交直流混合微电网中储能技术的研究

基于一种典型的交直流混合微电网系统,对交直流混合微电网中的储能技术进行了分析与探讨。针对交直流混合微电网系统的特殊性,分别就混合微电网的直流侧储能装置与交流侧储能装置进行了功能分析。随后,比较了现有的各类储能方式,并对适用于交直流混合微电网的储能方式进行了探究。     

电池储能技术在孤网系统中的应用与分析

电网系统处于孤网运行状态时,当发电机发电量或用电负荷发生较大变化时,电网系统的频率和电压就会剧烈波动,影响电网的稳定性。为了解决孤网系统不稳定性问题,本文提出了电池储能技术,并简要阐述了电池储能技术应用方案、实现的功能及运行模式。结合电池储能技术在某公司孤网系统中的应用情况,并通过仿真试验和现场验证,证实采用了电池储能的技术方案完全满足孤网安全运行的要求,达到了预期目标。     

含混合储能的光伏微电网系统协调控制策略

太阳能属于可再生能源类别。与其他能源相比,太阳能具有储量高、无污染的优点。当下,太阳能的开发和使用已变得越来越普遍。但是,太阳能发电具有输出功率波动大、防止干扰能力、过载能力差等问题,并且当连接到电网时,电网功率不平衡和频率质量降低。为了有效地抑制太阳能的波动性和随机性并提高太阳能微电网系统的稳定性,本文提出了混合储能太阳能微电网系统并联/离网运行以及模式切换期间储能装置和直流母线电压的调节控制建议。     

新能源发电中电化学储能技术的发展与应用分析

新能源大多是间歇性能源,具有很强的随机性,在其大规模并网或者孤岛运行时,功率波动轻则会影响电能质量,重则引发大面积的电力故障,因此需要储能系统来改善新能源发电的电能质量。本文分析了储能技术在新能源发电系统中的作用价值,较为全面地介绍了电化学储能中的铅酸蓄电池储能、钠硫电池储能、锂离子电池及全钒液流电池等技术的研究和应用现状,最后根据新能源发电的特点,指出了电化学储能技术的发展趋势。     

基于超级电容储能装置的微电网电能质量分析技术

为提高微电网的工作效率和加强微电网的可靠性,应用功率超级电容模组构成和开关电容电压均衡技术、快速充放电技术、电能质量监测治理等技术,并且应用控制软件和人机界面软件,设计一种基于超级电容器储能系统的微电网电能质量分析装置,可广泛为微电网电力系统中电力调峰、提高系统运行稳定性和提高电网及微电网电能质量的重要技术手段;同时,还可根据电网负荷的变化改变运行方式以向电网释放或吸收电能。由此,对负荷实施削峰填谷以减少系统输电网络的损耗,获取经济效益。储能装置用于用户侧,可提高电能质量,增强系统可靠性。而且,分布式储能在增强系统运行稳定性和提高电能质量方面具有更大的优势,按照系统运行的要求布置储能装置,可得到更好的控制效果。     

超导磁储能技术在微电网中的应用

超导磁储能系统可以长期、高效、无损地存储电能,具有响应速度快、功率密度高、效率高等优点,在微电网领域具有重要的应用价值。首先对超导磁储能系统基本原理进行详细梳理,其次对超导磁储能系统在微电网领域中解决微电源随机问题、短路故障问题、并网/孤岛模式切换问题的研究现状进行归纳总结,最后从大容量高温超导磁体技术、混合超导储能装置、超导磁体研究的新方向三个方面对未来超导磁储能系统在微电网领域的发展进行展望。     

基于牵制控制策略的孤岛微电网频率控制研究

微电网是一个可以集自我管理、自我控制、自我保护于一体的独立的系统。具有结构简单、控制方式灵活多变等优点。微电网的频率稳定是微电网研究的关键问题。本论文借助牵制控制策略和自适应控制方法,研究孤立微电网的频率同步问题。建立柴油、蒸汽和水力三种不同类型发电机的功率扰动—频率变化等效关系函数,并通过仿真研究微电网中由于功率扰动引起的频率变化情况。同时研究了储能装置对于孤立微电网的频率同步的调节作用。基于牵制策略提出一种自适应控制方法,运用含储能装置的微电网协同控制达到复杂动态网络同步的目的,最终实现孤立微电网的频率同步。     

