信息化技术在分布式储能系统控制和管理中的应用

随着风能、太阳能等新能源的快速发展,储能系统在分布式发电系统中扮演着平衡能源供需、提供持续可靠电能和调节功率波动的重要角色,成为分布式发电系统中的关键组成部分,因而通过应用信息化技术以实现分布式储能系统更高的自动化程度、智能化水平和运维效率已成为趋势。介绍分布式储能能量管理系统的需求、硬件拓扑结构、网络拓扑结构以及其信息系统实现方式等,并重点阐述分布式储能信息系统实现方式中的分布式储能信息化总体架构、信息平台接入系统、主要功能及平台界面设计等。其中,信息平台接入系统包括电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能逆变器(PCS)以及其他电气设备,前三者与其他电气设备在储能系统中均发挥不同的作用,彼此相互写作,实现对分布式储能系统的监控、优化和控制。分布式储能能量管理系统的主要功能包括数据采集与监测、远程监控与操作、能量管理与优化、数据分析与预测、能源交易以及故障诊断与预警。分布式储能信息化系统具有较高的可靠性和稳定性,能够适应较为复杂的工业环境。但随着信息化技术的广泛应用,也带来网络安全和数据隐私等方面的挑战。为了确保系统的安全性和数据的机密性,在分布式储能系统建设时还应采取恰...     

基于经济成本目标的综合能源系统容量规划方法研究

综合能源系统能够协同规划多种能源,提升可再生能源的消纳能力,从而实现系统的低碳高效运行。基于此,本研究提出了一种集成光伏发电系统、蓄热水箱和内燃机的综合能源系统。考虑冷、热、电三种形式能量平衡约束,采用遗传算法以系统的年总成本最小为优化目标,并以年总碳排放量和年总一次能源消耗量为评价指标建立了综合能源系统规划优化模型。结果表明：与分产系统相比,所提出的综合能源系统的年总成本节约率、年二氧化碳减排率和年一次能源节约率分别为30.67%、33.26%和8.93%。此外,综合能源系统中光伏发电系统承担了全年用户电负荷的14.58%,有效提升了系统的经济性以及能效性。     

新能源电力系统复合储能多目标优化研究

针对当前新能源电力系统复合储能单元的性能不能满足电力系统的发展要求问题,设计基于机会约束规划的新能源电力系统复合储能多目标优化方法。分析光伏发电单元与风力发电单元结构特征,构建了复合能源容量数学模型;分析了当前新能源电力系统运行要求,确定了复合储能优化目标函数;使用机会约束规划技术,完成了目标函数的求解过程。至此,基于机会约束规划的新能源电力系统复合储能多目标优化方法设计完成。构建算例实验环节,实验结果表明:机会约束优化方法可同时完成多个目标的优化过程,进一步提升复合储能单元使用效果。     

太阳能技术在露天矿的应用

结合煤矿实际情况和气候条件,集中研究讨论采用太阳能光伏发电技术进行照明系统的可行性及优化配置,通过一段时间的使用取得了一些关于太阳能技术应用方面的管理经验,同时收到良好的经济效益。     

工矿企业太阳能光伏建筑一体化(BIVP)发电系统的设计

大力开发可再生能源是解决当前能源危机和环境保护问题的主要途径,而太阳能光伏发电系统则是最可持续发展的可再生发电技术。文章将太阳能光伏建筑一体化(Building Integrated Photovoltaic,BIPV)的思路引入至工矿企业建筑群,对工矿企业并网光伏发电系统进行设计,最后结合投资、环保方面的经济效益分析,来论述大力发展工矿企业光伏发电系统的必要性。     

加速开发我国太阳能资源

近日 ,中国能源研究会理事长黄毅诚提出 ,中国应加速开发无污染、可再生的太阳能资源 ,力争到 2 0 2 0年建成 50 0万 k W的太阳能发电容量 ,使太阳能成为中国最大的可再生能源。当前人类对于太阳能的应用主要是光伏发电和热能利用。北京太阳能研究所研究员赵玉文 ,用“近有实效 ,前有远景”来形容太阳能资源在中国的开发现状和前景。他说 ,中国目前具有 1 .5万 k W的太阳能发电容量 ,光伏产业也形成了较好的基础 ,虽然光电成本仍然高于煤电 ,但在边远地区 ,与拉设电网相比 ,小型太阳能发电设施仍然相对便宜适用 ,在西藏地区已经有 7个县靠…     

