基于电池储能的MMC-HVDC系统的建模与仿真

由于交直流混联电网中的交流系统和直流系统之间存在有功功率耦合,因此基于模块化多电平换流器(MMC)的高压直流输电(HVDC)系统无法完全隔离故障时交直流侧之间的相互影响。文中提出将基于电池储能系统(BESS)的MMC应用于HVDC系统以实现交直流侧功率解耦控制的方法。首先分析了基于BESS的MMCHVDC系统的基本结构和工作原理。然后,基于数值积分和嵌套的快速仿真方法,推导了基于BESS的子模块和基于BESS的MMC换流器的戴维南等效电路。最后,搭建了±400 k V的两端MMC-HVDC系统对所提建模方法和系统的解耦效果进行了验证。结果表明,基于BESS的MMC-HVDC系统交流侧有功功率和直流侧功率可以彼此解耦,在交流或直流故障期间可以保持功率的正常输送。     

基于分布式光伏电站和储能系统的家庭能效管理策略研究

设计了一种基于Zig Bee技术的智能家居系统,该系统由家庭网络、家庭服务器和手机终端构成,简单有效且可扩展性良好。研究了基于分布式光伏电站和储能系统的家庭能效管理系统,通过建立家庭用电总费用最低的目标函数,结合分时电价给出了家庭能效管理的控制策略。通过决策储能电池的充放电功率以及可平移负荷的工作时间,实现对家庭负荷的优化利用,提高运行经济性,达到经济效益最大化,也能起到削峰填谷的作用。最后,结合某家庭用户家用电器设备进行仿真测试,结果表明该能效管理算法能有效节省家庭用电总费用,证明算法的有效性和可行性。     

增程式电动汽车复合储能系统控制策略研究

在分析增程式电动汽车电源特性的基础上,设计了由动力电池和超级电容组成的复合储能系统.以平衡峰值功率和高频暂态功率为目标,设计了基于模糊控制的可自适应调节小波分解层数的自适应小波变换控制策略,将需求功率分解为高频暂态信号和低频信号,分别分配给超级电容与动力电池.与基于规则的逻辑门限控制策略进行比较分析,结果表明:自适应小...     

基于退役电池的直挂母线式储能系统研究

受DC-DC模块和电池管理系统成本及其容量的限制,传统储能系统在直流配电网中的应用受限.本文提出一种基于退役电池搭建的直挂母线式储能系统,该储能系统可以随着直流配电网电压波动,以投退不同电池组模块的方式来调节储能电池的出口电压,实现储能电池充放电的目的.最后,利用Matlab/Simulink仿真和搭建的直挂母线式储能...     

基于微网技术的家庭能源管理系统研究

家庭能源管理系统是未来智能电网在配电侧发展的重要研究方向。以包含光伏发电、蓄电池储能和家庭负荷的家庭直流微电网系统为研究对象,研究了各个单元的基本控制策略,并提出了基于微网技术的家庭微网能量调度策略。系统的工作模式包括并网工作模式和离网工作模式,通过能量调度策略来维持系统功率平衡和直流电压稳定。在Matlab/Simulink下搭建了家庭直流微网系统并对该控制策略进行仿真验证。仿真结果表明,系统在并网运行模式和离网运行模式下均能保持直流侧电压稳定,验证了家庭能源管理系统的正确性和有效性。     

基于EMD分解的孤岛型综合能源系统混合储能规划

孤岛型综合能源系统作为依靠内部能源满足用户需求的系统,可以通过储能技术保障其连续运行。提出了一种基于经验模态分解（EMD）的超级电容器-蓄电池-压缩空气储能的混合储能系统配置方法,采用EMD对通过主动储能策略得到的混合储能系统功率进行处理,并重构经EMD分解得到的模态分量,确定储能功率分配并完成功率、容量规划,以混合储能全寿命周期成本为优化目标,确定混合储能系统的最佳优化方案。最后,通过具体算例验证了该规划方法的有效性与经济性。研究结果可为孤岛型综合能源系统规划运行提供一定技术参考。     

