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。     

基于分布式电源的能源路由器设计研究

随着大量的分布式电源接入电力系统中,逐渐改变着传统电力系统的结构和运行模式。能源互联网作为未来电网发展的必然趋势,日渐受到政府和专家的重视,成为了当前的研究热点问题。作为能源互联网关键接口设备,能源路由器具有统一电能接口和通信接口的特点。设计了一种基于分布式电源的能源路由器结构设计。将能源路由器划分为核心控制通信部分和能量传输部分。主要针对能源路由器的能量传输部分进行了全面分析设计,通过构建直流交流双母线动态互动的方式来实现供电的高效、稳定和节能的目的。针对能源路由器的电能传输部分进行了建模与仿真。通过仿真结果验证系统的交流侧和直流侧供电稳定性和电能质量满足目前分布式接入和电力系统运行电能质量的要求。     

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。     

能源互联网接入设备关键技术探讨

作为能源系统与信息系统信息-物理深度融合的庞大网络,能源互联网"开放共享"的特征对用户侧能源的接入、控制和传输提出了挑战。针对能源互联网背景下用户侧综合能源管理问题,首先提出了能源互联网接入设备的概念,指明了其区别于能源路由器的特征,并从规划调度、运行管理和能源服务3个维度详细介绍了能源互联网接入设备的应用领域。然后,重点介绍了设备特征识别、需求响应、区块链、大数据、综合能源管理和电力市场等6项关键技术,并深入阐述了能源互联网接入设备与这些关键技术的紧密联系。最后,简要介绍了能源互联网接入设备的实施方案和未来挑战,以期为未来能源互联网下用户设备高效便捷入网提供一些借鉴和参考。     

基于能量路由器的智能型分布式能源网络技术

可再生能源发电系统因其间歇性和波动性特点不适于独立的自发自用供电系统,需要与其他分布式电网或公共电网互联。在传统电网向能源互联网转型过程中将形成基于能量路由器(energy router,E-router)的智能型分布式能源网络。E-router作为该网络的核心,类比信息互联网的路由器,可以实现大量分布式电源接入低压电网后的能量管理和传输控制。该文在综合E-router应用类型和现有技术基础上,绘制了基于多能量路由器的3层树形架构智能型分布式能源网络,归纳分析了智能型分布式能源网络的典型特征,并从配电网层、微电网层和用户层详述了系统架构、接入能源、运行控制、通信调度和关键部件E-router的技术类型及实现方式。     

能源互联网中基于区块链的能源交易

区块链技术是比特币的底层技术,具有公平、透明及去中心化的特点。能源互联网具有开放互联、以用户为中心和分布式对等共享的特点,且其能源交易模式也将由集中式向分布式发展。区块链技术的特点使得其天然地适用于能源互联网中的能源交易。首先对现有能源系统下的能源交易特点及在能源互联网下实施新型能源交易模式需要解决的难点进行了分析;然后,基于现有研究和分析设计了一种基于区块链的3层能源交易架构,并引入弱中心化的管理方式,以应对去中心化带来的问题;最后,对区块链在能源交易中应用需要解决的问题和面临的挑战进行了分析。     

能源互联网的概念及发展模式

通过解析能源互联网的概念,分析了发展能源互联网的可行性,提出基于大数据与云计算、基于分布式能源的2种能源互联网模式将形成新的创新、新的业态,能够解决能源与环境的问题。基于大数据与云计算的大型能源互联网,是能源系统未来发展的远景目标,需要一个实现的过程;而基于分布式能源的微型能源互联网,更加符合当前电力系统发展实际,已经在我国具备一定的实践基础,并将成为当下能源系统发展的重点。     

能源互联网的概念及发展模式

通过解析能源互联网的概念,分析了发展能源互联网的可行性,提出基于大数据与云计算、基于分布式能源的2种能源互联网模式将形成新的创新、新的业态,能够解决能源与环境的问题。基于大数据与云计算的大型能源互联网,是能源系统未来发展的远景目标,需要一个实现的过程;而基于分布式能源的微型能源互联网,更加符合当前电力系统发展实际,已经在我国具备一定的实践基础,并将成为当下能源系统发展的重点。     

能源互联网的概念及发展模式

通过解析能源互联网的概念,分析了发展能源互联网的可行性,提出基于大数据与云计算、基于分布式能源的2种能源互联网模式将形成新的创新、新的业态,能够解决能源与环境的问题。基于大数据与云计算的大型能源互联网,是能源系统未来发展的远景目标,需要一个实现的过程;而基于分布式能源的微型能源互联网,更加符合当前电力系统发展实际,已经在我国具备一定的实践基础,并将成为当下能源系统发展的重点。     

面向终端能源互联网的能效优化调度

实现能源的高效清洁供给是中国发展的当务之急,为了提高能源利用效率和消纳可再生能源,提出了面向终端能源互联网的能效优化调度模型。针对终端能源互联网多能流特性,引入(火用)的概念并计及系统并网和接入可再生能源的影响,提出了适用于终端能源互联网的新指标—能源利用(火用)效率,建立了相应的能效优化调度模型,通过算例验证了该指标和模型的合理性与优越性。结果表明：能源利用(火用)效率能更加准确地反映终端能源互联网对于能源的高效利用程度;能效优化调度可以促进能量的梯级利用和节能减排,且该调度方法与经济调度的优化结果存在一致性,有助于在增量配电网区域指导终端能源互联网外购电价的制定。     

