智慧能源站“多站融合”工程中交直流微网系统研究

文中通过分析变电站、数据中心、储能站、充(换)电站等传统供电方式和负荷特性,研究出智慧能源站“多站融合”工程中交直流微网供电系统框架结构。通过分析交直流微网中储能单元与数据中心设计的深度融合,提出了储能单元应用于数据中心服务器供电的3种模式,并提出适用于直流微网的接线形式,优化了柴油发电机和UPS系统的配置和运行方式。在保证可靠性的前提下,降低了建设成本和运维成本,提高了电源系统的综合能效,为后续智慧能源站“多站融合”试点工程的规划设计和运行提供参考。     

电力行业智慧能源站站间安全探讨

根据国家电网公司提出的“探索利用变电站资源建设运营充换电(储能)站和数据中心站新模式”,从总图、建筑、电气等方面进行面分析,力求实现智慧能源站安全方案的合理、经济及可行性最优,为后续智慧能源站建设提供借鉴与参考。     

交直流混合微网关键技术研究

结合交流、直流微网各自优点以及中国分布式电源、储能装置能量输出特点和中国负荷的供电需求,笔者介绍了交直流混合微网的优点及我国的微网技术的发展,分析了国内外交直流混合微网的研究现状及发展趋势。根据某科技产业园的负荷和电能质量需求,提出了适合中国优质电力产业园区供电需求的交直流混合微电网的技术方案;在现有微网技术研究基础上,讨论了中国交直流混合微网的关键技术和研究方向。     

交直流混合微网控制策略分析

考虑微网中各类分布式电源的特性,利用多能互补,优化微网并网外特性。针对微网的各种典型运行模式,基于传统的微网控制模式,结合交直流微网结构特性,综合分析改进,在不同运行模式下采用不同控制方式,提高微网系统的稳定性和可靠性。利用交直流混合微网示范应用实例,对本文提出的微网综合控制策略进行验证,结果表明该控制策略能实现微网各种运行模式的平滑切换,具有可行性。     

基于交直流微电网的智慧能源站拓扑结构研究

“多站合一”的智慧能源站是未来变电站发展的新模式,其中变电站供电系统是保证智慧能源站可靠运行的关键。针对变电站站用交直流系统,计及当前交直流微电网技术进步,提出了智慧能源站供电系统采用交直流微电网的方案,并对交直流微电网电压等级、拓扑结构进行分析。通过对供电可靠性和经济性进行比较,说明交直流微电网的新型结构优于传统结构,验证了智慧能源站新型交直流微电网拓扑结构的可行性及技术优势。     

智慧能源站的接地系统优化设计

当智慧能源站中发生大电流接地故障时,为维护设备可靠运行、保障运行人员和设备安全,需设置接地系统.首先确定智慧能源站的接地型式;然后在分析变电站、数据中心站、储能站、光伏接地要求的基础上,明确智慧能源站的接地要求;在采用普通复合接地网无法满足要求的前提下,提出采用复合立体主接地网对智慧能源站接地进行优化设计,并利用CDE...     

交直流混合微网优化配置研究

交直流混合微网结合了交流微网与直流微网的优点,其优化配置问题是目前研究的热点。围绕包含风力发电、光伏发电和储能电池的交直流混合微网系统,综合考虑了换流器配置、设备的随机故障、微网的运行模式、子微网间的交互功率和微网与主网的交互功率波动约束,建立了以安装成本、运行成本和可靠性成本之和为目标的优化模型,运用混合整数线性规划求解。讨论了不同直流负荷比率下的合理配置,并与传统交流微网进行了对比分析。算例表明:交直流混合微网在成本和可靠性方面有一定优势,并随着直流负荷比率的增大优势更加明显。     

基于改进黑洞算法的交直流混合微网优化运行

交直流混合微网可综合发挥交流与直流的互补优势,其优化运行是微网领域的重要研究课题。该文综合考虑经济成本和环境成本,建立了交直流混合微网优化运行模型。基于交直流混合微网的结构特性,通过拆分协作思想将复杂的优化问题拆分为2个相对独立的交流区域优化问题和直流区域优化问题;通过引入混沌机制,加入星体被吸引的惯性和速度约束,优化初始星体的生成方式等,提出了基于改进黑洞算法的交直流混合微网优化方法,对交、直流子区域优化问题进行求解。仿真算例表明,提出的基于拆分协作思想的改进黑洞算法可以有效解决变量较多、结构较复杂的交直流混合微网的优化运行求解问题,能够以较少的综合运行成本实现更优的运行效果,验证了所提算法的有效性。     

基于交直流混合微网构架的电能路由器

研究了一种基于交直流混合微网构架的电能路由器,分析了其工作模式,并设计了相应的控制策略。对集成了分布式电源和储能单元的电能路由器系统,在并网和孤岛两种工作模式下进行了仿真研究,验证了本方案的有效性和可靠性。此外,通过在逆变器和储能单元控制回路中引入功率前馈补偿验证了通信机制在电能路由系统中的重要性。研究结果表明,电能路由器可以有效整合各种分布式电源,是一种有前途的可再生能源利用方案。     

计及碳排放成本的交直流混合微网优化运行

交直流混合微网可综合发挥交流微网与直流微网的特点,碳交易机制符合低碳经济理念。根据交直流混合微网的特点,建立了计及碳排放成本的交直流混合微网优化运行模型,通过对比不同权重下的经济指标和碳排放指标,研究碳交易机制的引入对混合微网优化运行的影响。在此基础上,引入双向换流器损耗模型,研究双向换流器损耗对混合微网经济调度的影响。算例结果表明,等权重调度策略具有更优的经济性和环保性,双向换流器损耗模型的引入改变了交流区域和直流区域可控微源出力,更加贴合实际。     

