低惯量下电力系统频率特性分析及电池储能调频控制策略综述

随着“碳达峰、碳中和”及建立新型电力系统战略目标的提出,越来越多的传统机组被新能源机组逐步替代,造成电力系统的惯量水平持续走低,低惯量下有功冲击事件愈演愈烈,电力系统频率稳定性正面临严峻的挑战。从电力系统惯量定义出发,介绍影响惯量水平的相关因素。基于惯量定义分析高比例新能源并网后系统惯量水平的变化趋势,剖析惯量水平与频率稳定的关联关系。分析了低惯量水平给电力系统带来的3点新特性：传统惯量支撑资源稀缺、惯量水平评估难度加大和多种频率调整资源协调难度增加。在此基础上,从发电侧、电网侧、负荷侧和储能等角度介绍了提升电力系统频率稳定的方法和策略。从不同应用场景重点分析了电池储能在参与电力系统频率调整时的控制策略并对其优缺点进行详细的分析。最后,展望了低惯量电力系统中储能参与频率调整的协调控制策略。     

面向新能源并网的低压用户链路识别算法

针对新能源并网带来的电压特性变化和低压拓扑关系辨识颗粒度细化需求,提出了基于图信号处理的用户链路识别模型。该识别模型利用相邻节点间的电压相似性表征图信号的平滑性,结合节点电流定律对网络结构的约束,克服新能源并网带来的同相用户电压相似性变差的影响;利用图结构固有的链路属性,实现低压拓扑识别下沉至用户之间的上下游连接关系识别。最后,利用真实用户数据搭建仿真模型验证了所提算法的有效性,探讨了所提算法在不同场景下的性能表现,并与已有识别算法进行了比较分析。算例表明,所提算法与已有算法相比,可有效识别用户链路关系,且对新能源并网渗透率和数据误差率有较好的鲁棒性。     

考虑容量削减的居民用户共享储能优化配置

居民用户配置共享储能可以降低储能的配置成本,提高储能带来的套利收益。针对目前居民用户共享储能配置存在的容量冗余问题,提出一种考虑容量削减的居民用户共享储能优化配置方法。首先,以全体居民用户在共享储能全寿命周期内的净收益最大为目标构建共享储能优化配置模型,获取居民用户的充/放电策略;其次,运用统计学原理,对该充/放电策略进行分析,计算居民用户同时充/放电的概率;再次,引入削减比例系数对共享储能初步配置结果进行修正,通过对居民用户的同时充/放电概率进行约束,以计及运行风险成本的共享储能配置成本最小为目标确定最优的削减比例系数;最后,通过算例进行验证,结果表明,所提的共享储能可在传统共享储能的基础上进一步缩减储能配置规模,减少共享储能的配置成本。     

形貌对Co3O4电化学性能的影响

四氧化三钴(Co₃O₄)作为锂离子电池负极材料,具有较高的理论比容量,其颗粒形貌与大小对电化学储锂性能有明显影响。采用电解法和沉淀法分别制备颗粒状、片层状和八面体状Co₃O₄。用SEM和XRD对制备的Co₃O₄进行形貌和结构分析,并研究不同形貌Co₃O₄作为负极材料的电化学储锂性能。八面体状Co₃O₄具有良好的电化学储锂性能和循环稳定性,样品以0.2 C在0～3.0 V循环的首次放电比容量达1 162.2 mAh/g;经过100次循环后,放电容量保持率为73%。八面体状Co₃O₄具有最小的表面能,有利于形成均匀致密的固体电解质相界面(SEI)膜,提升材料的储锂性能。     

一种新型限流型高压直流断路器拓扑

随着柔性直流输电技术的不断成熟,直流输电变得越发普及,而高压直流断路器作为直流输电系统的关键部分,其重要性不言而喻。针对现有高压直流断路器存在故障时短路电流大、分断速度慢、避雷器吸收能量过高等问题,提出了一种具有限流能力的新型高压直流断路器拓扑,该拓扑在传统直流断路器换流支路基础上增加了H型桥限流部分,利用平波电抗器与限流部分共同限流,可以显著降低故障时电流的上升速率与峰值。文中详细说明了新型拓扑的基本工作原理,对故障分断过程进行理论分析并给出相关参数的影响关系及选取依据,通过搭建基于Pscad/Emtdc仿真软件的新型限流型断路器模型,与已有限流型断路器方案相比,避雷器能量吸收降低了62.8%,故障分断时间减少了0.8 ms,并具有良好的可靠性与经济性,仿真结果验证了所提新型限流型直流断路器拓扑可适用于当前柔性直流电网。     