基于J2EE平台的地市局电能量管理系统

基于J2EE(JAVA2 Platform Enterprise Edition)平台开发的应用系统越来越受到重视，在电力系统应用领域也不断增加。提出了基于J2EE平台下开发地市局电能量管理系统，详细叙述了电能量数据的采集和通信，以及系统的功能模块的实现，同时给出在J2EE体系结构下的电能量管理分布式应用系统的设计和软件实现手段。由于该系统突破了传统的C／S模式二层结构，采用了分布式的N层结构，因而具有更强的兼容性和伸展性。     

退役锂离子动力电池储能系统风冷热管理仿真

为研究退役动力电池储能再利用过程的热管理方法和运行方案,基于退役锂离子动力电池储能系统,设计了风冷热管理的方案和运行策略。建立了舱内退役电池簇的数学物理模型。仿真了不同风量下磷酸铁锂(LFP)电池簇和三元镍钴锰(NCM)电池簇的温度分布,对比分析了有无风冷热管理时电池簇的热行为。结果表明:风冷热管理能满足适宜退役动力电池正常工作时的温度范围;对于磷酸铁锂电池簇和镍钴锰电池簇,增加风冷系统后,簇内电池最大温差可由无风冷时的10 K降低至4 K左右,电池的最大温升由30 K降低至10 K左右。该研究可为退役动力电池储能系统的高效热管理提供借鉴。     

基于自适应反演滑模的电池储能系统的能量管理

风力发电系统的能量输出受外界因素影响较大,通常用蓄电池组削峰填谷,稳定功率。文中提出了一种对蓄电池的两级控制,首先应用扩展卡尔曼粒子滤波(The Extended Kalman Particle Filter, EKPF)算法对蓄电池组的荷电状态进行估计,降低系统对电池容量的要求,提高工作精度。之后,应用自适应反演滑模控制策略,根据精确的电池荷电状态数据,对参考功率进行跟踪,减小了蓄电池的输出功率波动,并能进行稳定跟踪。对蓄电池组的两级控制,提高了蓄电池组的灵敏度和稳定性。通过仿真和实验验证了所提控制的有效性和优越性。     

基于双向功率变流器的飞轮储能系统研究

针对孤岛运行的直流微电网中负荷波动性,建立了基于异步电机的飞轮储能系统装置,并在此基础上,提出了一种基于双向功率变流器频率控制的飞轮储能方法。利用李雅普洛夫稳定判据判断了该频率控制器的稳定性,同时Matlab/Simulink仿真结果显示,在周期性急剧变化的负荷作用下,双向变流器能按控制要求工作在整流或者逆变器模式,使含有异步电机的飞轮储能系统跟踪负荷变化完成充放电过程,从而提高独立电源系统的稳定性和过载能力。     

基于复杂适应系统理论的城镇综合能源规划方法研究

如何利用可再生能源并融合新型信息化技术来满足未来社会生产需求,已成为一项重要的研究课题。依据社会经济发展及城镇规划建设纲要,结合能源变化复杂的系统背景,应用复杂适应系统理论,并与实际规划工作特点相结合,提出“三层两中心”的管理体系及规划方法,同时以无锡锡东科技园为实例,从顶层设计入手,底层设施搭建,系统分析并验证该方法的有效性,为应对城镇能源变革的挑战提供一种有效的解决方法。     

基于混合储能的光伏波动功率平抑方法研究

针对光伏发电系统中发电功率波动问题,构建了一种基于混合储能的光伏并网发电系统模型,以平抑并网功率的波动。该模型引入了由超级电容器和蓄电池组成的混合储能系统,可以有效应对在各种天气条件下所引起的光伏输出功率波动问题,从而对并网功率进行削峰填谷。同时,对现有的MPPT法进行相应改进,提出了单向变步长追踪法,能够更加稳定且迅速地调整光伏系统的最大输出功率,提高发电效率。最后,在Matlab/Simulink上进行仿真,结果表明该混合储能控制系统能够有效提高光伏并网功率输送的稳定性能。     

融合地形信息的车载复合电源控制方法研究

地形信息对复合电源能量分配具有较大影响,忽略地形信息的能量分配控制效果难以达到最优。搭建了动力电池-超级电容复合电源模型,通过实验对模型参数进行了辨识并验证了模型的有效性;融合路径高程信息,构建了结合道路坡度的车辆能量需求模型;运用模糊控制理论,开发了一种考虑地形信息的具有电池基准功率调节特征的复合电源能量分配控制方法。仿真结果表明:融合地形信息的控制方法能够降低电池峰值电流,在美国城市驾驶循环工况(UDDS)下使超级电容的使用时间延长了26.5%,制动回收能量提高了5.5%。     