计及风电的配电网扩展规划研究

风电配套储能设备及以光伏发电辅助风电的风光储联合系统是两种典型的风电接入配电网模式。文章主要面向二者构建相应的期望值模型,其中目标函数为经最小化处理的风电系统及其线路投资运行成本、环境成本以及购电费用等社会总成本,将系统负荷的实际增长情况作为主要的依据,在此基础上,制定相关的配电网扩展规划,并对系统的线路扩建、地址确定以及定容的组合优化问题提出相应的对策。     

太阳能光伏发电系统低频振荡控制技术研究

目前使用的发电系统振荡控制技术一般只考虑系统的基本运行状态,无法兼顾多种运行状态下外部干扰的影响,导致不同原因的低频振荡产生时控制效果不佳。设计一种太阳能光伏发电系统低频振荡控制技术。分析太阳能发电系统控制结构,计算出光伏电池最大功率电流、最大功率电压以及光伏电池板输出电流,构建太阳能光伏发电系统的模型。利用阻尼控制器作为低频振荡整体控制手段,设计附加阻尼控制器结构,利用蚁群算法得到控制器中的最优参数,实现低频振荡控制。仿真实验中,在负荷突变和光照突变的扰动下分别进行低频振荡控制实验。实验结果表明,设计的低频振荡控制技术能够减少超调,快速完成低频振荡控制,实现发电系统低频振荡的有效控制。     

煤矿直流微电网控制与协调动态优化策略研究

微电网是一种集分布式电源、储能装置、各类负荷及保护、控制设备于一体的微型电网。煤矿存在不同含量的煤层气资源,将煤层气发电与光伏和风能发电相结合组成多电源互补的煤矿直流微电网具有充分的条件和明显的优势。针对直流微电网高频状态下直流母线电压质量差的问题,在直流微电网结构和等效模型的基础上,利用系统静态特征分析方法获取直流微电网系统稳定性影响因素,提出一种直流母线电压和输出功率的动态下垂控制策略,在MATLAB/Simulink建模仿真平台构建了不同工况下的直流母线协调控制策略仿真模型并进行仿真试验验证,仿真结果表明,所采用的控制优化策略极大地提升了直流微电网供电系统的母线电压质量以及系统的协调稳定性。     

光伏能源高效利用研究

光伏发电大规模并网给电网的稳定运行带来巨大挑战,光伏发电系统功率输出具有非线性、间接波动性和不确定性等特点,在未来光伏发电一体化程度极高的电力系统中,不仅要在不出现电力短缺的情况下保持供需平衡,还要尽可能多地利用光伏能源,光伏功率预测和储能装置在电力系统运行中的应用就是必不可少的一环.提出了一种基于光伏功率预测来确定和...     

计及EV和电池储能的能源调度策略

为了降低家庭用电成本,将两阶段随机规划应用于家庭能源管理系统,优化电动汽车和电池储能设备的调度策略。随机规划的决策变量是电动汽车和电池储能设备的充放电功率。为了创建随机场景,使用人工神经网络随机生成光伏系统的发电量、家庭用电负载、实时电价等随机变量。通过不同调度方案的实验,深入分析了退化成本、充放电率、电池成本对调度结果的影响,通过随机解度量值(VSS)来分析随机规划方法的效率,最后证明了考虑电动汽车和电池储能设备能源调度策略能够有效降低用电总成本。     

黄河兰州段湿地景观清洁电能自循环系统设计

为满足各类湿地景观所需的基础电能,减少社会公共资源的浪费,设计黄河兰州段湿地景观清洁电能自循环系统。以湿地空间内存在的能源为基础,从清洁角度出发,采用风能、光能、水能以及人体踩踏能等方式作为清洁电能的原材料,结合同步风力发电子系统、折叠式太阳能自动追踪光伏发电子系统等不同类型的发电子系统,构建清洁电能产生—存储—使用的应用模式,由此实现清洁电能的自循环,为黄河兰州段湿地景观提供电能。实验结果显示,黄河兰州段区域内该系统日发电量均值约为105 608 kWh,而湿地景观日用电量均值约为1 055 918 kWh,说明该系统能够有效满足黄河兰州段湿地景观用电量需求。     

