多接口能源路由器主回路结构及功能仿真

能源路由器是构成未来能源互联网的重要设备。在分析基于能源路由器的分布式能源共享方式的基础上,分析了能源互联网对能源路由器的基本要求,并提出了一种基于电力电子变换器的模块化多接口能源路由器主回路结构,包括储能及其变换器,公共直流母线和能源接口,其中能源接口根据其用途可分为网络能源接口和本地能源接口。简要介绍了能源路由器各个模块的控制策略,在相应控制策略下,能源路由器一方面能够满足本地分布式电源的接入和负荷的供电需求,另一方面能够控制其多个网络能源接口的交换功率,实现多个能源路由器之间或与外部电网之间能量的点对点传输,即能源路由功能。提出了一种能源路由器储能和各网络能源接口之间的能量管理策略,能够实现分布式电源就地消纳及能源的网络共享。在MATLAB/Simulink环境下建立了能源路由器仿真模型,对能源路由器的动态响应特性和能量管理策略进行了仿真,结果验证了所提出的能源路由器主回路结构及控制策略的正确性和有效性,验证了能量管理策略的可行性。     

能源互联网中H桥直流能源路由器的研究

能源互联网是构建在可再生能源发电和分布式储能装置基础上的新型电网结构,也是未来电网发展的新趋势。能源路由器主要任务在于能量的调节及信息的实时传递,是能源互联网的核心部分。文中提出的H桥型直流能源路由器,既可作为各种分布式能源发电装置和负载接入能源互联网的接口,又可实现能量的双向流动及协调控制,具有结构简单、适用范围广、经济成本低等特点,尤其是对直流微电网形式的能源互联网具有更强的适用性。文章首先介绍了能源路由器的国内外发展动态;然后介绍了能源路由器的应用领域及功能特性;接着对H桥型直流能源路由器的工作原理进行分析,并建立了H桥直流能源路由器的PSCAD仿真模型;最后,通过搭建相应实验平台验证了H桥型能源路由器能量的双向流动。     

终端电能路由器能量管理策略研究

为缓解能源压力,减少环境污染,终端用户使用分布式电源的比重逐年增加.提出一种终端电能路由器拓扑,提供多类端口,可以灵活方便地接入光伏、储能、交流负荷以及不同电压等级的直流负荷;给出了系统控制策略和能量管理策略,实现并网运行模式和独立运行模式的统一控制,并将终端电能路由器运行状态划分为5种,实现了5种运行状态的灵活切换.通过MATLAB/Simulink仿真验证,所提控制策略与能量管理策略实现了母线电压稳定和功率平衡,能够满足用户对电能质量的要求.     

直流微电网微电源接口分析与控制策略设计

多数分布式电源发出的电能需要通过整流逆变后接入交流微电网,增加了电力电子器件的使用,降低了能量转换效率。介绍了更适合直流微电源和高频交流微电源接入的直流微电网拓扑结构,分析了交流微电源、直流微电源、储能装置与直流微电网间的电力电子接口,设计了以上接口的控制器,提出了整个直流微电网的控制策略。在Matlab/Simulink中建立上述直流微电网仿真模型,仿真结果表明,所建立的电力电子接口的正确性和所提出的控制策略的有效性。     

基于能源路由器的能源互联网结构及能源交易模式

能源互联网是解决未来大规模分布式可再生能源接入和能源共享的重要基础设施。立足于建设能源互联网的根本目标,指出了能源互联网的特征,提出了一种基于能源路由器的能源互联网结构;提出了一种层次化功能结构的能源路由器,能够支持分布式电源、电动汽车和负荷的接入,详细介绍了能源路由器的各功能模块;提出了一种具有多电力接口模块化的能源路由器主回路结构;提出了一种基于能源路由器的能源交易模式,既能实现能源自由公平的交易,又能够自动实现分布式能源就地、就近消纳,并详细介绍了能源交易过程。     

基于撮合交易的能源互联网最小网损路由算法

能源互联网是基于智能电网和可再生能源发展而来的多种能源共享系统。作为能源互联网的关键设备,由信息流控制的能量路由器(ER)可以较好地实现分布式可再生能源所发电能的高效优化传输。详细介绍了现有ER的结构、功能和设计要求,并考虑了能源互联网中引入ER后电能传输路径的优化选择问题。随着电力市场的放开,分布式能源参与电力市场化交易,使得能量流在能源互联网中灵活双向流动。传统调度方式难以区分能量流的源和方向,也不能保证能量流按照合同路径传输,因此提出一种基于撮合交易的最小网损路由算法,并应用于未来能源互联网。该算法考虑了电能质量的差异性及电力传输的异步性和实时性,同时将阻塞管理直接考虑进优化算法中。最后,通过仿真验证了所提优化算法的有效性。     

