一种基于直流微电网的电动汽车充电优化控制策略

针对可再生能源、电动汽车充电和电网峰谷负荷不协同问题,研究了直流微电网环境下光伏、储能和电动汽车充电的协同优化控制策略。首先给出了直流微电网的系统结构及其单元功能模型,建立直流微电网条件下的电动汽车优化充电模型,分析比较含多种约束条件的充电经济性。根据不同场景的功率需求,制定含光伏和电动汽车充电需求预测的微电网能量管理优化控制策略。最后通过实际直流微电网算例分析,验证了该优化控制策略在直流微电网环境中能够实现可再生能源与电动汽车充电装置的协同增效,为解决大规模电动汽车充电负荷和可再生能源消纳问题提供了参考。     

氢电综合能源供应微电网的优化调度

利用可再生能源进行制氢和供电是提高微电网经济效益的手段之一。对氢电综合能源供应微电网进行优化调度,可提高系统供能可靠性和可再生能源利用率。建立了氢电综合能源供应微电网的系统结构,利用可再生能源电解水制氢供应氢负荷需求,通过储氢罐存储剩余氢能,采用燃料电池补充电负荷的不足。分析了可再生能源和负荷变化下的微电网运行模式,提出了保证供能可靠性的微电网综合协调调度策略。建立了以系统运行收益最大化为目标函数以及负荷失电和失氢率、弃风与弃光率等为约束条件的微电网优化调度模型。案例分析表明,提出的优化调度方法能够实现氢和电负荷的可靠供应,微电网可以获得较高的收益,同时可再生能源的利用率得到提高。     

基于DBS的直流微电网能量协调控制策略研究

随着直流微电网系统的广泛应用,其控制技术得到不断关注。直流微电网系统由光伏阵列、电动汽车充换站、大电网及其接口变换器构成。针对其结构特点,采用一种能量协调控制策略以维持直流母线的电压稳定。该控制策略根据直流微电网中母线电压信息(DBS)进行运行模式划分,不同运行模式下,直流微电网各单元的控制策略可进行无缝切换,实现系统协调自治。采用下垂控制实现对多个光伏阵列或者电动汽车蓄电池模块的功率均分。仿真结果表明,直流母线电压保持稳定的同时,直流微电网系统能够在并离网不同模式间进行平滑切换,验证了控制策略的可行性与有效性。     

含分布式电源和电动汽车的微电网协调控制策略

微电网中包含可再生能源和电动汽车等不确定性电源和负载,不利于微电网的稳定运行。基于风光储的微电网系统,考虑电动汽车的时空分布特性,提出一种动态电价调整策略。根据可再生能源出力和负荷的实时数据,求出当前微电网中的不平衡功率,根据当前不平衡率(UR),发布对应的电价信息,充分调动电动汽车参与微电网的调度,实现微电网中可再生能源和电动汽车间的协调控制。最后通过搭建微电网仿真模型对所提动态电价调整策略进行验证,通过对比电动汽车无序充电和有序充放电情况下微电网的等效负荷以及储能运行情况,来验证该策略在微电网运行优化方面的有效性。     

风储微电网运行控制研究

随着能源与环境问题日益凸显,可再生能源受到关注。在MATLAB/Simulink仿真平台上建立了风储微电网三相交流系统模型,重点分析永磁直驱风电控制策略、微电网控制策略以及在可再生微电源实行最大能量捕捉情况下微电网如何维持稳定运行。并网运行时微电网控制联络线功率,大电网为微电网提供频压支撑;孤岛运行时微电网以主从控制模式运行,采用恒频恒压控制。在考虑风速、负载变化情况下,仿真表明微电网模型满足功率平衡和电压、频率的运行要求。仿真结果验证了模型和控制策略的可行性与正确性。     

考虑交互功率与可再生能源功率波动的微电网调度优化模型

电动汽车的发展普及与V2G (Vehicle to Grid)思想的提出,对微电网系统的经济、安全运行带来了新的挑战,如何合理调度电动汽车有序充放电,促进微电网的经济、平稳运行成为当下的研究热点。针对含电动汽车的风光储并网型微电网环境,构建了最小化微电网与外部电网交互功率和平抑可再生能源功率波动的多目标调度优化模型。通过对某商业区域微电网运行算例的仿真求解,从微电网运行经济效益、日交互电量以及出力功率平均变化量等方面验证了所建模型的合理性和正确性。算例结果表明,以微电网为平台集成利用具有一定出行规律的电动汽车与可再生能源是一种理想的协同利用模式,既可以提高微电网运行的经济效益,又能有效改善微电网的交互功率和出力波动。     

