提高双向调节能力的混合储能平滑风电控制策略

为有效平滑风电出力,避免电池频繁充放电,提出了基于模型预测控制-模糊控制的并网功率平滑控制策略。首先采用模型预测控制获取风电目标出力与混合储能总输出参考功率;然后,设计了基于超级电容荷电状态的模糊自适应时间常数的一阶低通滤波法,对超级电容与锂电池实现自适应功率分配;接着基于双储能系统的充放电不平衡指标设计了模糊荷电状态优化控制,同时设计了改进双储能工作模式及相应切换规则以避免荷电状态越限;最后在Matlab/Simulink平台上建模仿真,验证了该控制策略的有效性。结果表明,所提控制策略不仅可以有效平滑风电并网功率,减小储能容量与功率配置,还可以减小锂电池的充放电切换次数,提高系统的双向调节能力。     

提高风出力预测精度的储能系统模糊控制策略

风气象信息的精细化程度不够高会造成风电场风出力预测精度的降低,给电网调度增加了难度。在风电场中配置锌溴电池储能系统是提高风电场日前预报精度的有效措施,对储能装置控制是其关键问题。文章采用模糊控制方法,搭建了储能系统模糊控制规则库,根据电池储能系统荷电状态SOC的变化来控制储能充放电功率;并将所提出的控制策略在新疆达坂城风电场-储能联合发电系统中进行了仿真验证,与传统控制策略进行了对比分析。研究结果表明,采用模糊控制策略的储能系统能够更有效地提高风出力短期预测精度,85%的预测值达到了国家电网要求。     

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。     

基于双电池不平衡状态优化的风功率平滑控制

在双电池平滑风功率过程中,改善双电池充放电不平衡状态可以提高充放电深度,减少充放电状态切换次数.文章分析了双电池风功率平滑系统的充放电不平衡状态及其产生的原因,提出了一种改进控制策略,该策略可根据双电池荷电状态调整风功率平抑目标功率,以此改善双电池不平衡状态.基于Matlab/Simulink分析了风速湍流强度以及风功...     

飞轮电池储能控制系统设计

提出一种飞轮电池储能系统的控制方法,该方法在电压外环和电流内环的双闭环控制结构基础上加入转速控制环,无需切换外环控制对象,通过控制飞轮转速的改变即可实现飞轮电池的充放电过程。在充电过程中,电网决定直流母线电压,利用转速控制环对飞轮转速进行限制,防止飞轮电池过充电;在放电过程中,则由飞轮电池维持直流母线电压的稳定。分别给出电流环、电压环和转速环控制器参数设计。利用Matlab/Simulink软件建立飞轮电池储能仿真系统并在样机上进行实验验证,仿真和实验结果均已验证所提控制方法的有效性。     

风电与多能源储能联合调峰多场景动态鲁棒优化模型

针对大规模风电出力的随机性和不确定性所导致的电网调峰困难及成本高的问题,在考虑电池储能与电锅炉等装置的能源储放特性的基础上,提出了电-热多能源储能系统架构;基于风电出力不确定性而进行调峰多场景划分,为提高电热多源储能系统在多场景下的运行经济性,建立了风电与电热多源协调储能的鲁棒优化模型,并利用多目标进化算法进行求解。文章通过仿真验证了所提出的模型与电池储能系统具有更优的运行经济性与鲁棒性,能够有效地应对大规模风电波动下的调峰难问题。     

