基于分频控制的微电网储能变流器并网电能质量主动控制策略

阐述了基于锁相环误差补偿的谐波无功电流检测及多目标电流的生成方法,并提出一种基于分频控制的微电网并网电流电能质量主动提升控制策略,结合比例谐振(PR)控制器所具有的频率选址特性,实现了对特定次频率分量的零稳态误差控制,利用储能交流器(PCS)剩余容量快速并精确的选择性补偿谐波和无功电流,在此基础上,PCS模糊PR控制根...     

基于飞轮储能的牵引变电所能量回收和电能质量综合治理系统的设计北大核心CSCD

电气化铁路属于具有鲜明特点的大宗工业用户,如牵引负荷波动剧烈、负序电流较大、再生制动能量回馈电网等等。负序电流会造成局部金属件温升增高,甚至会导致变压器烧毁,还会使用电设备寿命缩短,加速设备部件更换频率,增加设备维护的成本。再生制动能量回馈电网会加剧两个供电臂负荷不平衡程度,使负序电流的影响更加严重,同时回馈到电网的能量部分不能被牵引供电系统所利用、造成能源的浪费。本工作研究了基于飞轮储能的牵引变电所能量回收和电能质量综合治理系统,在每个供电臂上安装变压器,飞轮储能装置通过变流器、变压器与馈线连接。飞轮储能系统可以有效降低两部制电价中基本电费的收取;同时飞轮储能装置作为储能体具备存储和释放电能的双重功能,可有效吸收再利用机车制动时产生的再生电能,减少电度电费支出;飞轮储能系统还可治理以负序为主的电能质量问题,较传统的电能质量治理方式产生了经济效益,解决了电能质量治理没有经济效益的难题。     

基于改进MPPT算法的微电网电能质量改善作用研究

基于最大功率跟踪(MPPT)技术的光伏发电系统,其控制器输出功率参考值由MPPT算法实时计算得到。MPPT算法的快速性、准确性和稳定性可直接影响光伏发电系统的输出功率特性及发电质量。为此,结合单级式光伏并网发电系统的控制原理,分析了MPPT算法对光伏发电系统的控制作用;并针对一种常用变步长扰动算法存在的问题,结合光伏电池的数学模型,提出了一种改进的变步长扰动算法。该算法可有效提高跟踪速度和精度,降低功率波动,提高发电质量。最后,仿真分析了改进前后含光伏发电系统的微电网的电能质量,验证了改进MPPT算法对微电网电能质量的改善作用。     

基于计算机技术的储能系统优化北大核心CSCD

基于对能源储存利用的优化研究,我国的储能行业迅速发展壮大。在研究如何减少电能储存中的损耗、提高利用效率、控制稳定性等系统优化技术时,通常需要利用计算机技术高效的计算和控制能力加以辅助。包括在新能源汽车能源利用优化、储能装置温度控制优化、电池容量优化、储能材料研究等诸多研究方向都出现了计算机技术的身影。依据目前行业内的研究成果,在人工智能和大数据技术的加持下,储能行业的发展也能得到进一步提升。     

应用于微电网的储能及其控制技术

从微电网的运行机理和基本功能出发,分析了储能系统对微电网启动、稳定控制、电能质量治理和容量可信度等方面的作用;介绍了几种适宜于微电网的新型储能技术;分析了储能系统应用于微电网的主电路拓扑结构及其控制策略;并提出面向微电网应用的储能系统研究课题。     

基于电储能的微电网控制关键技术研究及应用

可靠与先进的运行控制技术是微电网技术发展中重要的研究方向之一。对微电网控制技术热点之一的分层控制关键技术和研究现状做了系统介绍,从整体架构设计、各层控制方法技术特点及主要研究问题进行阐述。构建了一个MW级微电网并开展了关键控制技术研究与功能验证实践,开发了并网、孤岛、无缝切换和黑启动等功能,在试验过程中改进了基于储能的微电网并网运行和孤岛运行的优化逻辑,对并、离网切换和低电压穿越功能进行验证,展望了微电网协调控制的未来发展方向。     

考虑储能容量的电网电能质量治理策略

为提高储能参与电网电能质量治理的能力,延长储能系统寿命,文章提出了一种考虑储能容量的电能质量治理策略.首先,介绍了储能变流器(Power Conversion System,PCS)的结构,并给出了参考电流生成方法;随后,根据储能系统当前容量,选择补偿控制方法,并重点针对储能容量不足情况,提出了基于比例矢量比例积分(P...     