基于混合储能系统的平抑风电波动功率方法的研究

为提高风电功率的可控性,依据国家电网公司关于风电场并网的技术规定,提出了一种基于新型混合储能系统平抑风电波动功率的方法.在对风电波动功率进行分解,并研究其平抑过程对储能系统性能需求的基础上,研制了一种新型混合储能系统.通过对运行控制方式的设计,使得该储能系统能够与风电系统进行精确、高效的功率交换;同时,储能元件可根据各自的储能特性平抑不同类型的波动功率.仿真分析表明,该平抑方法使得储能元件的储能优势得到了充分发挥,能够延长系统的使用寿命,平抑后的风电输出功率可以满足电力系统实时调度的要求.     

模块化混合储能系统及其能量管理策略

针对孤岛直流微网功率缺额补偿和多类型储能介质、多组储能单元间的功率分配问题,设计了一种"储能单元-混合储能模块-混合储能系统"的模块化系统集成架构,并提出相应的全局优化与局部分配相结合的双层能量管理策略。上层优化根据直流母线电压越限情况,快速计算微网的功率缺额;进而考虑各储能模块的最大可支持功率和剩余容量,借助"能者多劳"的原则,寻求运行经济性最佳的模块间功率分配方案。下层分配根据各模块内储能单元的荷电状态分区组合,动态决策储能单元的运行优先级,将上层结果在各单元间进一步细分。算例结果表明,所提策略能够在保证直流微网稳定运行的同时,兼顾储能系统的运行经济性。     

电动汽车混合储能系统CEEMD-PE能量管理策略

针对电动汽车行驶过程中高频需求功率分量引起的锂离子动力电池寿命衰减问题,提出了一种完备集合经验模态分解-排列熵(complete ensemble empirical mode decomposition-permutation entropy, CEEMD-PE)能量管理策略。电动汽车功率需求被分解为有限个本征模态函数分量,并依据排列熵量度的各个本征模态函数分量的数据复杂度,将各个分量重构为低频分量和高频分量。最后,将包含瞬态功率和快速变化的高频分量分配给超级电容器,而将低频分量相应地分配给电池,实现了功率需求低频分量和高频分量在锂离子动力电池和超级电容之间的功率分流。实验结果表明,相较于Haar小波混合储能能量管理策略,在中速和高速区间的锂离子动力电池电流的均方根值分别减小5.91%和4.17%,电流峰值分别减小14.70%和5.77%。所提出的策略有助于抑制锂离子动力电池所承受的高频功率需求,降低大电流对锂离子动力电池的冲击。     

钒电池储能系统在城市微电网中的优化应用

为改善城区配电网的供电可靠性和电能质量,提高可再生能源在绿色节能建筑总能耗中所占比例,依托实际城市智能微电网工程开展风光储微电网的研究,重点分析全钒液流电池储能系统的关键部件设计、系统结构布局优化及运行模式控制等问题。通过实际运行分析,证明钒电池储能系统在城市微电网应用中的可靠性和有效性。     

应用储能系统抑制电力系统低频振荡原理研究

基于线性化等面积法则和小干扰分析方法,提出储能系统抑制电力系统低频振荡的原理和方法.通过对装有储能系统的单机无穷大系统进行理论分析和仿真测试,结果表明储能阻尼控制能够提供系统阻尼,且控制储能系统和电力系统之间的有功功率交换获得阻尼的效果比控制无功功率交换获得阻尼的效果要好的多.     

储能系统在能源互联网中的商业模式研究

在能源互联网的大潮下,电力储能已经成为能源互联网发展的重要支撑技术之一,在关注储能本体技术创新发展的同时,其商业模式也是决定储能产业能否蓬勃发展的重要因素。首先梳理了支持储能发展的相关政策,并讨论其对储能产业发展的影响。其次,总结分析了国内外储能在配套新能源、微电网、辅助服务等多个应用领域中的商业模式发展现状,最后结合我国实际情况提出潜在可行的储能商业运行模式。