含混合储能的微电网能量管理系统控制策略

可再生能源输出功率具有随机性与间歇性的特点,利用含储能装置的微电网可以有效平抑可再生能源输出的波动。本文提出了一种含锂电池与超级电容器组成的混合储能系统的微电网能量管理系统控制策略。该系统通过对可再生能源和储能设备运行状态的实时判断,调整混合储能系统的运行方式,实现可再生能源分布式接入时功率输出的平稳,并控制微电网与大电网交换功率的稳定,在此基础上尽可能延长混合储能设备的循环寿命,节约可再生能源(或微电网)的运行成本。采用Qt Creator语言编写能量管理系统程序,应用于实际微电网中运行,验证了该能量管理系统控制策略的可行性。     

燃料电池电动汽车在持续行驶里程和燃料电池持续时间方面进展迅速

美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)2012年8月完成了一项持续7年的项目,对氢燃料电池电动汽车及制氢设施进行演示研究和评估。NREL发布的《国家燃料电池电动汽车演示研究最终报告》指出,该演示项目发现,氢燃料电池电动汽车在延长持续行驶里程和燃料电池持续时间方面有了很大的进     

直流微电网关键技术研究综述

微电网是未来智能配用电系统的重要组成部分,对推进节能减排和实现能源可持续发展具有重要意义。相比交流微电网,直流微电网可更高效可靠地接纳风、光等分布式可再生能源发电系统、储能单元、电动汽车及其他直流用电负荷。该文首先对国内外学术界和工业界在直流微电网领域的相关技术和实验系统研究现状进行梳理;然后,从技术角度对直流微电网拓扑结构、优化规划、运行控制、保护及通信等几个方面进行了分析归纳;最后从交直流混合微电网、交直流混合配电网以及能源互联网等方面展望了直流微电网的发展和应用前景。     

考虑燃料电池变工况特性的风-光-氢综合能源系统优化调度

燃料电池是氢储能中的重要组成部分，其运行效率对含氢储能的综合系统的经济性有较大影响。为此，提出考虑燃料电池变工况特性的风-光-氢综合能源系统优化调度方法。通过分析燃料电池输出功率和运行效率间的关系，建立燃料电池变工况条件下运行效率的分段线性化模型。提出考虑燃料电池的变工况效率特性的多模块输出功率协同优化策略和燃料电池多模块工作协同策略，从而提升燃料电池总体运行效率和各模块使用寿命。基于此，以风-光-氢综合能源系统优化调度为例，验证了所提优化运行策略的有效性。     

基于可持续建筑与插电式混合电动汽车的直流微电网研究

为提高可持续建筑的供电可靠性,结合电动汽车可作为分布式储能单元的特性,提出了基于可持续建筑与插电式混合电动汽车的直流微电网系统。根据光伏发电及电动汽车充电的实际运行,将系统分为日间孤岛、日间并网及夜间并网3种模式,提出了各个模块在不同模式下的运行方式和控制策略。实现了电动汽车的有序充电,达到了削峰填谷的目的,改善了微电网的供电质量,提高了供电系统的经济性。仿真结果验证了系统及控制方法的有效性。     

基于电动汽车移动储能特性的直流微网控制策略

直流微电网中的分布式电源和负荷的功率双波动特性会导致直流母线电压变化,影响微电网的稳定运行。而电动汽车具有灵活的移动储能特性,可作为常规储能设备的补充,有效改善电压质量。为此,首先结合车和电池的运行特性,对电动汽车进行建模。其次,基于此模型,提出一种兼顾用户侧和微电网侧的电动汽车充放电控制策略。通过设定电池荷电状态滞环区间和直流微电网母线电压波动阈值范围,在满足用户用车需求的前提下,最大限度发挥电动汽车的储能特性,稳定直流母线电压。最后,通过仿真验证了所提出的电动汽车模型和充放电控制策略的有效性与可行性。     

含燃料电池并网系统的微电网稳定性建模分析

对于含有可再生能源发电的微电网,储氢是调节可再生能源波动性的重要手段。燃料电池是常用的将存储的氢能转化为电能回馈给电网的直流型分布式发电设备。建立了典型固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)的并网系统模型,其中主要包括燃料电池堆动态模型、原动机控制模型以及电力电子设备构成的能量转换装置模型。主要分析了SOFC的负荷跟随特性、电力电子装置的快速功率调节特性,研究了燃料电池并网系统对提高配电系统电压稳定性的作用,最后通过算例验证了该方法的有效性。     

考虑不确定性和含换电站的直流微电网优化研究

为了提高直流微电网的经济效益和缓解电动汽车行驶里程有限、充电时间长所带来的问题,提出了一种含分布式能源和电池交换站的直流微电网孤岛运行优化模型。建立了以直流微电网日运行成本、污染治理成本和电池交换站日运行成本及其约束为目标的经济调度模型,同时考虑了可再生能源如风力发电、光伏发电等存在输出功率不稳定的严重问题,利用鲁棒优化对其不确定性进行建模,利用CPLEX软件求解该混合整数规划问题。最后通过算例验证了所提出的优化模型可以降低含电池交换站的孤岛直流微电网的运行成本,提高风力和光伏的利用率。     