基于分层控制的微电网混合储能协调优化策略研究

复合储能是保障微电网安全稳定的关键技术之一,本文根据储能电源的各自运行优势特点,提出了基于上层下垂-下层倒下垂的分层协调控制策略,上层全钒液流电池储能运用自主下垂控制,超级电容运用倒下垂控制策略,以增加系统稳定性、减少系统建设成本、增加实际工程可行性为优化目标,应用PSCAD专业软件对系统进行模拟仿真,仿真验证本文所采...     

光储独立微电网全电压复合控制技术研究

非线性负载和电力电子变换器的非线性特性是微电网电压谐波产生的根本原因,现有的储能变流器电压源控制算法只对基波分量进行闭环无差控制,对其他谐波分量无法完全抑制,影响网内设备的供电电压质量。为提高微电网供电电压质量,基于傅里叶分析提出全电压复合控制方法,控制带宽内各次电压分量均可实现无差闭环控制,利用Matlab仿真和光储微电网实验平台验证了文章所提算法的有效性。     

基于储能技术的微电网能源管理系统CSCD

微电网是一种新型网络结构,由微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元,能够实现自我保护控制和能量管理的自治系统,可与外部电网并网运行,也可以孤立运行,既可满足用户供电需求,也可满足冷、热、电三联供的需要。     

复合储能微电网有效载荷调度方法研究

针对传统有效载荷调度方法不能利用哈尔顿序列,导致存在调度精度差、稳定性差的问题,提出基于改进人工鱼群算法的微电网电能调度方法。建立微电网复合储能调度模型,使锂电池与超级电容的储能状态达到均衡,并将电网调整到等效电压状态。在传统人工鱼群算法基础上,引入哈尔顿序列,改善初始种群选择时随机性过大的弊端。通过持续更新人工鱼群个体的位置和速度,并将全局寻优的过程从单一个体扩展到全部种群,识别出最优电能传输路径,实现复合储能微电网有效载荷调度。实验结果表明,研究方法的预测电能传输量与实际量最为接近,损耗最低,同时能够保证微电网系统负荷总量平稳变化,调度有效性更好。     

基于分层控制的孤岛微电网储能优化控制策略

针对直流微网在储能控制策略中所采用的传统下垂控制方法,存在功率输出不均、母线电压跌落等问题,提出了微电网在孤岛模式下储能装置稳定直流母线和负荷恒功率运行的分层控制策略,将微电网优化控制过程分为两层:一级控制层下的储能作为微电网主要能量分配的装置,提出了基于双闭环的下垂控制策略,将储能电池变换器通过P-f、Q-u进行双层...     

基于储能的无功补偿技术综述

基于无功补偿的无功功率实时平衡是电力系统安全稳定运行的重要保障.储能变流器具有四象限运行功能,可同时输出或吸收无功及有功功率,具有调频调压功能.基于储能的无功补偿技术具有响应速度快,连续可调、规模可控等优点,适用于高比例新能源和高电力电子化的新型电力系统.本文基于储能无功补偿原理,介绍了多种拓扑结构储能变流器的无功控制策略、串并联模块化放大以及中高压级联技术等研究进展.按照储能类型和应用场景,综述了储能以及储能混合无功补偿技术的发展进程及趋势,早期储能无功补偿主要采用超导储能、超级电容器及飞轮储能等短时间尺度的储能技术,电池储能技术的发展使其在电网调压、黑启动等无功补偿领域具有应用前景.基于经济性考虑,储能与STATCOM、新能源机组协同运行实现有功无功联合调压,保障系统电压水平,改善电能质量.新能源为主的新型电力系统给予储能无功补偿技术更重要的角色.储能、新能源机组及无功补偿装置的暂态稳态协同控制是未来新能源场站无功补偿主要形态.储能与其他无功源之间的协调控制策略以及联合规划问题的求解与优化都将是储能无功补偿技术的研究重点.     

考虑储能优化的直流微电网协调控制研究

文章提出一种基于移相控制双半桥变换器的独立直流微电网协调控制策略。该策略以稳定母线电压和平衡系统有功功率供需为主要目标,根据母线电压波动改变移相角控制储能电池功率,确保独立直流微电网稳定可靠运行。采用双半桥变换器可实现储能电池电气隔离,移相控制可提高双半桥变换器升压比,进而提高储能系统的安全性。利用Matlab/PSIM联合仿真平台搭建独立直流微电网模型进行分析,仿真结果表明该协调控制策略可稳定储能电池输出功率,扰动发生时电压波动小、响应速度快,有效提高了系统可靠性。     

