服务"乡村振兴"并网型光储微电网技术的探讨与研究

以宁夏某地区为例,通过深入分析该区域电网现状、资源禀赋以及负荷特性,以彻底解决该区域内10 kV电网线路供电半径过长、末端电压低、电能质量差,不能满足人民群众的生产和生活用电需求等问题为主,提出通过建设并网型光储微电网系统,采用光伏和储能装置组合系统来解决以上问题,保证人民生产生活的高质量用电需求.     

新疆环塔里木盆地新能源接纳能力分析

根据断面送出约束和电力平衡等条件,预测环塔里木盆地五地州"十四五"期间新能源的可接纳容量,通过新能源云平台和变电容量平衡校核接纳能力预测结果,并提出储能容量的配置方法,以提高新能源的利用率.研究结果表明,"十四五"期间,环塔里木盆地可新增光伏6700 MW、风电1800 MW、储能1800 MW,新能源利用率达到79.58％,新能源开发潜力巨大.     

电池储能应用于10 kV配电网解决低电压问题的方案研究

配电网10 kV线路低电压出现的主要原因是配网线路长和负载重.传统的无功补偿负载重,导致低电压情况下效果有限,而重建线路成本较高、建设周期长且施工难度大.本文具体剖析了10 kV配网线路发生低电压的机理,提出了一种应用于10 kV配电网解决线路低电压问题的电池储能方案.考虑放电深度和效率,方案采用磷酸铁锂电池,基于电池储能投入后的补偿电压原理,提出储能额定功率和容量的计算方法.为了充分利用储能的容量和PCS(power conversion system)的无功能力,制定了储能控制策略.以典型的10 kV辐射式配电网线路为例进行建模仿真,结果验证了该解决方案能够很好解决线路供电半径长和负荷重导致的严重低电压问题,提出的储能额定功率、容量和控制策略的规划方法合理.     

储能最小运行虚拟同步机微电网预测控制研究

针对风光储荷微网系统大容量蓄电池增加系统建设成本和分布式逆变器并网稳定性的问题,研究了基于预测控制的虚拟同步机风光储荷微网系统.首先,分析了风光储荷微网系统结构和各组成部分的工作模式;其次,研究了虚拟同步机控制策略,通过虚拟同步机提供转动惯量以提高并网系统的稳定性;然后,研究了基于预测控制的能量管理方法,在满足本地负荷以及不使用电网能量的前提下,以蓄电池储能系统储能最少为优化目标,提升微网系统运行效率;最后,通过仿真实验验证了虚拟同步机控制策略的正确性和基于预测控制的风光储荷能量管理方法的有效性.     

基于模糊控制的压缩空气储能调频

为了避免流量突破喘振或堵塞线,CAES系统中的离心式压缩机通常不能应用负荷频率控制,这在一定程度上降低了压缩机调频性能.针对这一问题,提出了一种基于模糊控制的CAES调频方法.该方法可以在保证压缩机流量不越限的基础上更充分地调节压缩机参考功率,从而改善系统调频的动态性能.利用MATLAB/SIMULINK建立了60 MW充电/70 MW放电的补燃型压缩空气储能系统和风电渗透测试系统的仿真模型.结果表明,该方法可以有效降低系统波动可再生能源功率注入时产生的频率偏移量峰值、频率偏移量均方根值,从而提高CAES的频率支撑能力.     

电池储能参与电网一次调频的优化综合控制策略

为研究电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)参与电网一次调频的高效性控制策略.本文在对电力系统调频需求进行分析与储能电池荷电状态(State Of Charge,SOC)考虑的基础上,提出一种兼顾电网调频需求与储能电池SOC状态的一次调频综合控制策略,给出不同荷电状态下的控制策略下垂系数自适应优化与均衡调节控制方法,实现了储能电池参与一次调频的自适应调整与状态均衡,并基于含储能电池的区域电网调频仿真模型,分别在阶跃扰动与连续扰动下对所提控制方法进行仿真分析.结果表明,所研究控制策略在电力系统频率调节与电池SOC保持方面均具有较佳的效果.     