含分布式新能源和机电混合储能接入的微网协调控制策略北大核心CSCD

含分布式光伏等新能源接入的微网作为大电网的补充目前应用日趋广泛,但是随着新能源在微网系统中的占比比例不断增加,其出力的波动直接影响到微电网系统整体的稳定性。飞轮储能属于功率型储能系统,能够适应短时高频次充放电,相比于超级电容系统其环境适应性更好且全寿命周期内无污染。飞轮与电池储能系统相结合能够平滑分布式新能源出力波动,提升微网系统稳定性,但是飞轮储能和电池储能运行特性差别较大,控制难度较高,目前在微网系统内应用较少。本文设计了一种含分布式光伏、电池/飞轮机电混合储能系统接入的交直流混合微网运行拓扑,并在此基础上提出了基于电池/飞轮机电混合储能系统的微网系统协调控制策略,根据飞轮和电池剩余容量的不同,将混合储能系统划分为不同状态,以此为依据同时考虑不同类型储能系统输出额定功率和分布式新能源功率波动大小,对飞轮和电池的充放电电流进行调节,从而减小由于新能源接入引起的微网内功率波动。本文基于MATLAB/Simulink环境搭建了基于交直流混合母线的微网系统,仿真结果验证了所提微网协调控制策略的有效性。     

基于净功率频率分解的微电网混合储能 优化配置研究

微电网利用储能系统、微型燃气轮机等能够快速响应负荷和间歇式能源功率变化的可调节资源,平抑风光出力的波动性,提高电源出力和负荷的匹配性,形成能够基本实现内部功率平衡的供电网络,降低间歇式电源并网对电网安全运行造成的影响。蓄电池等能量型储能的能量密度高,但频繁充放电会快速降低电池使用寿命;超级电容等功率型储能的能量密度低,但功率密度高,并且可充放电次数多。研究了微电网中采用蓄电池和超级电容组合的混合储能系统优化配置方法,利用快速傅里叶变换对一个控制周期内的微电网净功率进行频谱分析,确定混合储能系统的输出功率,建立了以混合储能配置成本最小化为目标的优化模型,并采用粒子群算法进行求解,最后通过算例验证该方法的有效性。     

针对风电场群的储能系统优化配置方法研究

为克服风力发电的波动性,同时考虑风电场汇聚后的平滑效应,以风电场群为研究对象,提出了一套完整的储能系统优化配置方法。首先,利用灰色Verhulst模型对风功率进行预测,并对比分析了单个风电场与风电场群对预测结果的影响;其次,兼顾储能系统的建设成本和运行成本,建立以年综合费用最小为目标的优化模型,并采用内点法求解,得到储能系统的额定容量和额定功率;最后,以New England 10机39节点系统为算例,根据所提最小网损频率指标的计算结果,选定储能的安装位置。仿真结果验证了所提方法的经济性和可行性。     

冷热电联供系统多时间尺度滚动优化运行方法研究

为解决源-荷供需能量不匹配的问题,提出了针对冷热电联供(CCHP)系统的多时间尺度滚动优化运行方法。该策略按照“日前-日内”2个阶段逐级制定机组出力计划,分别构建了以日前运行成本最低为目标的日前优化模型以及以滚动时域内购电成本和储能出力变化惩罚成本最低为目标的日内滚动优化模型,由此得到冷热电联供系统平滑出力计划。在日前优化中考虑多种储能模式对CCHP系统运行经济性的影响;日内滚动优化阶段确定了最佳滚动时长为4 h。结果表明：多元储能模式能够提高CCHP系统的运行经济性;多时间尺度滚动优化不仅可以提高和保证CCHP系统运行的经济性,而且能够有效降低源-荷的波动性对实际系统运行的影响。     

压缩空气地下咸水含水层储能技术

能源危机和温室效应促进了可再生能源的利用,储能技术是解决太阳能、风能波动问题的重要手段。压缩空气储能（Compressed Air Energy Storage, CAES）技术是仅次于抽水蓄能的第二大蓄能技术。目前CAES多是通过洞穴实现,其主要缺点是对地质要求较高,合适的洞穴数量有限,为扩大其应用,可使用地下咸水含水层作为储层。本文介绍了CAES电站的工作原理、优缺点及各国的发展现状,并分析了利用地下咸水含水层进行压缩空气储能的可行性、优点及一些问题与技术方法,如储层内残余烃的影响、氧化与腐蚀作用、颗粒的影响及缓冲气的选择,表明含水层CAES将是拓宽CAES应用的重要途径。     

