离网型风力发电和海水淡化联合技术配电方案

为了搭建稳定的、以风力发电作为独立电源驱动海水淡化装置的联合系统配电网络结构,结合风力发电和海水淡化联合技术的研究应用现状,分别剖析了风电电源特性及海水淡化工艺装置的负荷特性,提出了针对离网型风力发电和海水淡化联合技术的配电方案。搭建了包含离网型风力发电机组、储能装置、海水淡化工艺系统在内的独立小型微电网系统,构成一套完整的联合系统配电网络结构,同时作为保证该微网系统稳定运行的边界条件,引入了储能系统,有效地解决了离网型风电电源和海水淡化负荷的匹配问题,为就地消纳风力发电及孤岛海水淡化工业用电开辟了新的解决模式和思路。.     

离网型风电电源海水淡化系统研究

本文分析了离网型风力发电电源特性,提出了适应于离网型风电电源的可变出力运行的膜法海水淡化系统,并着重从系统制水规模、系统选择、动力部件设置、膜元件分组、系统出力调节等方面介绍了变出力膜法海水淡化系统。最后,文章指出了离网型风电电源膜法海水淡化系统的适用性和系统制水规模范围。     

基于RT-LAB的储能系统离网运行控制策略研究

微网离网运行时,要求电压和频率稳定。针对风电和光伏的间歇性波动以及负载的频繁投切特性,微网需要储能系统平衡有功和无功功率。本文首先基于RTLAB搭建了储能系统离网运行实验平台,然后在传统的V/f单环控制基础上,对比分析了电感电流内环和电容电流内环两种双环控制方法,改进了传统的恒压恒频控制,该控制策略有更好的抗负载电流扰动特性。最后在matlab/simulink环境下进行了仿真,并且在RTLAB平台上进行了半实物仿真验证,结果表明了提出控制策略的有效性。     

基于离网型风电的海水淡化系统优化设计

离网型风电海水淡化系统是一种利用可再生能源解决沿海地区水资源短缺问题的重要方式。为了促进其科学发展,提出了一种离网型风电反渗透海水淡化系统的优化设计方法。该方法以风电海水淡化系统总收益最高为目标函数,在满足风机、蓄电池、反渗透海水淡化装置的运行约束下对系统的设计和运行参数进行优化,从而得到系统经济收益最高时的风电海水淡化系统各装置的最优规模。优化结果显示,该方法得出的结果显著优于其他方案,该方法对风电海水淡化系统设计具有指导作用。     

基于离网型风电的海水淡化系统建模方法

风力发电与反渗透海水淡化相结合是海水淡化发展的新思路。根据传统方法设计的海水淡化系统只能在电源稳定的情况下定负荷运行,无法根据能源供给情况进行系统设计。鉴于此,提出了一种基于风电的反渗透海水淡化建模方法。该方法建立了反渗透海水淡化渗透模型,可根据能源供给情况进行海水淡化系统运行参数的计算。在相同工况下,通过与传统设计方法的计算结果进行对比,本文方法计算精度与其相当,可用于风电海水淡化系统设计。     

储能系统离网启动的控制策略研究

提出了一种储能系统离网启动的控制策略,可以满足MW级储能电站中所有储能变流器平稳快速地进入离网运行状态,建立离网电网。通过离网控制装置提供统一的离网电网相位角和使能信号,实现多台储能变流器快速进入离网运行。离网启动时,可以存在两种方式,一种是零启升压,另一种是无缝切换,以满足用户不同的应用需求。     

级联H桥中压储能系统离网控制策略

在高压大功率储能应用场景中采用中压储能系统相对低压储能系统具有更高的效率。目前基于级联H桥的中压储能系统研究较多,但已有研究多集中于并网运行,离网控制研究较少。该文对基于级联H桥的模块化多电平中压储能系统的离网运行控制进行了阐述。建立了级联H桥中压储能系统的离网模型,提出了包含交流电压外环和电流内环的中压储能系统离网电压控制策略,并针对离网运行时单相负载较多,三相电压容易不平衡的问题,提出了三相电压不平衡补偿控制方法。搭建了MATLAB/RT_LAB实时仿真系统,对上述控制进行了仿真验证。结果表明,三相负载平衡时,负载端电压保持恒定,电流内环跟踪精确;三相负载不平衡时,经电压不平衡补偿后,负载端的三相电压仍然能保持平衡,负载三相电流则随三相负载的大小而不同,仿真证明了该文提出的级联H桥中压储能系统离网控制策略的有效性。     

离网储能变流器的控制策略

在对传统下垂控制原理分析的基础上,考虑中低压线路阻抗特性,提出完全下垂控制策略。结合储能变流器的电压双闭环控制策略,提出基于完全下垂控制的储能变流器控制策略。在PSCAD/EMTDC平台上仿真验证证明了控制策略的有效性。     

并离网无缝切换储能系统的控制

研究并离网无缝切换储能系统的控制方法,以提高储能系统的电网适应性,使储能系统接入电网更加安全、可靠。引入虚拟同步发电机控制技术和静态开关装置,建立并离网无缝切换储能系统。通过对虚拟同步发电机控制技术进行分析,使储能系统能够模拟同步发电机的外特性,实现惯性模拟和调频调压功能。进行并离网无缝切换储能系统试验,结果表明,通过虚拟同步发电机控制技术及静态开关装置,储能系统并离网切换时不需要变换控制策略,可以实现无缝切换,具有友好的并网能力。     

