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。     

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。     

能源互联网未来发展综述

融合了电力、互联网、信息等学科的能源互联网可依照Internet理念组网。阐述了能源互联网的概念、特点、框架等内容;简要介绍了其关键组成部分,包括分布式可再生能源、储能装置及能源路由器等;总结了国内外能源互联网的发展状况。在此基础上对分布式能源并网影响、高效储能技术、接口标准、信息互联系统建设、电力市场与服务完善等若干未来能源互联网发展中可能遇到的问题进行了说明和分析。     

能源互联网大数据分析技术综述

大数据技术具有数据容量大、数据类型繁多、商业价值高、处理速度快的特点。能源互联网是信息通信与能源电力结合发展的高级阶段,以逐步实现信息通信基础设施与能源电力基础设施的一体化为特征。在能源互联网中不仅信息的种类和数量巨大,而且对信息的实时性要求也越来越高,因此大数据分析技术在能源互联网中具有广泛的应用前景。在大数据处理平台和大数据分析算法研究现状两方面综述了大数据分析技术,列举了大数据分析在能源互联网的典型应用场景和研究课题。     

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。     

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。     

基于信息物理融合系统的能源路由器

能源路由器作为能源互联网的核心设备,能够实现能源网络中各种设施的高效配置。本文阐述了信息物理融合系统的概念与其基本构架,介绍了国内外在能源路由器领域的发展现状,提出了能源路由器的框架结构,并从层次结构角度给出了能源路由器应具备的功能,最后,对能源路由器的关键技术进行了可行性分析并对其发展前景作出了展望。     

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。     

区域能源互联网差异化发展模式研究

区域能源互联网作为能源互联网的重要物理载体,对提高区域内的清洁能源消纳水平、综合能效水平、能源安全水平具有重要意义.从区域能源互联网的内涵与特征出发,总结了区域能源互联网的边界与体系框架.通过梳理区域能源互联网建设案例,介绍了省级、城市级、终端级等不同类型区域能源互联网建设的典型经验,多维度阐述了区域能源互联网的发展模式,提出区域能源互联网的构建方案,形成宏观层次的多元化解决方案,为复杂形势下区域能源互联网的规划、设计、建设提供参考.     

能源互联网路由策略研究

能源互联网将可再生能源技术与互联网技术相结合,实现分布式可再生能源的大规模利用与分享。针对在以"能源路由器"为基础、以"微电网"为结构单元的能源互联网中,存在大规模、频繁的能量与信息转移传输现象,即能量信息流的"路由"问题,基于能源互联网理想路由模型,利用复杂网络理论,提出3种路由策略,解决3种考虑不同因素下的能量信息流路由问题。针对"能量传输拥塞"问题,提出基于边权的路由策略;针对"能量负载均衡"问题,提出基于网络邻节点负载的路由策略;在同时考虑"能量传输拥塞"和"能量负载均衡"影响下,提出联合路由策略,并通过仿真实验证明了该策略的可行性与有效性。     

基于能源路由器的用户侧能源互联网规划

针对能源系统规划中未充分考虑多个分布式能源系统互联及电/热/冷能流协调运行的现状,研究基于能源路由器的用户侧能源互联网规划方法。梳理了用户侧能源互联网的系统结构,建立各类能量单元的数学模型。以电/热/冷综合加权负荷矩最小为准则,采用Voronoi图、交替定位分配算法及"类内类间距离比最小"判据,提出了能源局域网划分和能源路由器选址方法。基于典型日各区域的时序负荷,以由投资、运行维护、燃料、买卖电和碳税5项成本构成的年费用最低为目标,考虑多能流协同互补和多路由器协调互济,建立0-1混合整数线性规划模型。采用商业软件Cplex求解,实现路由器配置和局域网间网络的同时规划;基于最小生成树实现局域网内供能路径优化,结合简易潮流计算结果和相关导则确定线路容量。算例仿真结果表明:所提出的分区、规划方法具备可行性和有效性;多能互补、多路由器互联能显著降低年费用并缓解多种负荷峰谷时段不匹配等问题;路由器与能源网络同时规划较分阶段规划更经济。     

能源互联网中能量路由器的关键技术研究

首先,文章从能源互联网发展的现状出发,在分析国内外研究的基础上,给出了能量路由器的定义,并对其功能特点进行了介绍.其次,给出了户用型新型能量路由器的主要架构,包含满足家庭日常用能需求的即插即用接口、无线充电技术及分布式能源接入技术.最后,总结了能量路由器的关键技术,并对能源互联网的发展进行了展望。     

五端口能源路由器控制策略研究

随着可再生能源技术的发展,传统的电力系统无法满足未来供电多样化、能量多向流动的技术要求。为了实现可再生能源的大规模消纳,我国正在积极发展能源互联网。能源互联网的核心装置是基于电力电子技术的能源路由器,能够实现给不同的可再生能源装置和不同负载提供灵活多样化的电气接口,还可实现能量的多向流动和对功率流的管理。文中对应用于中低压交直流电网且结合了储能装置的能源路由器进行了研究。为了满足中低压交直流互联功能与储能功能,所研究能源路由器由模块化多电平变流器(MMC)、双有源全桥变流器(DAB)、低压逆变器与双向储能变流器构成。文中对该能源路由器的控制策略进行了研究,设计了各级控制器的结构与控制器参数,并在各级自身控制策略的基础上,提出了功率前馈控制策略以减小直流端口的电压波动,并进行了仿真验证。     

