复合储能在微网中的应用研究

微网是接纳分布式能源的有效方式之一,储能技术应用于微网可以改善电能质量、控制功率平衡、提高运行稳定性以及优化能量管理等。复合储能系统将功率型和能量型储能元件有机结合,兼具两类储能元件的优点,可以有效发挥储能技术在微网运行控制中的作用。从复合储能在微网中的应用模式、控制策略以及优化配置三个方面研究其在微网中的应用情况。首先根据储能元件在系统中连接方式的不同,分析集中式与分布式复合储能的应用模式和适用场合;然后基于储能单元改善微网运行特性的控制方法,分析复合储能系统中各储能元件的协调控制以提高系统动态响应特性和运行经济性;最后分析复合储能在微网中的优化配置问题,结合复合储能在微网中的运行控制提出其优化配置建议。     

微网平滑切换的控制策略研究

微网在并网/孤岛2种模式间的平滑切换对微网安全稳定运行影响很大,储能元件可以维持微网孤岛运行时电压和频率的稳定,为此设计了一种包括功率环、滤波电感电流环以及滤波电容电压环与同步控制相结合的储能元件控制器,并分析了它在微网2种模式相互切换过程中的作用。利用Matlab/Simulink建立由储能元件、风电和光伏组成的微网系统并且建立了微网试验平台。仿真和试验结果证明该控制器能够维持微网2种模式相互切换过程中电压和频率的稳定,保障微网内负荷的电能质量。     

基于灵敏度分析微网孤岛运行下的频率控制器研究

摘要： 以微网孤岛运行时的稳定性分析为目标,将未来可再生电能的传输和管理网络作为研究对象,首先分别推导了固态变压器、网络线路以及负荷模型的状态空间方程,建立了相应环节的小信号模型,并引入了下垂控制器与电压电流双环控制器,建立了完整的微网小信号模型。其次对微网系统状态矩阵进行了特征值的关键性与一般性灵敏度分析,确定了影响系统稳定的环节和系统参数。通过分析结果得出电流环控制器参数对系统稳定性有影响,功率下垂控制器的下垂控制系数对系统稳定性有影响。对微网系统状态矩阵进行了特征值灵敏度分析,该分析方法对微电网系统频率控制器优化配置提供理论支持。     

基于不同控制策略的微网仿真

考虑微网系统建设成本和运行的灵活性、可靠性,对微网建设初期的接线方案进行了选择.研究了2种微源控制方法,基于微源的不同控制原理建立了微网系统仿真模型,针对计划孤网和非计划孤网中的下垂控制和混合控制进行了仿真分析.仿真结果验证了微网计划孤网的稳定性和孤网控制方法的有效性.任何控制方式下微网再并网时,均需对各微源出力进行重新调整,才能保证微网运行模式的平滑过渡.     

风光储微网系统孤岛运行控制策略研究

文章建立了基于光伏发电系统、永磁同步风力发电系统以及混合储能系统的微网系统,主要对低压微网孤岛运行控制策略进行研究。针对传统单一主电源控制存在的缺陷,设计了由超级电容和蓄电池组成的混合储能系统作为主电源,采用改进V/F控制策略,为微网系统提供电压和频率支撑,同时在微网系统频率波动时实现功率的快速跟踪;风力发电系统和光伏发电系统作为从电源,采用按最大功率跟踪输出的PQ控制策略。基于PSCAD/EMTDC仿真平台建立了微网系统仿真模型并对不同运行工况进行仿真实验,仿真结果表明了该控制策略的有效性,同时微网孤岛运行的可靠性和稳定性得到了提高。     

基于分布式电源的微电网智能保护控制终端设计

将分布式电源及微网接入大电网并网运行,与大电网互为支撑,是发挥分布式电源和微网效能的有效方式,对改变我国能源结构、节能减排具有重要作用。在研究微网和大电网相互影响和保护控制必须协调处理的基础上,设计了双处理器平台下的微网智能保护控制终端,并利用微网多点电气信息构建全网数据共享,实现了微网区域控制和本地元件保护的相互协调及微网并网与离网之间的平滑过渡,能灵活适应微网并网或孤岛的运行模式。该设计终端在某微网示范工程中已得到应用,行之有效。     