一种不依赖储能的光伏逆变器离网电压型控制策略

提出了一种不依赖储能的光伏逆变器离网电压型控制技术。该控制技术采用两级式光伏逆变器拓扑,前级Boost变换器采用负荷驱动型控制,实现最大功率点以下的源-荷功率平衡;后级逆变器则采用恒压恒频控制,支撑交流母线稳定。该控制策略使光伏逆变器在不依赖储能的前提下,独立支撑母线电压,并迅速调整光伏电池工作点以响应负载需求,保证了光伏逆变器和负载之间的功率平衡。仿真和实验结果表明,该控制技术极大地拓展了光伏的工作范围,提升了分布式光伏的主动支撑能力。     

考虑不同蓄电池SOC状态的风/储/海水淡化孤立微电网能量管理系统设计

风电海水淡化孤立微电网能量管理系统对风能的利用、淡水资源的供给及微电网稳定经济运行具有重要意义.首先建立了含风机、海水淡化、柴油发电机及蓄电池、超级电容器混合储能的孤立微电网模型,其次,在微电网稳定运行的基础上,考虑深充深放与浅充浅放对蓄电池损害的不同及海水淡化负荷的可控性,根据蓄电池在不同SOC、不同充放电功率情况下的寿命损耗,结合海水淡化产水收益,建立微电网经济运行模型,进而根据微电网经济运行目标得到长时间尺度下的能量管理方案.最后根据具体风速数据进行算例分析,得到孤立微电网系统采用能量管理方案运行24 h,系统收益为95.61元,不采用能量管理时,系统收益为92.81元,验证了所提策略的正确性、可行性和经济性.该策略可以提高微电网运行的经济效益.     

垂直轴离网型异步电机风力发电系统控制和能量管理策略

为解决传统离网型小风电系统风能利用范围有限、蓄电池充放电控制不合理等问题,研制了基于垂直轴的离网型异步电机风力发电系统,异步电机发电运行转速范围更宽,通过灵活的控制策略,对有功和无功功率同时进行调节,实现能量双向流动,同时解决机组以及蓄电池的协调控制,且能电动运行,帮助垂直轴风力机实现自启动。发电机采用转差频率控制,在风速和负载变化时通过脉宽调制变换器调节输出功率,母线上的卸荷器辅助完成对蓄电池充放电电流的分段限流控制,共同实现整个系统的功率平衡和稳定运行。对5.5kW样机系统进行了实验研究,结果证明了系统设计和控制策略的正确性和可行性。     

离网风力发电系统的飞轮储能装置

在飞轮储能系统(FESS)中,通过带双向功率变换器的电机可将飞轮储能的机械能转换成电能。无论何时从中等功率到大功率(kW~MW),在短时间内(几秒钟、几分钟)需要大量(几十万个)充/放电周期的情况下,FESS都是能适用的。FESS充电状态的监视简单可靠,飞轮的材料、电机的型式、轴承的型号以及密封的气体全部加在一起,决定着FESS的能量效率(>85%)。此外,本文还提出了离网风电系统(IWPS)的模拟,该IWPS由风轮发电机(WTG)、用户负荷、同步电机(SM)和FESS组成。模拟结果充分显示,FESS有效平抑了风电功率的波动与负荷的变化。     

电池储能系统平滑风电功率控制策略

风电功率具有随机性与波动性,为减小风电功率波动对电网带来的不利影响、减小风电功率分钟级的波动量,采取一阶低通滤波器并利用电池储能系统对风电功率进行平滑控制。根据风电功率的平滑效果,选取合适的平滑时间常数,分析储能容量与平滑时间常数之间的关系,并根据单位储能平滑率选取合适的储能平滑时间常数,可为风电场通过配置储能系统平滑风电功率提供参考。     

含海水淡化负荷的可再生能源消纳技术研究综述

海水淡化作为一种可控、可时移负荷,具有一定的灵活调节能力,能够有效适应可再生能源发电的间歇性。海水淡化负荷消纳可再生能源的过剩发电量,在满足淡水供应的同时,提升电网接纳可再生能源的能力,对于电网“削峰填谷”提供良好的支撑作用。首先综述了海水淡化技术的发展现状,并对反渗透海水淡化技术的原理、能耗情况、运行成本进行分析。然后,将可再生能源与反渗透海水淡化技术结合的应用情况进行研讨。最后,阐述了海水淡化配合电网发展的必要性,并且针对具体实施机制给出建议。     

并/离网双模式储能变流器的研制

随着分布式发电和微电网技术的发展,传统储能变流器已不能满足现在的技术要求。在此提出一种新型拓扑结构,不仅满足传统并网工作模式的要求,而且满足离网工作模式的要求。详细介绍了该拓扑结构的工作原理和并/离网工作模式下的控制方法,在此基础上,研制了一台100 kW并/离网双模式储能变流器。通过光储联合运行实验,结果表明该储能变流器功能强大,动态响应快,充放电电流谐波电流小,具有很好的推广价值。     

风电海水淡化研究与应用

风电海水淡化技术可以提高清洁能源的利用效率并解决缺水问题,实现环境保护和淡水生产的统一。本文从宏观、基础、地区选择、无储能设计和经济性分析的角度论述风电海水淡化的理论研究情况,并介绍了国内外风电海水淡化的工程应用现状,最后,对风电海水淡化技术做了展望。