基于能源交换机和路由器的局域能源互联网研究

能源互联网是以电为中心,围绕更清洁更经济的发电、更安全更高效的配置、更便捷更可靠的用电,而构建的"网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动"的新型能源网络。以此为基础,借鉴"软件定义"的思想,基于信息物理融合建模理论,构建以能源交换机和能源路由器为核心的局域能源互联网体系架构,设计能源交换机和能源路由器的核心结构及主要功能,利用开放式南向和北向控制协议,提出能源互联网的一体化控制方法,给出面向局域能源互联网的各类典型应用场景,有助于推动能源生产与消费革命,促进清洁发电和高效用能。     

能源互联网环境下的能源信息系统建设探讨

可靠的信息系统是现代电力系统正常运行必不可少的基本条件。能源互联网作为未来能源可持续发展的解决方案,已成为当今学术界与产业界的研究热点。能源互联网在实现信息技术和能源技术深度融合的同时,必须有相应的系统予以支撑,即能源信息系统。综述国内外能源互联网的研究和实践成果,阐述能源信息系统在能源互联网发展中的作用,进一步从技术层面总结能源互联网中各项技术所面临的挑战。在此基础上,重点研究了能源互联网下能源信息系统运行中可能面临的安全隐患与信息孤岛威胁,以及能源信息系统物理架构和技术路线,并提出了能源信息系统建设关键技术。     

含能源路由器的交直流网络潮流计算模型及可行解求取

基于电力电子技术的能源路由器是能源互联网中的关键设备。在分析电力网络能源路由器结构的基础上,提出了计及多种控制方式、适用于多种运行环境的能源路由器稳态计算模型,构建了含有能源路由器的交直流混合网络潮流计算模型,提出了考虑能源路由器调控能力求解混合网络潮流可行解的方法。基于改进的IEEE 30节点系统,验证了提出的能源路由器潮流计算模型和可行解求取方法的正确性和有效性,该模型和求解方法能满足能源路由器不同控制方式的需求,可适应交直流有源或无源网络。     

基于复杂网络理论的能源路由器物理层模型及配置策略EI北大核心CSCD

能源路由器以可再生分布式能源的高效利用为目标,需实现能源互联网中多种形式能量的协调管理以及保障电网的安全可靠运行。该文首先依据能源路由器的功能,提出了一种能源路由器模型与组成架构,并基于复杂网络理论,建立了能源路由器系统抽象模型与物理层之间的有机联系。其次,基于系统内节点的电气特性,通过考虑权值的Girvan-Newman算法,分析系统的节点的社区构成,形成能源路由器系统网络架构。随后,考虑经济性与能量损耗特性,提出能源路由器物理层网络配置模型。最后,算例表明,所提算法可以有效地进行能源路由器系统的网络架构的确定与配置。     

园区能源互联网多能源协同优化配置发展构想

园区能源互联网是低碳经济背景下开展多能源协同利用与综合能源服务的最佳应用场景之一,对推动中国能源结构的优化与调整具有重要的战略意义。介绍了园区能源互联网的基本概念,剖析了园区能源互联网的主要特征与功能特点,并列举了国内外典型园区能源互联网示范工程的建设目标、内容与应用效果;通过分析传统园区供用能系统存在的不足,指出园区能源互联网规划面临的关键技术难题,提出系统化的园区能源互联网规划方法的理论框架以及关键要素,应从系统优化配置、信息平台、多能源互动3个方面进行工程实践建设,并提出了相应的建设思路与原则。     

能源互联网概念与特征辨识研究

能源互联网受到了广泛关注,目前对其概念及特征有多种理解及认知,为了辨析能源互联网的概念、辨识能源互联网的特征,有效推进能源互联网发展,对能源互联网的发展历程进行了调研及梳理,提出到目前为止能源互联网大致经过3个发展阶段：概念孕育及提出阶段、系统结构及功能研究阶段和实质性推进阶段;进而,从源于互联网理念发展而来的能源互联网、源于大电网理念发展而来的能源互联网和源于多种能源综合利用理念发展而来的能源互联网对比剖析了能源互联网的基本内涵,提出了能源互联网的定义：能源互联网是一种互联网理念、技术与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的新型生态化能源系统;最后,分别从能源互联网的架构、分类2个角度对能源互联网的特征进行了辩识,给出了物理基础、实现手段、价值实现和体制保障的能源互联网4层组成架构,并将能源互联网分为互联网形态的能源设施与互联网形态的能源服务两大类。     

基于OSI的能源互联网模型研究

首先阐述了能源互联网的概念与内涵。其次,在比较能源互联网与信息互联网不同特性的基础上,基于开放系统互连模型提出了能源互联网的五层参考模型,即接入层、配控层、传输层、策略层和应用层,并定义了每层的结构和功能。进而探讨了包括能源交换机、能源路由器和能源网关等构建能源互联网的关键设备。最后,给出了能源互联网的典型拓扑结构。