交直流混合微电网多模式协调下垂控制

交直流混合微电网是未来配用电系统的重要组成形式,对高密度分布式可再生能源的接入与消纳、直流负荷的高效直接供电,以及电力系统的高可靠性运行具有重要意义。相比于传统的交流微电网,交直流混合微电网拓扑结构更加灵活,运行模式多样,交/直流功率可以协调互动,但同时也对其稳定运行控制提出了诸多挑战。文章首先介绍了一种典型的分段式交直流混合微电网网架结构并依据此结构提出了交直流混合微电网并网、直流分段、交流分段、孤岛4种运行模式;然后提出适用于4种模式稳定运行及模式之间无缝切换的交直流混合微电网多模式协调下垂控制策略;最后,通过RT-LAB/MGCC半实物仿真验证了所提算法的正确性与有效性。     

利用储能系统实现可再生能源微电网灵活安全运行的研究综述

储能技术是保证微电网稳定运行的关键技术手段,也是推动可再生能源微电网技术广泛应用的重要措施之一。该文从可再生能源微电网技术特点出发,对储能系统在微电网中的作用、分类、设计优化方法和应用情况进行综述。研究表明,通过储能系统的优化配置和需求响应相结合的控制策略可有效提高微电网的经济性、可靠性以及能源的综合利用率。综合评估能量密度、功率密度、响应时间以及额定功率,可获取不同储能技术在微电网中的适用性。储能技术在微电网的灵活调峰应用中具有重要的应用前景。     

计及可再生能源不确定性的孤岛微电网概率潮流计算

随着具有不确定性的可再生能源接入孤岛微电网的比例不断提高,传统确定性条件下孤岛微电网的潮流计算受到挑战。基于有功功率—频率/无功功率—电压(P-f/Q-U)控制和有功功率—电压/无功功率—频率(P-U/Q-f)控制两种下垂控制策略,在计及可再生能源的不确定性时,建立了综合控制下孤岛交流微电网的概率潮流计算模型,并提出了一种改进的三步LevenbergMarquardt(MTLM)算法对潮流方程进行求解。采用基于Sobol序列的拟蒙特卡洛模拟获得具有随机性的可再生能源出力和负荷的样本,进而对38节点孤岛交流微电网进行概率潮流计算,通过对比验证了MTLM算法的快速收敛性和鲁棒性,研究了不同下垂控制策略下系统频率和电压的概率分布情况,分析了具有随机性的高比例可再生能源接入对孤岛微电网的影响。     

考虑微电网波动性的电动汽车电价制定策略

针对含电动汽车的微电网运行优化问题,微电网的可再生能源出力和负荷都具有不确定性,如果不能正确有序地处理二者的关系,将会使微电网的经济性与稳定性受到影响,故根据可再生能源出力与负荷的实时关系和负荷的波动情况,为电动汽车负荷制定分时-动态电价,鼓励电动汽车负荷参与微电网需求响应,从而优化微电网运行.最后以某地区微电网模型对...     

基于多种群萤火虫算法的车载燃料电池直流微电网能量管理优化

绿色高效的新能源系统已广泛应用于汽车、有轨电车和智能建筑等领域。为了降低燃料电池(fuelcell,FC)有轨电车直流微电网系统的运行成本,提出一种基于多种群萤火虫算法的车载燃料电池直流微电网能量管理优化方法。该方法引入以初始投资成本、设备运行成本和更换维护成本为框架的系统运行成本模型。基于成本模型,设计一种融合多种群遗传算法与萤火虫算法的多种群萤火虫算法,对有轨电车状态机控制策略进行优化。在3种运行工况下,将所提方法与状态机控制策略、基于遗传算法的策略、基于多种群遗传算法的策略、基于粒子群算法的策略和基于萤火虫算法的策略进行对比。结果表明,所提方法能合理分配各能量源的输出功率,并获得最低的系统运行成本。     

光伏直流微网协调直流电压控制策略的研究

直流微电网是新能源发电接入常规公用电网的一种有效方式,并以其显著的优势成为微电网技术研究的一个新方向。本文以光伏发电系统、储能系统、交直流负荷组成的直流微电网为研究对象,在分析该直流微电网运行状态的基础上,提出了直流电压协调控制策略。该控制策略根据直流电压的变化量以及蓄电池的荷电状态SOC(State of Charge)自动协调各换流器的工作状态,从而实现了在各种运行工况下直流微电网内的有功功率平衡,达到了维持直流母线电压稳定的目的。最后,在Matlab/Simulink仿真环境下进行了仿真实验,结果验证了该控制策略的有效性。