基于级联多电平换流器的两级式储能系统控制策略

储能技术是构建以新能源为主体的新型电力系统的关键技术和维持微网可靠稳定运行的重要保证。国内外现有理论研究及示范工程主要集中于单级式链式储能系统,功率模块与电池系统之间无源连接,结构简单但控制自由度不高。同时,针对基于链式储能的电池荷电状态(state of charge,SOC)不均衡问题,现有的相内SOC均衡控制策略存在不同负载率适应性不足、极度不均衡时可能过调制等缺点,为此,文中基于两级式链式储能系统,研究其总体控制策略,对相间、相内SOC均衡策略进行分析,并提出一种自适应的相内SOC均衡策略,详细说明均衡控制参数的设计原则。该策略能有效地改善链式储能系统在轻载、重载等不同工况下的适应性和均衡效果。最终通过仿真验证了所提控制策略的可行性和有效性,从而为工程实施提供理论储备和技术支撑。     

碳交易背景下基于LGPG-P2G的微电网容量优化配置

优化传统微电网的容量配置对其经济性的提升效果有限。为进一步提升经济性,文中在传统微电网的基础上耦合垃圾填埋气发电(landfill gas power generation,LGPG)和电转气(power to gas,P2G),提出一种基于LGPG-P2G的微电网模型。首先,综合考虑碳交易和资金的时间价值对容量优化配置的影响,引入全生命周期理论和经济学中的净现值分析法;然后,以全生命周期的收益最大为目标,利用变异粒子群算法求解4种场景下的微电网容量最优配置,并使用Cplex求解传统微电网模型和所提微电网模型容量最优配置下的最优调度方案。结果表明在碳交易背景下基于LGPG-P2G的微电网模型具有更好的经济性。     

基于双向出行链的电动汽车平抑电网波动策略

针对电动汽车(electric vehicle,EV)时空转移随机性造成的电网波动问题,计及车主的性别差异、车主实时出行目的地不同和车辆双向行驶,提出了一种基于出行随机性双向出行链的EV充放电调度策略。考虑车主实际出行过程,建立EV双向出行链模型;考虑到男女车主出行过程中的性别差异,确定男女实时出行概率模型;以降低电网的波动为目标函数,考虑车主实时出行需求和EV实时荷电状态(state of change,SOC)建立调度模型,并依据所建立模型对EV进行充放电调度。在约280 m²的区域进行仿真分析,结果表明：双向出行链模型更接近用户实际出行规律,其调度策略能够在满足用户实际出行需求的同时,更好地抑制电网波动性。     

改善开环谐振器间电耦合系数色散现象的微扰结构设计

以耦合矩阵综合方法设计的交叉耦合滤波器由于谐振器间耦合系数的色散现象,使滤波器的实际响应与理论综合得到的响应存在差异。针对此情况,首先研究了开环谐振器间电耦合系数随频率的变化趋势及其对交叉耦合滤波器中传输零点位置的影响,随后设计了一种加载于谐振器间的U型微扰结构,通过调节其物理尺寸及位置可以降低耦合系数的色散现象,优化滤波器带外传输零点的分布。基于上述思路,分别设计了传统CQ结构以及加载微扰结构的CQ结构滤波器,其中心频率和通带带宽分别为20.6 GHz和1.4 GHz,加载有微扰结构的滤波器其低频端带外零点相较于传统滤波器从18.6 GHz移动至19.4 GHz,且带内特性和高端传输零点均未受到影响,最终实测结果与仿真结果基本一致。     

考虑气网掺氢与低碳奖赏的气电耦合系统优化调度

针对气电耦合系统的优化调度问题,建立含气网掺氢的气电耦合系统模型,并考虑电制氢的精细化模型、掺氢气网的运行状态变化和严格的掺氢安全限制;同时在阶梯型碳交易机制的基础上,提出赏罚阶梯型碳交易机制,在碳配额出现剩余时设置阶梯型奖赏;进一步地综合考虑碳交易成本和运行成本,建立气电耦合系统低碳优化调度模型。最后,基于改进的IEEE 39节点电网模型和比利时20节点气网模型组成的系统进行仿真,采用CPLEX求解器对调度模型进行求解。通过分析对比4种调度场景的结果,验证了所提模型在降低碳排放、控制总成本和消纳弃风方面的有效性,分析了掺氢气网中不同热值计算方式和奖赏基准价格对调度结果的影响,并进行了奖赏基准价格的参考定价分析。     