串并联架构区域电能路由器柔性运行与功率流控制策略

电能路由器是能源互联网的核心设备,是下一代智能电网的重要标志.受拓扑架构限制,传统区域电能路由器存在带载能力有限和无功功率无法柔性运行的缺点.为此,该文拟构建一种串并联架构新型区域电能路由器,通过增加一条并联能量流动通道,突破传统路由器100％能量传输和无功功率刚性运行的双重界限.对串并联架构路由器的功率流柔性运行机理进行分析,给出其在不同运行模式下功率流的计算方法,以揭示路由器系统的运行规律.为实现对能量的主动控制,提出一种双自由度功率流柔性控制策略,分别控制交流电网输入电流幅值和输出交流母线电压相位角的自由度,从而灵活配比交流电网与直流母线之间的有功功率以及串、并联变换器之间的无功功率.在不增加系统容量和交流输入配电网的情况下,可实现有功功率最大允许量为200％ 及无功功率最大允许量为120％ 的传输目标,为路由器实现大功率能量柔性传输提供了设计思路和解决方案.     

分布式发电系统中电力电子变压器的设计与仿真

针对电力公司在保证电网建设安全经济可靠的前提下提高电网大规模消纳分布式电源的需求,提出一种分布式电源接入系统设计新方案即采用电力电子变压器代替传统变压器作为分布式能源与电网连接的枢纽,实现能量的双向流动、主动调度管理并精确可控。设计一款10 k V等级的电子电力变压器(Electronic Power Transformer,EPT),研究其主回路拓扑、控制方式和运行特性,在此基础上进行Matlab仿真验证和提升该方案的合理性。仿真结果表明,电力电子变压器具有能量路由器功能,该方案能保证分布式能源接入电力系统安全灵活运行。     

面向智能直流配网的高压大容量直流变压器控制策略研究

基于现有的谐振型CLLC变换器,采用输入级串联输出并联的多模块高压大容量直流变压器,在低压直流侧提供了多样化的直流负载以及分布式电源的接口。与传统的配电网变压器相比,新型直流变压器有助于高渗透率分布式能源的消纳,提高电能质量。本文分析了单个模块中输出功率、输出电压与移相角之间的关系,提出一种利用移相角进行功率均衡的控制策略。并在此基础上,提出了能量双向流动的控制策略,从而实现分布式能源柔性接入和高效利用。最后利用PSCAD仿真软件进行了仿真验证。     

面向能源互联网的灵活配电系统关键装备与组网形态研究

提出以柔性控制为基础的电能路由器和电能交换器等关键电气装备为核心的能源互联网体系结构,并提出基于信息物理系统融合的电气信息物理系统设备互联参考模型。在此基础上对面向能源互联网的灵活配电系统关键装备——电能交换器的系统结构进行较详细设计,同时对未来基于电能交换器的配电网组网形态进行研究,提出各种应用场景下的多种组网模型。最后设计了面向能源互联网的配用电侧能源局域网基本结构,并对配电网交流直流供电模型进行计算机仿真和物理装置简化试验,论证了可行性和有效性。     

基于485总线的LED照明系统的设计

为了解决现代LED照明系统可控调节,通过RS485总线技术与PC机相连,可实现自由编辑和精确控制LED灯,大大提高了系统的稳定性,延长了LED灯的寿命,同时可以随时间和季节的变化调节LED灯的亮度,节省能源,绿色环保,非常有利于推动LED产业的发展。     

我国电动汽车市场化进程中相关问题综述

本报告概述了2013年以来我国新能源汽车推广应用相关政策及其影响,针对新能源汽车推广的两个重要组成部分——新能源客车、充电基础设施的技术及发展趋势进行了讨论和综述。我国纯电动客车技术具有国际领先水平,已推广到多个城市,服务于城市公共交通、环卫等多个领域;我国建成了世界上最大的大型充换电站,开放的基础设施建设市场将有力促进新能源汽车推广应用。     

