含分布式电源配电网的黑启动运行特性研究

对于电力系统局部失电或大面积失电,利用分布式电源恢复供电的黑启动方案具有重要意义。文中在分布式电源配电网建模的基础上,结合含分布式电源的配电网自身特点,以配有储能装置、具有电压/频率控制能力的分布式电源作为黑启动电源,分析其黑启动运行特性,给出含分布式电源黑启动的优化组合方案。最后,仿真验证了优化配置方案的有效性,为配电网实现黑启动预案提供必要的理论基础     

基于联络矩阵法的黑启动分区与机组启动顺序选择方案

针对黑启动过程中合理分区的重要性,考虑黑启动过程中线路恢复成功率与机组启动成功率,提出了机组恢复期望功率这一黑启动恢复指标。首先利用所提指标结合线路恢复时间建立节点分区判定目标函数,初步确定各待恢复节点所属分区;然后利用分区子系统期望恢复功率与分区网架结构形成时间建立新的分区目标函数,利用改进的模拟退火法求解该目标函数以实现黑启动分区的全局优化;最后得出了待恢复机组所属分区以及各分区内机组恢复顺序,并找到了所有待恢复机组的最优黑启动路径。     

基于DIgSILENT的光储联合系统作为地区电网黑启动电源可行性研究

为提高光多水少,甚至无水电地区电网的黑启动能力,该文提出了一种以光伏电站配置大容量电池储能系统作为黑启动电源的方案。首先,基于DIgSILENT/PowerFactory电力系统仿真平台,搭建光伏发电系统。为了维持其直流母线电压稳定和最大化光资源利用率,光伏逆变器采用电压/无功外环电流内环控制,Boost变换器采用MPPT控制。其次,在光伏发电系统的送端交流母线处配置储能,形成光储联合系统（photovoltaic-battery energy storage systems,PV-BESS）。储能部分DC/AC变换器采用V/f控制,以维持系统电压及频率的稳定。最后,考虑不同太阳辐照度、不同温度以及不同光储容量配比等情况,对输电线路空载充电以及启动大容量火电厂辅机的暂态过程进行仿真,验证了所提方案的可行性。     

考虑微网和HVDC特性的电网黑启动优化

通过对黑启动电源、恢复路径优化的电网黑启动方法能加快发生大停电电网的系统恢复。随着电力系统中微网和HVDC越来越多,交直流混联电网在电网黑启动过程中需充分考虑微网和HVDC的影响。分析了微网和HVDC的特性及其参与黑启动时的控制方法和可行性,以最大化恢复系统的恢复效率为目标构建了考虑微网和HVDC特性的电网网架重构优化模型,使用模拟退火遗传算法（SAGA）和Dijkstra算法对电网进行分区优化和恢复路径选优。最后,通过算例验证了方法的有效性。     

黑启动火电机组后储能型风电场的调控策略研究CSCD

利用储能型风电场作为黑启动电源带动局域电网内的火电机组启动后,将其与火电机组组成风储火系统并列运行,对提高电网的恢复速度具有重要作用。为形成风储火系统并使其在局域电网后续恢复过程中能够保持稳定,提出了一种在启动火电机组后储能型风电场的控制策略:在电池储能系统控制单元中采用基于控制器状态跟随的平滑切换控制方法,并通过对其控制策略的切换点进行调整,以使电池储能系统能够在火电机组与储能型风电场并列运行瞬间实现由V/f控制到P/Q控制的无缝切换;在电池储能系统控制单元中建立附加惯性控制器和附加频率下垂控制器以提高风储火系统的频率稳定性,在双馈风电机组控制单元中建立附加电压下垂控制器以提高风储火系统的电压稳定性。仿真结果表明:利用所提调控策略能够在火电机组与储能型风电场并列运行瞬间,使电池储能系统的控制策略进行平滑切换,并能使风储火系统在恢复局域电网内其它机组或负荷时保持稳定。     

考虑运行经济成本的风电场储能容量优化

储能技术作为一种新兴的调节风电功率输出方法,能够有效平抑风电出力波动.储能系统容量规划问题正成为重要的研究课题.以蓄电池作为研究对象,将放电深度和过放电现象对电池寿命的损伤折合为运行经济成本,同时考虑惩罚成本及固有成本,在确保风电出力尽可能接近期望出力的前提下,建立了以总经济成本最小为目标,以容量限制、功率限制及充放电次数限制为约束条件的储能容量优化模型,采用遗传算法求解目标函数.算例分析结果表明,该方法可以配置合理的储能容量,使得储能系统在平抑风电出力波动的同时使总经济成本降至最低,实现稳定性和经济性的相协调.     