多站模式下对电网中可再生能源波动的消除

5G技术的发展及万物互联时代的到来,促进了智能电网的飞速发展,多站融合模式成为了智能电网的新发展趋势和未来方向。该模式能够大大提高电网的工作效率,但该模式对电网中各方面的稳定性要求极高。在利用再生能源发电的电站中,由于可再生能源发电的随机性和波动性,电网的稳定性和效率将被削弱。针对该问题提出了一种基于能量存储的多端子DC电网控制以及一种在光伏电站和风力发电机中的集成方式。在该方法中,储能单元将被输入到多端直流电网中以提供电力支持,从而消除可再生能源的波动并稳定交流电网的潮流。仿真结果表明,所提出的基于储能单元的控制策略可以有效消除可再生能源的波动。     

基于储能优化及荷电状态均衡的直流微电网控制研究

为了实现直流微电网中储能设备的优化控制以及荷电状态均衡控制,提出了一种基于储能优化及荷电状态均衡的直流微电网控制策略。分析了直流微电网结构和储能模型,利用模拟电机特性结合电压电流双闭环PI控制方法优化储能设备控制,通过模拟电机特性结合下垂系数控制法达到荷电状态均衡控制,并搭建Simulink仿真模型进行验证。由仿真结果可知:在风力输出功率和光伏输出功率波动时,在模拟直流电机特性的储能装置控制优化策略下,蓄电池能够有效抑制母线电压波动,维持系统各部分功率平衡;在蓄电池充电、放电及充放电过程中,在模拟电机特性与下垂系数控制下,让荷电状态高的蓄电池输出较多功率,而荷电状态低的蓄电池则吸收较多功率,最终实现并联蓄电池荷电状态的平衡。研究结果表明,该方法能有效抑制母线电压跌落,增强直流母线的稳定性。     

大型燃气锅炉供热系统节能优化策略研究

考虑到大型燃气锅炉供热系统应用过程中受到运行环境的影响,导致其能耗增加,提出了大型燃气锅炉供热系统节能优化策略研究。针对大型燃气锅炉供热系统的操作流程进行优化,通过计算锅炉表面传热负荷、内外温差传热负荷以及太阳辐射负荷,确定大型燃气锅炉供热系统负荷;构建超带宽储存大型燃气锅炉供热数据模型,得到大型燃气锅炉供热数据的存储空间特征量,获取燃气锅炉供热数据,借助小波方程式求解大型燃气锅炉供热系统的不稳定换热值,确定锅炉供热过程中燃气热能指标,优化大型燃气锅炉供热系统节能优化的可行性指标,实现大型燃气锅炉供热系统节能优化策略研究。实验结果表明,提出节能优化策略可有效提高大型燃气锅炉供热系统的节能效果,且经济效益较好。     

新能源光伏发电站大规模并网频率主动控制研究

光伏发电站在接入电网后会导致电网频率发生较大波动，为了提高电网的稳定性，提出新能源光伏发电站大规模并网频率主动控制方法。分析大规模光伏发电阵列规模，依据数学模型计算光伏阵列中二极管数量，分别获取光伏阵列阴影面积、光伏温度以及光照强度，建立不同阴影模式下光伏阵列电路模型，设计光伏阵列频率波动平抑算法以及平抑要求判定条件，以此将光伏发电站大规模并网的频率控制在一定区间之内，实现并网频率主动控制。通过实验模拟了不含光储、只含光伏以及包含光储3种模式下的并网频率变化。实验结果表明，3种模式下的并网频率均在49.0~50.8 Hz，没有超出界限，可见这种控制方法具备较好的效果，可以提高电网的稳定性。     

新能源电力系统的规划及应用研究

在当前大多数电力系统生产仿真方法中,尚未全面考虑新能源发电的输出特性。根据风电发电和光伏发电的历史运行数据,采用统计方法对其进行了功率输出特性的分析。在此基础上,以最低生产成本或最佳节能减排效果为优化目标,建立以电力平衡、电力平衡和峰值平衡为基础的大规模集成新能源发电的电力系统运行模型。利用所提出的电力系统运行模型,基于中国西北电网进行了运行仿真,分析了不同系统运行条件下的新能源电力条件。仿真结果很好地验证了所提出的电力系统运行模型在大规模新能源发电产业电力系统的适应分析中的有效性。