基于泛在电力物联网的智慧家庭储能应用研究*

针对家用电动汽车快速充电引起的电网电压突变、电流谐波污染等问题,提出一种将电池储能与分布式能源泛在互联的应用技术。以电池储能与泛在电力物联网融合架构为依托,确立了以智慧家庭储能系统为研究目标,建立了各子系统模型。采用住宅潮流计算与SimSES工具箱联合对3种家用电动汽车充电模式进行仿真,对电池寿命、电池SOC概率分布与家庭能源费用支出进行对比分析。仿真结果表明,通过泛在电力物联网对智慧家庭中各种能源的智能调度与分配,能实现对电池友好与减少能源费用支出的目标,对智慧家庭的实际建设提供了有力的理论支撑。     

区域智慧能源综合服务平台建设与应用

为了支撑泛在电力物联网战略发展,深化推进综合能源服务,为智慧城市建设提供整体解决方案,研发了区域智慧能源综合服务平台并进行了应用探索。阐述了平台的总体定位、服务对象和功能设计;按照能源物联网感知层、网络层、平台层、应用层设计了平台的4层架构,提出了"混合云"的架构模式;最后介绍了平台支撑区域能源运营,开展电能质量监测、能耗分析、虚拟电厂、智能运维等,以及平台在各省市区域内的实际应用情况,为智慧能源综合服务平台的设计、开发和应用提供了一种可行方案。     

“互联网+”下全球电动交通互联网与泛电动汽车充电网络模型

"互联网+"格局下,电动汽车的广泛应用带动了全球电动交通互联网的发展,形成了交通、能源、信息和服务深度耦合的集成系统,成为全球交通互联网的重要基础。作为充电单元的泛电动汽车在销售量和品牌建设方面已经形成规模,并取得一定成绩。特斯拉电动汽车的商业模式、工程特点以及互联网思维,引领泛电动汽车平台的创新。给出"互联网+"模式下的电动汽车充电网络模型,提炼全球充电网络算法,分析全球交通互联下泛电动汽车平台的综合效益。     

面向大型城市综合体的泛在电力物联网建设思路

本文基于大型城市综合体的特点及对电网企业供电质量的要求,分析泛在电力物联网在大型城市综合体中智能配电系统、精准供电服务、电动汽车有序共享充电服务、物联感知、智慧能源综合服务等场景下的技术应用,以此支撑大型城市综合体信息化、智能化建设和相关技术向更高水平迈进。     

电力海绵城市系统研究与应用

传统运行模式下,电网在安全性、经济性、消纳区外可再生能源等方面存在瓶颈。同时,由于信息孤岛效应的存在,用户侧电力资源闲置浪费和电力商品属性单一的问题突出。基于"互联网+智慧能源"的理念,从组织架构、技术架构、生态架构等方面系统阐述了电力海绵城市系统的设计思路,并提出了8大应用创新。基于上述设计理念,开发了城市用电侧电力统一管理平台,并上线运行。电力海绵城市系统是实现"需求弹性,供需协同"与"区内平衡,广域协同"的网约电平台,属于能源互联网新模式和新业态的创新实践。     

考虑电动汽车的微电网复合储能容量优化配置

复合储能在微电网功率平衡、平抑可再生能源波动、提高电池使用寿命等方面有着显著作用,是未来微电网储能发展方向之一。针对含有风力发电和光伏发电的微电网,考虑微电网中电动汽车有序充放电,建立复合储能容量优化模型。通过经验模态分解分割平抑任务,最后利用粒子群优化算法对所搭建模型进行求解。比较无电动汽车、电动汽车随机充电和有序充放电3种模式下的容量优化配置结果。通过搭建仿真,对有序充放电模式下复合储能的功率分解以及荷电状态进行分析,验证了该方法在平抑波动方面的有效性。     

一种面向能源互联网的“云–端”自主配电系统研究

在能源互联网与电力改革的背景下,将传统配电网集中式调度控制转变成"云服务+端自治"的分布式自主控制,提出一种基于"云–端"的自主配电系统,实现为各类用户提供定制化服务内容的精准推送和分布式电源、电动汽车、储能以及柔性负荷的自主调节;介绍了虚拟同步机在自主配电系统中的定位和清洁能源侧、负荷侧的应用;设计了能源交换机和能源控制器,具有电气和信息的双重"即插即用"功能;构建了面向能源互联网的自主配电系统应用场景,可有效支撑面向未来能源综合运营管理的创新模式。     

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。     

面向能源互联网的智慧物联体系全场景仿真检测系统设计与应用

国家电网有限公司在构建能源互联网战略目标背景下,建立了跨专业共建共用的物联管理平台,对输电、变电、配电等多个领域的设备进行标准化接入和统一在线管控.为提升终端设备接入物联管理平台的接入调试效率,设计了面向能源互联网的智慧物联体系全场景仿真检测系统,利用现有的智慧物联体系建设思路,按照"云管边端"完整架构,实现"信息-物...     