考虑恢复均衡性的黑启动柔性分区优化策略

现有的黑启动并行恢复策略多从分区拓扑结构和总体恢复效益两个方面开展研究,但各有不足之处。基于对传统黑启动分区原则的分析与总结,进一步提出以谱聚类分析所得社团结构作为考虑结构坚强性的黑启动初步分区基础,以拓扑结构量综合指标的合理波动范围为分区拓扑约束,以分区恢复时间平衡性为黑启动分区恢复效益目标,建立了综合考虑分区恢复均衡性的黑启动柔性分区优化模型。通过IEEE 118节点测试系统算例分析所提出方法的可行性。     

磷酸铁锂电池及其新能源汽车启动电源性能研究

鉴于汽车启动电源铅酸电池存在严重环境污染隐患,本文采用环保型32650圆柱磷酸铁锂电池组装成25.6 V/65 A•h电池组代替铅酸电池应用于汽车启动电源,并分别对磷酸铁锂电池组的常温和低温启动能力、倍率性能和低温放电性能等进行测试。实验结果表明,电池组0.33 C放电容量为67.028 A•h,3 C放电容量为0.33 C放电容量的98.24%,电池组具有较好的倍率性能;电池组在 −30℃放电容量为额定容量的84.7%,具有良好的低温性能;电池组在25℃和 −20℃下以600 A电流放电,单串电池电压均高于放电保护电压;电池组在25℃搁置28 d之后,容量恢复率为99.37%;磷酸铁锂电池组性能均满足汽车启动电源性能要求,可以代替铅酸电池作为汽车启动电源。     

基于双层规划模型的用户侧混合储能优化配置

利用用户侧峰谷电价差,优化配置储能系统并合理调度可降低用电成本.本文提出一种铅酸电池-超级电容混合储能系统的双层规划模型,以储能投资年回报率为外层目标函数,在目标函数中考虑了储能削峰填谷收益、需量防守收益、全生命周期成本等因素;以储能日调度收益为内层目标函数,研究了储能各时段最优充放电功率.在构建混合储能系统模型时,考...     

改善光伏高渗透率配电网电压水平的储能电池最优容量配置方法

针对高渗透率分布式光伏电源接入配电网后引起系统节点电压越限致使电能质量失优这一问题,提出一种基于用户侧储能电池改善配电网电压水平优化模型并最终获得储能电池最优容量的优化配置方法。该方法考虑储能电池参与配电网电压调节运行,以改善节点电压水平为目标,以储能电池充电功率限值及系统功率平衡为约束,通过遗传算法寻优,获得储能电池的最优充电功率值,进而可确定储能电池的最优配置容量。仿真算例表明该方法可有效地使系统中各节点电压的越限情况得到良好改善,同时可实现对储能电池容量的最优配置。     

储能系统协同常规机组调峰控制策略研究

大规模风电并网会引起电力系统调峰能力不足,造成火电机组频繁启停或弃风。文章利用电池储能充放电灵活、可补充常规机组调峰能力不足的特性,提出了AGC机组、NON-AGC机组与储能系统间的协调控制策略。该策略引入了改进调度时间级,实现储能与常规机组时间协调配合;以AGC机组与NON-AGC机组的协调机制为基础,建立了AGC机组向NON-AGC机组与电池储能的转移功率模型。根据前一时刻机组的输出功率,计算出机组的调节余量实现电池储能参与系统调峰。实际系统算例分析结果表明,所提控制策略的可行性和有效性。     

基于改进粒子群算法的混合储能独立调频的容量优化研究

新能源与可再生能源在“3060双碳”战略目标下深入构建清洁能源体系,针对储能以独立主体向电网提供调频辅助服务以应对间歇性和随机性功率波动的优化问题,提出飞轮和锂电池混合储能的容量配置策略。首先,以考虑调频里程的储能经济效益最大化建立数学模型;然后采用自适应噪声完备集合经验模态分解将调频指令分解为高频需求和低频需求;最后构建算例,在不同分频参数下嵌入混合储能的充放电功率控制和荷电状态约束,并运用反向搜索前期寻优和变异交叉策略后期寻优的改进粒子群算法求解。结果表明,该方法求解得到的配置方案有效提升了混合储能整体的经济性和安全性。     