基于功率平衡的微电网稳定性控制策略

针对含有储能元件的分布式发电系统存在直流母线电压难以准确控制,直流子网切负荷瞬间交流子网电压及频率会偏离正常值的缺点,提出了基于功率平衡带负载前馈的蓄电池控制策略和改进的V/f逆变控制方法对其进行改进。仿真结果表明:交直流混合微电网在孤岛模式下和受扰动时,该方法均能使直流母线电压实现稳定且电压和频率都能够满足正常运行的要求,同时提高了整个系统的抗扰动能力。     

气液溶解式液压储能技术的储能密度研究

针对现有蓄能器储能密度低导致体积过大的问题,提出一种气体压缩与气液溶解相结合的混合储能方式。以CO₂-H₂O作为储能介质,采用自主搭建实验台进行了储能特性的实验研究。结果表明：CO₂和H₂O的溶解度增大使得混合储能技术的升压范围明显低于常规蓄能器,在压力变化范围相同的情况下,该蓄能器储存能量更多;蓄能器初始压力、储能速度以及气液比例是影响气液溶解式蓄能器储能密度的三个因素,蓄能器初始压力越高、储能速度越低,储能密度改善越明显;随着注水量的增大,气体溶解量增大,当溶解量达到最大值时,储能密度的改善受到限制。气液混合储能技术具有高能量密度和节能环保的特性,是一种现实可行的替代性技术。     

基于混合储能的直流微电网控制策略研究

针对直流微电网中新能源不稳定输出导致的微网功率不平衡和直流母线电压波动大等问题,研究了一种由光伏发电系统、混合储能系统和交流市电构成的直流微电网结构,提出了一种新型的直流微电网能量控制策略,根据母线电压值将系统分为4种工作模式、7个运行区间,系统的运行方式可以自动判断和自由切换。该微电网中的混合能源管理系统含有2个互补型储能元件——蓄电池和超级电容器,其以特殊的供应逻辑提高了系统的可靠性和灵活性。通过Matlab/Simulink仿真平台验证了这种策略的可行性。     

基于最小二乘支持向量机的锂离子电池的SOC估算

由于储能系统是微电网中必不可少的一部分,锂离子电池因其寿命长、使用效率高和储能密度大等优点,成为微电网中较为理想的储能装置。在电池的使用过程中,由于要求对电池的容量有精确的判断,因此应检测电池的SOC。本文在分析了不同的SOC估算方法的基础上,针对微电网中储能使用的锂离子电池,提出了使用最小二乘支持向量机的方法估算其SOC,并进行了具体的试验验证。试验显示,预测数据与实际数据的最大误差约为6%,充分证明了该方法是可行和有效的。     

插电式电动汽车入网体系框架研究

为解决未来电动汽车(EVs)普及所带来的能源供应紧缺及其接入对电网的影响等问题,将车辆入网(V2G)技术应用到智能电网中。简要综述了V2G概念及研究现状,探讨了在中国实现EV入网的几种模式,提出了在未来中国智能电网环境下EV通过微网并与大电网进行融合的框架结构,从电网技术操作与电力市场经济两方面,对所有参与EV入网过程与活动的参与者作了描述,最后给出了需要开展研究的技术重点和方向。研究结果表明,该V2G技术及其体系框架可充分利用车载储能系统与电网功率进行双向互动,支持大规模可再生能源利用,提高电力系统效率及稳定性,加快电动汽车普及。     

基于超级电容和蓄电池的光伏系统储能研究

超级电容器功率密度大,循环寿命长,适合与能量密度大的蓄电池混合使用,共同组成独立光伏发电系统中的储能部分。针对独立光伏发电系统的特点,分析了两者的特性,提出了1种超级电容与蓄电池混合储能的充电控制方案。实验结果表明,超级电容和蓄电池混合储能可有效实现系统的能量管理,确保光伏板和混合储能系统的协调工作。     