基于混合储能电压源逆变器平抑微电网功率波动的方法研究

为了平抑间歇性微电源引起的功率波动,研究了基于超级电容和蓄电池的混合储能电压源逆变器（VSI）控制策略,设计了混合储能系统两级能量管理方法。将超级电容作为系统一级缓冲储能优先平抑微电网功率波动。并网运行时配电网作为二级储能,通过控制联络线功率,使超级电容端电压稳定在充放电限值以内,同时维持公共连接点（PCC）母线电压在允许范围内变化;孤岛运行时蓄电池作为二级储能,通过超级电容的缓冲作用减少蓄电池充放电次数,延长蓄电池使用寿命,当超级电容达到充放电警戒值时,精确控制蓄电池以恒功率输出,调节超级电容端电压恢复到正常值。仿真结果验证了方法的有效性。     

通用变频器共用直流母线方案的设计与应用

在电动机传动中 ,再生能量的现象经常发生 ,对此提出了一种实用的通用变频器直流母线方案 ,并阐述了其在离心机、化纤设备、造纸机上的进一步应用。     

基于CAN总线的风电场电能质量监测系统

鉴于风电场站点间距离较远,设计了一种基于CAN总线的风电场电能质量监测系统,对风电场各项电能指标及风速、风向进行监测,并通过CAN总线上传至上位机进行分析、处理及显示,实现了网络化集中管理。重点介绍了站点监测装置的设计,监测装置采用DSP＋MCU的双CPU模式,很好地解决了算法复杂和实时性的矛盾,且设计成本低。     

基于统计的p-持续CSMA算法及其在电能量采集终端中的应用

通过对CSMA算法的研究,提出了一种基于统计的p-坚持CSMA算法。即在总线竞争不可避免的情况下,总线上的电能量采集终端发送数据的概率并非是固定不变的,而是在一个统计周期内,计算每个终端的数据发送概率,电能量采集终端根据此发送概率动态地调整p-坚持CSMA算法,在一定程度上防止了总线竞争现象的发生,降低了总线的通行量,优化了总线资源。通过分析非坚持CSMA、1-坚持CSMA、基于统计的p-坚持CSMA算法的碰撞率对比3种算法性能,验证基于统计的p-坚持CSMA算法在防止总线竞争方面的优越性。从真实现场电能量采集终端本地数据库获取的数据表明:与一般的CSMA算法比较,基于统计的p-坚持CSMA算法使终端显著改善了碰撞率性能指标。     

电流互感器开路导致电量丢失原因分析

针对某大型发电厂GIS汇控柜内C相CT备用测量二次绕组开路,致使出现二次端子烧毁、C相CT二次测量绕组短路及线路丢失较大电量问题,分析故障产生原因,提出相应电量追补方法及预防此类问题发生的对策。     

电能表设置引起变电站母线无功电量不平衡原因的分析

变电站母线无功电量平衡是电网一项重要的考核指标,本文通过对无功四象限模型以及在电网侧和客户端不同应用的分析,说明电能表无功电能组合方式的设置方法,为解决变电站母线无功电量不平衡的问题提供参考.     

独立直流微网能量管理控制策略

在直流微网控制系统中,维持母线电压稳定以及能量的合理分配对系统可靠运行具有重要的指导意义。针对基于光伏发电的独立直流微网系统,提出一种新的能量管理控制策略,根据光伏DC/DC变换器在不同光照条件下的控制策略,利用蓄电池储能单元作为支撑,通过蓄电池充放电时不同的能量管理控制策略,维持母线电压稳定,为直流负载提供电能,其核心是使光伏电池与蓄电池储能单元协调工作,确保直流微网的高效稳定运行,最后通过实验结果验证了所提出控制策略的正确有效性。     

光伏供电系统中母线电压控制的仿真研究

光伏供电系统采用直流微网的结构,直流母线电压稳定才是系统稳定供电的前提.结合光伏电池P-U曲线单峰值以及左右两侧不对称特点,改进扰动观察法追踪最大功率,从能量平衡角度出发使用功率环电流环的双闭环控制策略缓解能量波动,稳定了母线电压,光伏能源得以最大限度的使用.仿真结果表明,随着环境变化光伏电池能快速工作在最大功率状态而且扰动损失明显减少,直流母线电压都可以稳定在600V,符合系统正常工作及逆变要求.