微网孤网经济运行研究

建立了含冷热电联产系统的微网经济性数学模型,并将环保因素考虑在内,采用改进的遗传算法对微网孤网的经济调度进行了仿真计算。结合含多种微源的微网案例,给出了微网孤网运行时的具体调度方案,研究结果表明,该模型可有效应用于微网孤网的经济运行特性研究,同时结果显示蓄电池组的优化调度可减少系统的综合运行成本。     

计及风光消纳的能源互联系统经济优化

基于微网用户愿意参与需求响应以及多微网可进行能源互联的前提下,建立了既可提升风光消纳率又可降低微网运行费用的双层优化模型。首先,建立能源互联系统中所有微网的总日运行费用模型;其次,建立多微网互联系统风光消纳模型,从而构成双层优化模型;然后,利用宽容分层序列法对双层模型进行求解;最后,通过Shapley分配对微网构成的联盟日运行费用进行重新分配,以保障每个微网能够从合作中获得一定的收益。算例结果表明,所提方法可降低各微网的日运行费用,还可有效提高微网对分布式电源的消纳率。     

多能源互联系统优化运行与控制技术研究现状与前景展望

针对多能源互联系统的运行与控制这一能源互联网发展的核心技术问题,从多能源微网概念、微网潮流分析与控制、多能源互联系统能量潮流模型、多能源系统运行优化和能源路由器与能源路由策略等方面,阐述了当前国内外已开展的有关研究,并进行分析和总结,提出和探讨了微网、多能源互联系统与能源路由器运行分析与控制领域的技术内涵和技术特征。     

电动汽车与分布式电源的微网经济调度

微网的运行可以很好地利用分布式能源,并实现需求侧管理的效益最大化,但是分布式电源的波动性使得微网的运行风险增加,同时也需要一定的储能投资。电动汽车电池作为一种储能装置可以为微网系统运行提供辅助服务。建立了分布式发电和电动汽车经济调度的多目标优化模型,以微网系统运行成本最低、系统等效负荷波动最小以及电动汽车车主的充电成本最少为目标,求得电动汽车的充放电功率,很好地配合了系统负荷以及分布式电源的出力波动,优化了系统的运行。     

智能微电网技术效益分析与评估模型及应用

鉴于在技术可行的前提下实现智能微电网系统经济效益最大化是智能微电网系统建设过程中必须解决的关键问题,基于可再生能源发电技术特性,分析了智能微电网技术给电力系统和各参与主体带来的经济效益,选取了智能微电网经济效益评价指标,进而建立了强制评分—主成分分析评估模型,并通过算例分析验证了模型的可行性。     

基于MAS的微电网即插即用理论研究

即插即用理论是微电网研究的热点,目前国内外对即插即用理论的研究多侧重于设计单个微源并网的电力电子控制系统,而很少研究多个微网元件之间的协调控制策略。首先介绍了微电网的优缺点以及即插即用在微网中运用的理论基础,构建并阐述了以电网Agent、微电网Agent和元件Agen龃成的微电网3层控制体系,设计了基于MAS系统和电力电子控制技术的即插即用模型,并详细分析了微电网元件协调控制策略。     

50kW微电网蓄能系统最优充放电效能研究

根据微电网蓄能系统的工作特点,介绍了一种50kW微电网系统结构,分析了其核心构造和工作特点．进行了铅酸蓄电池充电控制方法分析,设计了一种适用于微电网运行环境下铅酸蓄电池蓄能系统新型充电控制策略。通过采用对比实验显示该控制策略的有效性,并利用8组实验数据说明,该控制策略对微电网maLT,蓄能系统充放电效能的影响,能够显著提高微电网蓄能系统充放电效能,提高蓄电池使用寿命。     

面向园区型微电网的一体化控制系统

在充分考虑园区型微电网安全稳定运行的基础上,从园区型微电网建设和运营集约化角度出发,提出一种适用于园区型微电网的一体化控制系统,并对所提一体化控制系统的系统架构,系统基本功能,所采用的三层控制结构,系统应配备关键装置和主站系统典型配置方案进行详细的分析和说明。研究表明:该一体化控制系统适应园区型微电网发展的需要,对微电网技术的推广和应用具有重要意义。     

