糊神经网络下的SMES三相五电平变流器控制

可再生能源所存在的不稳定性和间断性对电力系统带来了压力,因而需要设计好的控制算法调节变流装置使超导储能(SMES)系统带动微网实现可靠运行.这里提出了一种复合式模糊神经网络控制策略,首先,研究了基础三相五电平电流型变流器和SMES系统的拓扑结构,并给出被控拓扑模型.进而在载波叠加调制比例积分微分(PID)控制的基础上,提出模糊控制策略与3层BP神经网络结合的控制方法,并完成对比实验分析.结果 表明所提方法应用于SMES型微网中所产生的电流纹波和畸变程度较小,总电流变化后调整速率均较快;此外,当微网电压处于不平衡状态时,不容易被谐波所影响.     

三电平储能变流器的研制

此处研制了一款大功率三电平储能变流器,对其主电路拓扑结构和数学模型进行了详细分析,并给出了恒流、恒功率和恒压充放电控制模式.针对传统三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)扇区多、控制复杂的问题,提出了基于两电平空间矢量的三电平载波调制方式,无需复杂分区即可实现三电平SVPWM和母线电容中点电压平衡.制作了实验样机并搭建了实验平台进行验证,验证了所设计的样机具有较好的稳态和动态性能.     

改进的双向储能变流器多模式运行控制方法

研究了双向储能变流器(PCS)的控制,对变流器的拓扑结构以及控制方法都进行了改进.双向PCS采用两级式拓扑,前级为两相交错并联的DC/DC变换器,后级为T型三电平DC/AC变换器.在此研究了DC/DC变换器和DC/AC变换器在离网和并网两种模式下的控制策略.为提高系统的稳定性及动静态性能,在DC/DC变换器中引入载波移相和功率前馈环节,研究了DC/AC变换器的中点平衡和谐振抑制策略,并对传统的电网同步方法和电流控制器进行了改进.最后,研制了一台10 kW的实验样机对系统的稳态和动态性能进行了测试,验证了所提控制策略的有效性.     

光储并一体化变换器的多模态控制与分析

以光伏电池为微电源并集成储能设备的微电网通常包含光伏变换器、储能变换器等多台电力电子变换装置,系统中存在多个变换器将增加其成本,影响其稳定性,限制其应用推广.针对中小功率应用场合,将光伏变换器与储能变换器的功能集成,仅使用一台两级式变换器实现光伏组件与储能设备的接入,基于此新型系统结构,提出一种光储并一体化的控制策略实现微电网多模态控制功能,特别针对光伏接口电路应用限功率控制策略以减小系统功率平衡对储能设备的依赖性.研制了一台15 kVA光储并一体化实验样机,实验验证了光储并一体化系统结构与控制策略的可行性及稳定性分析的有效性.