新能源电站智能功率控制系统设计与应用

新能源电站自动化系统相互独立,数据结构和通信方式各异,制约了新能源电站电网适应性的提升。提出一种提升新能源电站电网适应性的功率协调控制思路:首先,建立统一的信息模型将新能源电站的相关信息进行有机融合,实现多源异构数据的友好交互;其次,将监控、功率预测、有功控制和无功控制的功能模块集成,实现不同功能模块的相互协调,提升电站控制的合理性和精细化水平。最后,研发了新能源电站智能功率控制系统,通过实际应用,验证了系统的可靠性。     

微电网交直流混合潮流算法研究

由于微电网的不对称和分布式电源模型的复杂多样性,使得传统的潮流分析方法不再适用于微电网。对通过脉宽调制换流器并网的分布式电源潮流计算模型进行研究,根据并网换流器控制策略不同,在潮流计算中提出不同的处理方法;在充分考虑微电网不对称运行特性的基础上,发展微电网交直流混合潮流算法。通过算例测试表明,所发展的算法能够更加合理地反映分布式电源的稳态运行特性,适用于各种微电网及含各种分布式电源的配电系统的潮流计算分析。     

电力电子变压器对交直流混合微网功率控制的研究

针对应用于交直流混合微网的电力电子变压器(PET),分析了并网和离网两种运行模式,并设计了相应的控制策略。并网模式下,控制PET输入接口使交直流混合微网等效为"阻性负载"或"电流源",同时控制交流和直流输出接口都等效为恒定的电压源。对于离网模式,提出了混合功率下垂控制,能根据接口处频率和电压信息,结合混合微网下垂特性得到微网间需交换的功率。搭建了交直流微网系统和电力电子变压器仿真模型,仿真结果表明,在分布式能源功率波动情况下,PET能准确快速地调节主网、交流微网和直流微网三者间功率的流动,实现交直流混合微网的稳定运行,验证了控制策略的可靠性。     

一种交直流混合微网能量路由器及其运行模态分析

为更好协调和控制交直流混合微网间能量传输,提出一种交直流混合微网能量路由器。建立所提出能量路由器数学模型,分析该能量路由器不同工作模态时级联整流级相量关系,并推导各混合运行模态限制性条件。针对该交直流混合微网能量路由器,提出相应控制策略,可实现H桥级联整流电路各级独立在AC-DC、DC-DC、DC-AC运行模式间无缝切换以达到交直流混合微网间能量的统一协调与管理。同时,减少了各微网间电力电子变换器的使用,提高各交直流微网间能量传输效率。仿真与实验结果验证了该交直流混合微网能量路由器电路拓扑的实用性及各运行模态时控制策略的正确性与有效性。     

微电网电能质量监测系统研究及设计

为获得微电网中各分布式电源的各项电能质量参数,结合虚拟仪器技术、数据库技术与网络通信技术开发了微电网电能质量监测系统.该监测系统包括前置机系统、服务器系统及网络通信系统,实现了微电网内分布式电源电能质量的同步监测和数据的有效管理.最后探讨了不同电能质量参数的测量计算方法,并设计了暂态电能监测模块.试验测试证明,该监测系统测量精度较高,稳定性好,网络传输时无数据丢失.     

能源互联网中微网系统设计及其运行控制方法研究

能源互联网作为冷热电气高度融合、源网荷储多元协同的智能化信息化复杂电力网络系统,为新能源电力互补消纳、高效输送、智慧使用提供了新的有效技术途径.由于系统的区域性、复杂性、不确定性,其优化调度运行、功率协调控制成为了亟需研究的重要课题.微网是由多类型微电源、储能装置、负荷组成的有机系统,为各类分布式电源整合接入能源互联网...     

基于可再生能源发电的微网技术研究

随着智能电网建设目标中提出加强新能源电站配套电网建设,使之成为接纳新能源的"高速公路",风力发电、光伏发电及生物质能发电等可再生能源发电备受关注。介绍一例基于可再生能源发电的"微网化"系统运行状态,探讨微网技术在弥补新能源发电的间歇性和降低其对电网的影响方面的优越性。     

基于清洁能源发电系统的微网技术

清洁能源发电系统联网对于缓解传统电网供电压力,改变能源结构具有重要作用。通过分析以清洁能源发电为主的分布式电源大量联网的局限性,引入了微网技术,介绍了微网的相关概念及其基本结构、三种微网的基本控制模式：恒功率控制、考虑分布式电源功率限制的功率控制和联合最优功率控制,最后提出了微网研究中需要重点解决的问题。     

光伏发电站无功系统设计

大规模光伏发电站接入电网,受交直逆变的影响,对电网运行有极大的影响。为保证电能质量,需进行无功补偿。依据国家规程,结合工程实例,论述实现光伏电站利用逆变器发出无功计算,以减少电容器配置,降低工程造价,保证电网安全、稳定运行。     

考虑多能互补的小区式微电网供电系统优化设计

随着化石能源的枯竭,分布式能源系统成为研究热点。本文基于小区负荷进行建模,构建由光伏阵列、风力发电机、柴油发电机和蓄电池供电的分布式能源系统,提出了同时考虑净现值成本、环境惩罚和可再生能源利用小时数的多目标非线性优化模型。以风机类型,风机台数,光伏阵列容量,柴油发电机类型,柴油发电机台数,蓄电池组数为优化变量,采用带精英策略的非支配排序遗传算法,求解该优化模型。并对系统进行组件寿命敏感性分析,得到分布式能源子系统之间的关系。并对以某小区微电网为例进行研究,并与HOMER Pro计算结果进行比较,最终得到小区微电网最优设备容量,结果表明所提出的优化设计方法合理可行,为工程设计提供案例。