虚拟同步发电机频率特性与储能设备容量及充放电特性的关系

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)没有实际的转子,而是通过控制算法模拟实现实际转子的转动惯量和阻尼特性,本质上依赖于储能容量及其充放电特性。基于VSG原理,推导出VSG在输入功率和电网频率变化时的频率特性与所需要的储能容量之间的关系式,据此揭示了VSG虚拟惯性系数、阻尼系数和频率特性与储能容量及其充放电特性之间的关系,并分析了储能设备容量不足对VSG输出特性的影响,提出了一种满足VSG频率特性要求的储能配置方法。仿真结果验证了VSG虚拟惯性系数、阻尼系数、频率特性和储能需求之间的关系,表明VSG预期输出特性的实现需要有合适的储能容量及其充放电特性予以支撑。     

基于云储能租赁服务的风储参与能量–调频市场竞价策略研究

随着可再生能源渗透率的不断提高,新能源将承担部分调频任务。然而风电出力的不确定性极大地限制了其所提供的调频辅助服务利益最大化。提出了一种云储能租赁机制以降低风电的投标偏差惩罚并提高云储能聚合商的收益。在该机制下,风电首先提出租赁储能容量与额定功率的需求,云储能聚合商合理组合实际储能以满足风电需求。进一步提出风储协调策略,使风电可利用租赁储能实现风储联合投标利益最大化,而云储能聚合商将剩余的云储能通过最优组合参与电力市场投标。引入鲁棒优化模型以计及风电与市场价格的不确定性。最后利用实际风电出力和储能数据以及PJM市场价格验证了所提出的租赁机制、风储协调策略与最优组合策略的正确性与优越性。     

电力市场环境下考虑风电调度和调频极限的储能优化控制

风电功率间歇性不仅使风电场难以精确响应调度计划,还导致电网频率波动加剧.为提高风电可调度性和电网频率安全,该文以日前调度为例构建日前调度计划和电网调频极限的形成方法,在此基础上提出利用储能辅助风电场跟踪日前调度计划并参与调频的策略;然后在电力市场环境下以风储电站利润最大为目标建立风储运行模型,该模型考虑由所提策略形成的风储电站联合出力约束和频率安全约束,用来计算储能辅助风电场跟踪日前调度计划和参与调频的最优出力;最后基于实测数据对该策略进行仿真分析,结果表明所提策略可以提高风电场跟踪日前调度计划能力和电网频率安全性,同时还具有良好的经济效益.     

碳纳米管补强丁苯橡胶/聚氯乙烯共混物的研究

研究碳纳米管用量对丁苯橡胶（SBR）/聚氯乙烯（PVC）共混物性能的影响。结果表明：碳纳米管微观呈长条状聚集态,聚集体由大量碳纳米管纠缠而成,碳纳米管直径为10～35 nm;随着碳纳米管用量的增大,SBR/PVC共混物的FL,Fmax和Fmax－FL逐渐增大,t10和t90呈缩短趋势,硬度、定伸应力、拉伸强度和撕裂强度逐渐增大,拉断伸长率逐渐减小,当碳纳米管用量为10份时,SBR/PVC共混物的物理性能较优;SBR/PVC共混物的储能模量和损耗模量随着应变的增大而减小,随着碳纳米管用量的增大而增大,损耗因子随着应变的增大而增大,随着碳纳米管用量的增大而呈减小趋势。     

改进互联通信荷电状态下垂控制及功率均衡优化

作为直流微电网中不可或缺的组成部分,分布式直流储能系统起着平抑系统能量波动、维持系统功率平衡的重要作用.为了提高储能系统工作的可靠性,该文对互联通信荷电状态(SOC)下垂控制策略进行深入研究.首先,对传统互联通信SOC下垂控制的系统性能及存在的问题进行分析,为之后控制策略的改进奠定基础;其次,提出改进互联通信SOC下垂控制策略,即在传统互联通信SOC下垂控制基础上引入变化系数;再次,通过对改进互联通信SOC下垂控制系统性能的分析,得到变化系数参数设计方法,在提高系统功率收敛速度的同时,限制功率输出最大值,从而提高系统可靠性;最后,对由两台储能模块构成的储能系统进行仿真和实验,实验结果验证了改进策略的快速性及对输出功率的限制.     

P(VDF–HFP)/BST纳米复合薄膜的制备及介电、储能性能

采用溶液铸造法,以聚(偏氟乙烯–六氟丙烯)[P(VDF–HFP)]为基体、钛酸钡锶(BST)为填料制备了纳米薄膜材料。对薄膜的物相组成和微观形貌进行了表征,研究了BST含量对薄膜介电性能和储能性能的影响。结果表明,随着BST含量的增大,薄膜的介电常数显著上升,介电损耗在中、高频区域有所下降,击穿强度逐渐减小,薄膜的充电能量密度显著增大;介电常数的实测值与Maxwell-Wagner理论模型计算值基本吻合,表明填料和基体结合良好,薄膜材料内部组织均匀,无明显缺陷。此外,从实际应用的角度讲,外加电场强度低于800 kV/cm或介于800~2100 kV/cm时,为了获得最大的放电能量密度,应分别选用BST体积分数为30%或20%的P(VDF–HFP)/BST复合薄膜材料。     

基于前馈自抗扰的光伏微电网混合储能控制策略

针对光伏微电网混合储能系统中储能设备间的功率分频分配有效性差和抗干扰能力较弱等问题,提出一种基于前馈自抗扰控制(feedforward linear active disturbance rejection control,FF-LADRC)的光伏微电网混合储能控制策略。首先,搭建混合储能系统中蓄电池和超级电容的双向DC-DC数学模型,通过在电压环控制中引入前馈自抗扰控制,以提高混合储能系统的动态响应速度和抗干扰性能,并通过设置低通滤波,进而实现不同储能设备之间的功率分频分配。同时,将线性自抗扰控制分别引入蓄电池电流环控制和超级电容电流环控制,以实现不同储能设备间的协调控制,进而提高并网侧功率稳定性。频域分析结果证明了所提控制策略的有效性和稳定性。仿真结果表明,所提控制策略能够快速进行功率分频分配,同时协调光伏微电网有效运行。     

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。