基于二阶滤波的混合储能系统能量管理控制策略

针对由超级电容器与蓄电池储能构成的混合储能系统,提出一种基于改进型二阶滤波功率分配的荷电状态（state of charge,SOC）恢复控制策略。首先,分析传统一阶低通滤波算法的功率分配过程,构造具有功率误差反馈环的二阶滤波传递函数,消除传统一阶低通滤波器在响应高频功率指令时的积分作用,改善混合储能系统对目标功率指令的跟踪控制效果。然后,以归一化后的混合储能系统SOC为控制指标,制定滤波时间常数新型调整规则,动态优化混合储能系统功率分配指令。仿真结果表明,该控制策略可有效平抑风电并网功率波动,最大化利用超级电容储能可用容量,同时延长蓄电池使用寿命。     

风电场含退役动力电池的混合储能系统容量优化配置

针对退役电池在风电场平抑功率波动场景的应用,提出一种考虑退役电池时间尺度的混合储能系统容量配置方法。首先分析退役电池和新电池储能的优势,并介绍储能系统的成本构成;然后建立以全寿命周期经济性最优、考虑退役动力电池充放电时间尺度的混合储能容量配置模型,线性化后可调用求解器求解获取储能容量配置结果;最后用风电场实际数据进行分析,验证容量配置方法的有效性,并分析风电场不同储能配置时长政策要求、退役动力电池不同时间尺度以及不同控制策略下的混合储能容量配置结果。     

Inhibition of wind power fluctuations of battery energy storage system adaptive control strategy design

为了增加电池储能系统针对大规模风电并网对电网系统的友好性,降低风电功率波动对电网的不利影响,本文提出以电池荷电状态和风电功率为反馈量,改变平抑时间常数和电池储能系统充放电目标功率为目标的平抑风电功率波动的自适应控制策略。经仿真验证,上述策略能有效避免电池的荷电状态大幅波动,延长电池使用寿命,从而减小电池储能系统的安装容量,最大限度地发挥电池储能系统的作用。     

基于超级电容器的发动机起动蓄电池改进研究

一种基于超级电容+蓄电池设计,将2块12 V/200 Ah铅酸电池与超级电容模组组成为24 V发动机起动模块,在减小原铅酸电池容量50%的情况下,发动机起动模块的大电流输出能力优于4块12 V/200 Ah铅酸电池的组合。该设计保证了起动模块的高能量密度和高功率密度等优点。降低了起动电流对蓄电池的影响,延长了蓄电池的使用寿命。     

Economic evaluation of fast charging electric vehicle station with second-use batteries energy storage system

由于电动汽车快速充电站大功率快速充电的特性会对电网的稳定造成冲击,因此考虑在电动车快速充电站中配置电池储能系统（BESS）,对充电站负荷进行削峰填谷,从而减少充电站变压器配置容量、缓解大功率快速充电对电网的不利影响。考虑到目前我国大量退役动力电池亟待回收利用的现状,结合梯次利用电池储能系统,建立了基于电动汽车快速充电站整体成本与收益的经济性评估模型,以快速充电站年净收益最大为目标函数,采用改进的遗传算法对模型优化求解。结合算例对快速充电站不配置储能、配置常规电池储能和配置梯次电池储能等不同情况进行了经济性评估,并综合考虑经济性与储能削减负荷的效果,确定了梯次电池储能系统最优容量配置方案。     

Study on the low-cost flow battery technologies for energy storage

大规模储能技术是实现可再生能源并网和普及应用的核心技术,也是发展能源互联网、分布式发电、电力辅助调频、离网供电、安全备用电源等领域的关键使能技术。液流电池是一类新兴的大规模储能技术,经过近几年的快速发展,已经具备规模应用的竞争力。液流电池具备安全性好、单个循环储能时间长、功率/容量独立设计、储能容量大和寿命长等特点。目前液流电池成本偏高,高成本制约了液流电池储能技术大规模商业化应用。针对这一行业"痛点"问题,本文通过创新型的电池堆结构、新型关键材料和工艺研究,将液流电池堆功率密度提高2~4倍,实现电池堆的小型化,有效提高关键部件利用率,有望将液流电池系统成本降低20%~30%。