Seasonal Storage of Thermal Energy with Radiatively Heated Storage Walls

It is shown by calculations that if a highly effective translucent insulating material were available a storage system with energy collecting walls could be constructed. Conditions are derived under which the thermal losses in midwinter are compensated by radiative gains. Thus effective longterm storage becomes possible. Several variations of this principle are considered in detail: a cubic storage system, a storage element incorporated into the roof of a building and an earth storage system. It is demonstrated that with an overall heat transfer coefficient of 0.2 W/m²K a water tank of 50 to 100 m³ is sufficient for the thermal energy needs of a single family dwelling.     

Energy Storage Performance of a PCM in the Solar Storage Tank

High-temperature solar thermal power station with solar energy storage is one of the effective ways to solve energy shortage and environmental pollution. The heat storage characteristics of phase change materials in solar energy storage tanks directly affect the performance of the system and its future promotion and utilization. Based on the knowledge of heat transfer, fluid mechanics and engineering thermodynamics, this paper uses MATLAB software to compile the dynamic heat storage characteristics calculation program of phase change materials in energy storage tanks, and verify the results. This paper analyzes the phase change heat storage process with three PCM initial temperatures and three HTF speeds. The results show that when the initial temperature of the PCM changes from 185°C to 210°C, the latent heat storage heat increases by 21.8%, and the total heat storage decreases. Increasing the HTF speed from 1.8 m/s to 2.2 m/s, the melting time was reduced from 414 minutes to 390 minutes, and the total heat storage and sensible heat storage were also increased. The results also show that changing the initial temperature of the PCM and the flow rate of the HTF will change the thermal storage performance of the system. The research has certain reference significance for mastering the basic principle of high temperature solar thermal power generation system and promoting the application of the system.     

Comfort Range Thermal Storage

The utility of incorporating substantial thermal storage capacity within the externally insulated shell of a residential structure, and within an arbitrarily selected Comfort Range (CR ~ 65–75 °F) is considered. Comfort Range Thermal Storage (CRTS) is found to increase the operating efficiencies of the broad range of generally considered heating and cooling sources. These include oil or gas-fires boilers or furnaces, air conditioners, heat pumps, solar collectors and (ambient) temperatures of opportunity. Composite building materials which incorporate components having large phase transition enthalpies in the CR are particularly advantageous. CRTS also supports effective space heating through use of architectural windows.     

Long-term Energy Storage Challenge

正Energy storage is the capture of energy produced at one time for use at a later time.Storage devices are crucial to expanding the wind and solar industries and reducing pollution because they allow the energy that is generated now to be consumed later.One of those storage technologies we most likely think of is the battery storage technology.     

分区蓄热水箱应用于太阳能热泵中的蓄放热分析

针对冬季太阳能辐射弱且不稳定的特点,提出一种应用于太阳能热泵的分区蓄热水箱,以水泵驱动蓄热水箱循环区与蓄热区的热量传递,并运用热力学原理对水箱循环区与蓄热区的运行状况进行模拟,分析了水箱两区在不同水泵体积流量下的逐时温度变化并与整体式水箱进行对比。结果表明,分区蓄热水箱克服了整体式水箱的热惰性,启动灵活,能在较短时间内达到热泵运行的理想温度,显著提高了系统的性能。     

石油储备与安全

介绍了能源安全概念的由来 ,发达国家特别是美国、日本的石油储备以及政府的石油安全政策 ,提出了我国建立石油储备体系保障能源安全的重要性和做法。     

蓄冷式冷藏运输

通过对易腐货物运输市场需求变化的分析，对各种冷藏运输方式进行了比较，研究了蓄冷式冷藏运输的优越性，为发展新型的冷藏运输方式提供了参考依据。