基于模糊控制的电动汽车前后制动力分配策略研究

为提高纯电动汽车的再生制动能量回收率,在分析基于理想制动力曲线和基于ECE法规的电动汽车前后轮制动力分配控制策略的基础上,根据制动强度和储能元件荷电状态的大小,提出了一种基于模糊逻辑的前后轮制动力分配控制策略,以实现制动能量的高效回收利用和良好的汽车制动稳定性。对该控制策略在电动汽车仿真软件ADVISOR2002下进行了仿真,仿真结果表明,该制动力分配控制策略提高了再生制动能量的回收率,同时也能改善汽车的制动稳定性。     

微小型压缩空气储能系统研究

风能、太阳能等可再生能源的非稳定输出特性对电网系统的安全运行影响很大。储能系统不仅可以调节电网负荷提高供电品质,而且可以作为应急电源。本文对不同储能方式进行了分析,研究了储存压力和流量等运行参数对微小型压缩空气储能系统输出功率与运行效率的影响,提出了风电单元配置微小型压缩空气储能系统的调控方案和需解决的关键技术,对储能系统发展和提高电网安全运行有参考意义。     

基于能量管理系统的用电负荷节能优化

针对区域内不同时段的用电负荷带来巨大压力的问题,该文利用智能能量管理系统(SEMS)优化电网调度,将SEMS连接储能系统、分布式电网、供电部门和用电负载。通过设定分布式电网与SEMS综合配给电能和尽可能的利用当地区内的储存系统电能两种策略,对储能系统按照时间周期跨多个步骤进行优化,结合启发式算法对用电负荷矢量模块进行优化,实现用电功率负载管理。运用智能能量管理系统对24 h内的区域用电负载进行实验,结果表明:在两种策略的共同调度下,SEMS提供了一个最优用电负载平衡微调度。同时,其用电负荷节能率分别为5.66%和17.40%。     

电动汽车坡道单轴制动稳定性与再生制动极限控制研究

在满足制动稳定性和ECE法规等条件下,尽量增大电动汽车驱动轴上的制动力比例,甚至仅由再生制动力矩进行单轴制动,是实现理想复合制动系统、提高制动能量回收效率的根本途径。电动汽车驱动形式和轴荷分布会影响到其坡道单轴制动行驶的纵向稳定性。对汽车上、下坡过程单轴制动4种工况下出现抱死、纵翻和纵滑的临界条件进行分析,得到电动汽车坡道单轴制动稳定性条件和再生制动强度的极限边界。     

新能源主动支撑电网能量获取及调配策略研究

为满足新能源风电主动支撑电网的调频需求,实现风电大比例友好接入电网,分析了风机实物轴上能量获取及转化特征,推导了实物轴上惯性能变动量化公式,同时推导了变桨方式能量调配计算方法,得到三维动态联合储能及能量调配控制实现策略.然后,把风机能量调配策略应用于风机虚拟同步机控制中,设计了风机虚拟同步机控制策略,融入正常风机控制逻辑中,实现了风电主动支撑电网的控制策略.控制策略经仿真及现场实验的检验,结果表明,风机能量调配策略能精确预留风机调频备用能量,风机虚拟同步机控制能实现电网主动支撑.     

考虑光伏调频的新型电力系统频率态势预测

以光伏为代表的新能源高渗透率并网带来一系列电力系统频率安全稳定问题,因此,需要对光伏参与调频下的电力系统频率态势进行预测分析。该方法在传统电力系统频率响应模型的基础上,考虑光伏附加频率控制策略,量化分析多资源参与调频下的电力系统频率态势及其与调频控制单元关键控制参数的量化关系。结果表明,光伏参与电力系统调频可提高系统频率稳定性,且基于模型分析法的电力系统频率态势预测方法具有可行性。