一种新型双向三电平倍流LCL-T谐振直流变换器

随着蓄能锂电池恒流充电方式的普及,针对双向车载充电机中传统电压源直流变换器不具备自然恒流输出问题,提出一种新型双向三电平倍流LCL-T谐振直流变换器,其由LCL-T谐振结合三电平级联中性点箝位有源桥构成。由于耦合变压器级联的特殊方式,有源桥各子桥臂可独立或并行工作,据此可设计不同的调制方式控制谐振腔输入电压,建立变换器一倍、二倍准恒流模式。为实现双向功率传输特性一致,谐振腔器件参数采用对称设计,进而研究了一种受归一化频率f_n、品质因数Q控制的LCL-T谐振准恒流输出,并考虑无功功率控制和实现开关管零电压开通,设计满足给定准恒流输出精度的输出工况筛选算法。最后通过所搭建的仿真平台和实验样机证明所提变换器在各模式下均能实现给定精度内的准恒流输出。     

面向产消用户的售电公司发-用电多元电力套餐优化EI北大核心CSCD

新型电力系统背景下的产消用户不断发展,这给售电公司在设计多元化套餐吸引产消用户以及利用发电资源方面带来挑战。充分考虑产消用户的发用电特点,提出售电公司面向产消用户的发-用电多元电力套餐优化策略。设计2种发电套餐、3种用电套餐和2种发用电捆绑套餐;分别以考虑风险的售电公司综合收益最大和产消用户的综合满意度最高为目标函数,构建主方的购售电决策模型和从方的套餐选择模型,阐述售电公司和产消用户的主从博弈互动过程;提出博弈过程中的套餐组合策略,以提高套餐的多样性;采用粒子群优化算法和CPLEX优化软件求解模型的纳什均衡解。算例分析结果表明,博弈模型具有较好的收敛性,所提多元发-用电套餐和套餐组合策略能够适应不同类型的产消用户,提高产消用户的综合满意度。     

电-碳联合市场下虚拟电厂主从博弈优化调度

为使虚拟电厂更好地适应新型电力系统的发展,针对含综合能源的虚拟电厂,设计电-碳联合市场交易框架,在此基础上,提出一种考虑需求响应的虚拟电厂主从博弈优化调度策略。以虚拟电厂运营商为领导者、新能源热电联供运营商和综合能源用户系统运营商为跟随者,形成一主多从的Stackelberg博弈模型,同时优化虚拟电厂运营商定价策略、供能侧出力计划和用户侧需求响应方案,并对博弈均衡解的存在性和唯一性进行证明。最后,通过算例验证所提策略的有效性,虚拟电厂内部各主体利益得到有效提升,算例结果也表明不同类型需求响应占比对各主体利益有很大的影响,同时所提的优化调度策略为虚拟电厂制定内部购售电价格、调度计划和参与电-碳联合市场交易提供了参考。     

两级电力市场环境下考虑条件风险价值的新能源场站最优售电模型EI北大核心CSCD

为充分发挥能源资源优化配置作用,我国正逐步建成“统一市场、两级运作”的两级电力市场。在两级电力市场建设初期,新能源场站参与省间电力现货交易的计划电力缺乏指导性是目前亟须研究的问题。对省间-省内两级电力市场的现行机制进行了深入研究,探讨了其运作框架。考虑省间电力现货交易与辅助服务市场的多时间、多空间耦合特性,构建了两级电力市场下新能源场站的售电决策双层优化模型,并基于条件风险价值法对下层模型进行转化,实现对新能源场站出力不确定性的控制。依托东北某省工程实际数据进行了算例分析,结果表明该模型能够在两级电力市场环境下提高新能源场站的市场收益。     

多能源微网参与电-气多能源市场的多主体主从博弈交易策略

针对多能源微网（MEMGs）具有丰富可调节资源的特点,基于区域电-气综合能源系统中配-微网络间不同层级的能源交互特性,提出一种MEMGs参与多能源市场的交易框架和多主体主从博弈的交易模型。通过MEMGs策略性参与区域能源市场交易,降低各主体购能成本,实现多个能源市场下多主体互动交易。将配电系统运营商和配气系统运营商视为领导者、各个多能源微网运营商（MEMGO）视为跟随者,以配电网节点边际电价和配气网节点边际气价作为各MEMGO的能源结算价格,构建考虑MEMGs参与电-气多能源市场的多主体主从博弈交易模型;在证明该模型存在Stackelberg均衡解的基础上,通过交替方向乘子法求解所提模型以保证各主体的信息私密性;通过REGESE13-G7和REGESE123-G20测试系统验证了所提多主体交易策略的可行性和有效性。