能源互联网背景下的电力储能技术展望

基于能源互联网的特征,给出了广义电力储能的定义,提出了储能在能源互联网中的2种应用模式。对电化学储能、电动汽车、储热、储氢等将在能源互联网中发挥重要作用的储能技术现状进行了分析,并对储能在能源互联网中的关键应用技术进行了探讨。指出了新能源发电和储能的协调规划和调度技术、基于储能的能源路径和能源分配策略、储能与能量转换装置的集成设计和协调配置、考虑储能的能源交易机制是储能在能源互联网应用中的几项关键技术。     

促进用户侧能源转型的区域能源定价与管理策略

用户侧能源转型以终端电能替代和分布式可再生能源开发利用为主要途径,能够促进能源系统向清洁、低碳方向发展。在促进用户侧能源转型的背景下,研究了含多个决策主体的区域能源定价与管理策略。首先基于Stackelberg博弈提出了多主体交互的区域能源定价与管理机制。然后,基于用户收益对有限理性用户的激励特性,构建了包含能源供应者(ES)与多个用户代理(UA)的双层优化决策模型。在所构建的模型中,上层ES确定从能源生产者处购能的策略、所拥有设备的运行状态和能源价格,决策目标是出售能源的利润最大与出售化石能源的惩罚成本最小;下层各个UA分别根据能源价格配置电能替代设备,并调整用能策略,决策目标是各自投资与用能成本最低。接着,应用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件以及强对偶理论、增量法、互补松弛条件转化方法,将非凸非线性的双层优化问题转化为单层的混合整数线性规划问题。最后,以某含有居民取暖热负荷、工业热负荷、燃油汽车和光伏发电资源的区域为例,说明所提策略的可行性与有效性。     

低碳经济下的能源工业与新能源发展

能源工业在我国国民经济发展中占有举足轻重的地位。我国经济的持续快速发展对我国能源工业发展提出了新的要求。提出我国国情决定下的低碳技术发展战略:加强节能减排力度,提高能源利用效率,积极开发新型能源技术,大力发展绿色能源。     

我国的新能源与可再生能源政策与规划分析

介绍了有关我国新能源与可再生能源的最新指令性政策和经济激励政策,通过分析国际国内可再生能源产业发展规划,对太阳能开发、风力发电、核电、小水电等开发投资做了具体的剖析,并进一步阐述了可再生能源市场的总体投资潜力和未来发展趋势。     

电能计量管理系统在工业节能改造中的应用

本文就电能计量管理系统在工业节能改造中的应用进行了介绍,叙述了系统的总体结构和具体实现。经实践证明该系统能提高企业的电能计量和统计水平,科学管理,达到节能的目的。     

能源互联网背景下储能应用的研究现状与展望

大规模新能源发电和众多分布式可再生能源接入电网给电力系统运行与规划带来了新的问题和挑战。储能是电力系统实现高比例新能源发电消纳不可或缺的资源。首先简要分析主要储能类型的转换原理、技术优缺点、适用范围,重点探讨了热能储能以及电制氢气、电制天然气等储能技术。在此基础上,对能源互联网背景下储能系统在发电、输电、配用电以及多能源系统互联中的研究现状进行了梳理和分析。最后对储能应用面临的挑战和主要研究方向进行了总结与展望     

基于区域能源中心的居民电——热用能多目标优化

针对当前居民用能优化仅考虑单一电能的不足,文章提出了一种新的耦合居民侧能源转换电器和区域能源中心(district energy centre,DEC)的居民电-热用能多目标优化方法。为实现通用性,基于能源集线器的概念,首次提出了耦合DEC的居民用能通用化建模方法。进一步,通过构建以居民购能成本和用户不舒适性最小为目标,居民能源转换电器、DEC内的能源转换和储存设备输入功率为决策变量,计及可行性约束和安全性约束的混合整数二次规划模型,实现居民电-热用能多目标优化。同时为求取多目标最优折中解,基于模糊隶属度函数引入Pareto最优解满意度指标。最后,以某区域冬季居民用能优化为例开展了算例验证和对比分析。结果表明,居民能源转换电器与DEC耦合协调运行,同时优化居民电-热用能,可有效降低居民用能成本,且所提出的多目标优化调度模型,兼顾用户的经济性和舒适性,能够为用户提供考虑多要素的用能优化方案。     

基于能量平衡的电能路由器综合控制技术

电能路由器由多级电力电子变换单元组合而成,利用各级单元之间的能量传递关系实施综合控制可以提高电能路由器内部直流母线电压的瞬态性能,进而提高电能路由器的瞬态性能。本文首先建立电能路由器的能量模型,然后建立两条不同时间尺度的能量支路,根据其中的能量平衡关系分别设计了控制两级母线电压的能量平衡控制器,同时根据拓扑中各个级联模块之间的能量关系设计了用于级联模块的均压控制器。之后,对于实际系统中无源器件的参数差异对控制模型的影响进行分析,最后给出了基于能量平衡关系的电能路由器的并网运行综合控制策略。仿真结果证明了所提能量平衡控制方法的有效性,并分析了两级母线电容值变化分别对各自母线电压瞬态值的影响,说明采用能量平衡控制可以减少母线电容的设计余量。实验结果验证了理论分析和仿真结果的正确性。