考虑储能的工业园区综合能源系统日前优化调度

城市能源互联网系统通过互补和能量梯级利用,实现能源资源的有效整合,在能源生产和消费革命中起着重要作用。城市能源互联网建设的关键之一是建立城市工业园区综合能源系统。因此,围绕一个存在电、热、冷、天然气等多种能流并服务于生产生活负荷统筹的工业园区综合能源系统开展了建模,结合系统储能特性,提出了日前运行优化调度模型。该模型综合考虑了供能管网和储能水罐储能特性及其对经济效益的影响,针对涉及生产生活用能的工业园区进行优化,同时对供能管网储能能力进行量化。这一技术被应用于某实际工业园区,进行冬季供暖工况运行调度优化。储热水罐的出力优化增加了系统设备组合的灵活性,而热网热惯性的考虑稳定了机组出力。优化方案表现出更好的经济性和输出稳定性,单日节省运行成本1 445元。     

不同压强细水雾对磷酸铁锂电池模组的灭火效果

电化学储能电站大规模应用急需解决储能电池的消防问题。目前关于细水雾扑灭锂离子电池的火灾试验多集中在小容量单体电池,试验平台与真实储能舱消防环境相差甚远。因此,根据细水雾灭火效果验证机制,根据真实储能电池运行工况设计试验方案,按实际储能舱搭建试验平台。试验对象采用344 Ah储能用磷酸铁锂电池模组,在过充滥用下使电池模组热失控并燃烧,使用4种不同压强细水雾扑救并比较其灭火效果。试验证明了一定压强细水雾能够有效扑灭磷酸铁锂电池模组火灾,扑灭过程存在冷却和阻隔热辐射机制,观察到细水雾屏障现象。研究得出10MPa以下的细水雾压强与灭火时间呈反比关系,随着压强增大,灭火速率和降温速率均提高。实验结果表明,针对大容量磷酸铁锂电池模组的消防设计,选择6 MPa及以上细水雾作为灭火剂比较经济高效。该研究结果可为磷酸铁锂储能电站的消防措施、电池模组灭火规范的制定提供试验支撑。     

MRD减振控制系统的后备混合储能电源设计与仿真

针对磁流变阻尼器MRD(magnetorheological damper)减振控制系统后备电源采用单一蓄电池供电存在响应时间慢和稳定性差问题,提出锂电池/超级电容的后备混合储能电源。首先进行储能系统供电方式的选择及容量配置,然后设计了锂电池和超级电容分别串联双向DC/DC变换器进行功率分配的混合储能结构,再将负载端电流滤波后的高频分量和低频分量用来实现变换器电压电流闭环控制,最后在Matlab/Simulink中搭建混合储能仿真模型,进行输出响应和脉冲功率扰动仿真,对单一锂电池储能和混合储能电源进行性能比较。结果表明,混合储能电源的输出响应时间可达毫秒级;超级电容能提供80%起始功率,并且在脉冲功率扰动下补偿波动功率,以维持母线端稳定,满足MRD减振控制系统的实际工程需求。     

考虑有功-无功协同优化的风场、光伏电站储能系统容量配置研究

为促进配网对风电、光伏的消纳,减少因高渗透率的分布式电源导致的电压波动,构建了以储能投资成本、购电成本、弃风弃光成本和网损成本最小为目标的蓄电池储能系统容量优化配置模型.首先,利用具有四象限运行特性的储能系统、有载调压变压器、分组投切电容器组对配网的有功无功进行协同优化.然后,采用融合时空关联特性的极限场景集描述可再生能源出力,使用大M法和二阶锥松弛技术将上述模型转化为混合整数线性规划问题,求解得到储能最优容量配置和有功-无功协同优化策略.最后,以IEEE-33节点系统为例进行分析.仿真结果表明,所提模型和方法能够提高配电网的电压质量和风电、光伏的消纳水平.