屋顶光伏光热系统的容量优化配置

高校建筑是用能重要用户,主要存在电、热两种用能形式,充分利用高校建筑屋顶资源开发太阳能项目并合理配置储能,能够有效提升用能经济性。以提高经济性为目标,设计了一种包含光伏、太阳能集热器、热泵和蓄电装置的屋顶光伏光热系统,考虑设备的购置和运维费用,利用差分进化算法求解出光伏光热系统中设备的最优容量配置结果,实现用户侧的单位电量成本最低。最后,以我国西北地区某一高校宿舍楼为实际算例,得到了该光伏光热系统的最小单位电量成本以及最优目标下的配置方案,为绿色低碳型校园建设提供借鉴。     

基于改进人工蜂群算法的SVG综合补偿容量优化研究

基于SVG的三相不平衡和无功补偿综合治理可以有效提高低压配电网电能质量。针对SVG补偿容量的动态分配问题,提出了基于改进人工蜂群算法的SVG补偿容量优化配置方法。首先提出基于补偿度的SVG容量动态分配优化模型;然后引入改进的Tent混沌映射序列提高传统人工蜂群算法的收敛性能,并通过改进的人工蜂群算法求解最优SVG容量分配方案,实时调整三相不平衡和无功的补偿度;最后通过Simulink仿真验证所提方法的合理性和有效性。结果表明所提出的基于改进人工蜂群算法的SVG容量动态分配控制方法可以有效综合治理配电网的三相不平衡和无功补偿问题。     

低轨通信星座星间链路特点研究

随着全球宽带通信需求的增长,世界各国提出并建设了多种低轨通信星座,我国的卫星互联网系统也在紧张建设中,星间链路将是通信星座系统的重要组成部分。为研究星间链路特点和建链需求,以极轨通信星座为例,从几何角度给出了星间链路指向角和距离的数值计算公式,分析了顺行轨道星间链路的变化规律,并进一步研究了异轨星间反向缝建链的特点。研究结果表明,选取合适的星座参数,可以实现卫星跨反向缝的接续建链,从而保证反向缝两侧卫星之间始终存在可用的通信链路。     

GNSS系统中通信服务能力比较与电文播发策略研究

随着世界各大导航卫星系统(GNSS)导航定位授时服务性能的日渐完善,在卫星导航系统中发展通信能力逐渐成为趋势,除了北斗系统明确宣布提供导航定位授时和通信数传两大类服务,其他GNSS系统中也出现了部分通信导航融合的服务功能。系统地梳理了欧洲伽利略(Galileo)、日本准天顶卫星系统(QZSS)、印度卫星导航系统(NavIC)和中国北斗卫星导航系统(BDS)目前已经具备或正在发展中的单向通信服务能力,提出了从通信容量、定位实时性、链路鲁棒性和服务弹性4个维度评估通导融合电文性能,综合比较了目前GNSS信号中的通导融合电文性能。针对北斗B2b电文基本框架,提出了一种首次定位时间(TTFF)约束下的竞争式通导融合电文播发策略,兼顾了通信容量与定位实时性两方面性能的动态平衡,为GNSS中通导融合服务的持续优化设计提供参考。     

新能源场站虚拟同步补偿装置的容量配置策略

为提高大规模新能源场站的主动支撑能力,提出基于模糊机会约束的新能源场站虚拟同步补偿装置（VSCOM）的容量配置策略。首先,构建包含储能与无功补偿单元的虚拟同步补偿装置的基本结构,并对其惯性与备用需求进行建模;其次,计及风电出力不确定性,基于新能源发电历史数据构建出力的不确定性合集,确定极端情况下的出力情况;再次,考虑投资经济性与稳定支撑需求,构建虚拟同步补偿装置中各子单元的容量配置模型;最后,通过算例仿真验证所提模型的可行性与有效性。结果表明新能源场站虚拟同步补偿装置较单一储能可增加新能源场站净收益19.19%,虚拟同步补偿装置可满足高比例新能源系统98.6%的惯量支撑需求,所提方法可促进新能源与电网的协同发展。