考虑光热电站参与的新能源热电联供型微网运行优化

针对传统热电联供型微网运行存在的问题,文章引入光热电站,并结合风力发电、光伏发电、电加热器、储能系统构成热电联供型微网,提出了一种计及微网运行成本的新能源热电联供型微网运行优化策略。该优化策略综合考虑与外部电网交互成本、各设备维护成本、储能老化成本及热电功率平衡约束等因素,建立了热电联供型微网运行优化模型,并采用YALMIP工具箱进行求解。结果表明:该模型运行成本降低了6.2%,电加热器配合光热电站可以提高微网的运行灵活性,实现电-热能量的双向流动,光热电站在一定范围内增大了发电规模,可有效降低微网运行成本。     

基于Android的户用微网EMS客户端软件

户用微网EMS（能量管理系统）主要是针对小型的、单用户的微电网系统。结合户用微网的特性,软件主要监控分布式电源、负载和储能单元的实时运行数据,综合分析各单元发用电数据,同时协调与控制各单元的工作。采用基于集操作系统、中间件和关键应用为一体的Android系统所设计的智能手机软件平台,改变了传统的微网EMS基于B／S结构设计,采用标准的JavaEE平台进行开发的特点,克服了必须有独立的PC机来支持运行和访问的弊端。建立了户用微网能量管理系统客户端软件的基础功能模型。总结了便携式终端设备可随时方便灵活地进行数据访问和远程控制的特点,提出了智能户用微网业务管理的新方法和建议。     

四桥臂电压质量调节器及其在微电网中的应用

低压配电网电压跌落、骤升、不平衡、谐波等扰动影响微电网的正常并网运行,为抑制以上配电网电压扰动影响,采用具有综合补偿电压扰动能力的四桥臂电压质量调节器（VQR）。针对VQR的补偿目标,采用一种基于新型谐振PVPI控制器的电压电流双环控制策略,通过提取跌落后电压基波正序分量,将输出补偿量分为跌落（或骤升）补偿部分和用于抵消负序、零序及谐波电压分量部分,利用PVPI控制实现对两部分补偿指令信号的零稳态误差控制。仿真结果证明所提出的四桥臂电压质量调节器有效地补偿了配电网电压扰动的影响,提高了微电网故障穿越能力。     

A study on critical clearing time (CCT) of micro-grids under fault conditions

The increasing penetration of distributed generations (DGs) in the electrical system is causing a new system transient stability problem since most of DGs are characterized by low inertias and poor inherent damping. Measures such as application of storage unit and wind turbine crowbar protection have been proposed to enhance the transient performance of micro-grid. However, the increase in the number of micro-grid components also leads to changes in system critical clearing time (CCT) under fault conditions. This paper investigates the various features affecting the CCT of a micro-grid in an islanded mode. The result shows the traditional equation cannot be used to calculate the CCT and the wind turbine disconnection is the main reason causing the micro-grid collapse. The DG penetration level and the wind turbine crowbar protection insertion time can have significant impacts on the CCT value, and the CCT can be substantially increased by utilizing battery storage in the micro-grid.     

含多种新能源的园区型微电网规划关键问题研究

随着我国电力体制改革的持续推进和国家对新能源微电网推广力度不断加大,园区型微电网的规划与建设已受到越来越多的重视,在分析园区型微电网特征的基础上,对园区型微电网规划过程中的分布式电源和储能配置,一次系统网架方案、微电网保护配置、二次监控系统的构建等关键问题进行详细分析和研究,并提出可行的解决方案。     

Load response characteristics of a fuel cell micro-grid with control of number of units

The dynamic characteristics and generation efficiency of a micro-grid structured from 17 houses were examined. A gas engine generator with a power generation capacity of 3 kW installed in a house is made to correspond to the base load, and a solid-polymer-membrane-type fuel cell with a power generation capacity of 1 kW is installed in 16 houses. Moreover, when changing the load of a micro-grid, the correspondence takes place by controlling the number of fuel cells. Using numerical analysis, the characteristics of the power quality of a fuel cell micro-grid, and the generation efficiency of the fuel cell were examined. As a result, the relationship between the parameter of the controller and power quality and a fall in generation efficiency by a partial load was clarified.