基于改进自适应分段下垂控制的光伏直流微电网研究北大核心CSCD

在含多个光伏单元的直流微电网系统中,因各光伏出力的随机性,采用分段下垂控制会导致功率分配不合理,且无法有效控制母线电压。针对自适应分段下垂控制在光伏出力连续变化时存在下垂系数突变问题,文章基于非线性函数提出了一种改进的自适应分段下垂控制方法,使下垂特性曲线在额定工作点平稳过渡,改善轻载条件下母线电压偏移率及重载条件下功率的分配精度;其次,利用小信号分析法对光伏侧变流器建立输出阻抗模型,分析改进的控制方法对系统环流的影响;最后,通过Matlab/Simulink进行仿真分析,验证了改进的控制策略可以改善轻载状态母线电压偏移率及重载状态功率的分配精度,而且在光伏出力连续变化时,可以使系统的过渡更加平稳。     

考虑电动汽车灵活储能的微电网双重激励优化调度北大核心CSCD

针对电力系统采用分时电价单一激励下电动汽车有序充电难以应对风力发电与日内负荷的供需变化,从而形成峰谷差的问题,提出一种基于电动汽车灵活储能的分时电价与动态碳配额双重激励调度策略。首先,根据蒙特卡洛对电动汽车充电负荷进行预测,并建立其电池损耗模型。在此基础上,根据日前预测中各个时段不同供电设备的出力以及碳排放与碳配额的占比,在考虑微电网发电成本以及用户期望荷电状态的前提下以微电网并网功率均方差最小和用户收益最大为优化目标。通过动态调整分时电价和阶梯碳价,并运用优化的灰狼算法对模型进行求解,制定出合理的充放电计划以充分发挥电动汽车作为柔性负荷的特点,从而实现平抑微电网负荷曲线波动的目的。最后,将所提策略与无激励和单一激励策略进行仿真分析对比,结果显示负荷峰谷差分别降低了30.1%和18.6%,验证了其有效性和优越性。同时车主用户收益的提高和碳排放量的降低,验证了电动汽车的环保特性需要与清洁能源协同发展。     

我国储能示范工程领域十年(2012—2022)回顾北大核心CSCD

过去十年来,随着新能源大规模接入电网,对电力系统的安全稳定运行带来了挑战。新型储能作为灵活调节资源,可为新能源消纳、电网安全运行与控制能力提升提供支撑。因此,这十年来其技术发展迅猛,已逐步实现了兆瓦级至百兆瓦级不同规模的电站化系统集成与推广应用。在此过程中,大容量集中式储能电站以及分布式储能的广域协同聚合是规模化新型储能系统的两种应用模式。本文主要聚焦规模化新型储能在电源侧和电网侧的应用场景,从工程应用、检测评价、标准制定等三个方面对新型储能的研究进展做了回顾,论述了过去10年来的技术发展规律、阶段性成果以及里程碑事件,剖析了现存问题及其原因等。最后,针对新型储能系统的应用工程、检测评价、标准制定,对其未来重点攻关方向、机遇与挑战等提出了展望,以期为新型储能系统的规模化应用、标准化管理、智能化运行、安全质量提升等提供借鉴。     

微电网群储能变流器的牵制协调控制

针对由多个微电网组成的微电网群系统,因其系统庞大控制器繁多,存在控制目标信息数据难以协调统一的问题。考虑在微电网内分布式电源之间通信存在延迟的情况,建立含稀疏通信网络的微电网群系统模型,提出一种分布式牵制二次控制策略,仅需通过与邻居节点交换功率信息状态,即可实现精确功率共享,提高系统的可靠性和灵活性。最后搭建基于StarSim-HIL的实验平台,并在多种场景下进行实验,结果显示所提方案对微电网群可实现精确的功率共享和微电网区域高度自治,验证了所提策略的有效性。     

基于深度强化学习的微电网储能调度策略研究

针对含光伏发电的微电网系统储能调度问题,文章提出了一种基于深度强化学习的微电网储能系统调度策略。为了分析不同场景组合模型对微电网储能调度策略的影响,以住宅用户微电网系统为例,构建了微电网调度问题环境模型。选取两种电价方式和3种场景进行理论分析,利用深度卷积神经网络(DCNN)提取微电网调度时间序列信息特征,以Q值强化学习机制实现微电网储能调度策略。研究结果表明,对于不同电价方式的场景,强化学习算法都能充分发挥模型的自主性,主动学习环境信息,获得最优调度策略。其中,实时电价方式下"光伏预测量+时间序列信息"的场景组合使微电网获得最大运行收益。与无干扰场景相比,在加入20%光伏发电量的随机干扰场景下,文章所建立的基于强化学习的场景组合模型使微电网获得的运行收益的偏差仅为2.5%。