智慧能源区块链平台及典型应用分析与设计

针对智慧能源开放、动态和可控难度大等特点,为了实现开放、自主、灵活的能源消费方式,本文利用区块链去中心化的全新分布式基础架构与计算方式等特点,采用区块链技术支持智慧能源领域新的应用模式。本文分析了区块链的基本原理、技术特征和关键技术,基于智慧能源与传统能源的对比分析结果,提出了智慧能源区块链平台并设计了平台架构。随后,本文对平台技术选型进行了分析,提出并设计了平台技术架构和平台接口。最后,本文基于智慧能源区块链平台,提出了社区能源共享及绿证发行管理两类智慧能源典型应用,设计了两个典型应用的数据结构和功能函数。基于本文的分析与设计可以看出,区块链技术在智慧能源领域和未来能源革命中必将发挥重要作用。智慧能源区块链平台的相关理念和技术特征符合未来能源互联网的发展趋势,基于该平台可培育、衍生出众多的基于区块链的智慧能源应用。     

基于需求响应的电动汽车充放电电价与时段研究

大规模电动汽车无序充放电将会对电网负荷造成"峰上加峰"的不良影响,因此合理引导充放电行为至关重要。首先,计及电动汽车反向入网(vehicle-to-gride,V2G)情况,在综合考虑电动汽车用户成本和电网公司利益的基础上,制定了电动汽车充放电电价上下限。然后,以电网负荷峰谷差率最小和电动汽车用户参与V2G成本最低为目标,建立了充放电时段优化模型。最后,用NSGA-II算法对该模型进行寻优求解。算例表明,通过价格型需求侧响应的引导策略,对实现系统负荷"削峰填谷"和提高电动汽车用户收益具有一定效果。     

住宅小区电动汽车有序充电潜力评估

电动汽车的充电管理方式影响充电设施配电容量的规划设计,对住宅小区电动汽车进行有序充电,可实现削峰填谷,提高配变利用率,增加充电设施接入容量。结合住宅小区住户充电行为习惯,建立住宅小区充电负荷概率模型,并提出充电负荷同时率和叠加率两个关键参数表征充电负荷变化特性。在此基础上,建立电动汽车充电负荷与居民用电负荷规划计算模型,并通过数学解析法得出配变负载率与住宅小区电动汽车最大渗透率之间的关系,对住宅小区电动汽车有序充电潜力进行定量评估。该研究可为住宅小区充电负荷精益管理、充电设施配电容量合理配置提供科学参考。     

基于全局和局部最优模型的电动汽车充放电优化调度

电动汽车大规模入网将对电网产生重大影响。针对大规模具有动态响应特性的电动汽车充放电问题,提出了全局最优调度和局部最优调度两种模型。通过电动汽车响应的实时电价模型,分别建立含电池损耗成本、连续可微、带线性约束的凸目标函数。全局最优模型需要负载和电动汽车各项信息求解全局总成本最小的调度方案。局部最优调度模型对电动汽车进行分组,以分布式模式最小化滑动窗口内电动汽车组的总成本。通过内点法对两种模型求解表明:局部最优调度方案可以扩展到大型电动汽车群,对电动汽车的动态到达特性具有弹性。相对于全局最优调度模型复杂的求解信息,局部最优调度方案具有更高的实用性和相近的求解结果。     

计及风-光-蓄多电场竞价的电动汽车购电策略研究

大电网供电以火力发电为主,未来大规模电动汽车从大电网购电不能满足电动汽车低碳出行的理念,且充电费用昂贵。为了有效地解决这一问题,提出了一种风-光-蓄多电场参与日前市场竞价,通过与国网公司签订过网合约对电动汽车进行供电的电动汽车购电新策略。首先,针对充电方式不同的电动汽车进行负荷建模;而后,以电动汽车用户购电成本最小为目标建立购电策略优化数学模型,通过含有随机变异粒子的改进粒子群算法得到最终的购电策略。仿真结果表明,与传统模式和非竞价模式的购电策略相比,利用所提购电策略,各充电类型的电动汽车用户购电成本均有所降低,有助于推动清洁能源电场和电动汽车的发展。     

基于语义网的智能站继电保护隐性故障辨识诊断技术研究

继电保护系统的隐性故障是造成保护误动或拒动、系统失稳并造成大面积停电的重要原因之一。分析了继电保护隐性故障机理,应用语义网技术,在CLIPS平台上建立了智能变电站领域知识库和继电保护隐性故障辨识规则库。对变电站一次系统、二次系统、通信系统、辅助系统的建模体系进行说明,并在此建模基础上进一步关联了隐性故障辨识规则库。同时,以某500 kV智能变电站为例,通过可视化平台验证了静态特性、动态特性和不确定隐性故障辨识规则与处理策略的有效性,为智能变电站运维检修及故障排查提供决策依据。     

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。     

基于剩余电量估计的电池组充放电均衡策略

为了实现充放电过程中各单体电池电量的均衡,同时降低均衡过程中的损耗,提出了一种基于剩余容量估计的电池组充放电均衡策略。不同于传统的基于SOC估计的均衡策略,该策略以电池单体的剩余电量为均衡目标。将该策略与传统的均衡策略进行比较,计算结果证明在一定的前提下,所提出的策略能够减少均衡过程中转移的总电荷量,从而降低损耗。分别采用所提出的均衡策略和基于SOC估计的均衡策略对三个串联的锂离子电池进行充放电的仿真,结果证明所提出的策略不仅能够在充放电结束时实现单体电池间的均衡,而且能够降低损耗。     

基于动态交通信息的电动汽车充电负荷时空分布预测

电动汽车充电负荷预测是研究电动汽车与电网互动的重要前提。针对交通路网信息对电动汽车行驶规律的影响,考虑电动汽车的交通工具特性和移动负荷特性,提出了一种基于动态交通信息的电动汽车充电负荷时空分布预测方法。该方法首先针对城市路网多交叉口特征,提出建立考虑路段阻抗和节点阻抗的动态路网模型。并根据路网规模确定了相应的交通网-配电网的交互模型。其次引入OD矩阵分析方法和实时Dijkstra动态路径搜索算法为电动汽车分配起止节点和规划行驶路径,模拟其动态行驶过程和充电行为。最后设计了电动汽车路径规划实验和典型区域实际路网充电负荷预测实验。结果表明,电动汽车充电负荷在不同功能区域分布存在差异且时间分布上不均匀,验证所提方法的有效性和可行性。     

基于网损灵敏度方差的配电网分布式储能位置与容量优化配置方法

针对典型日负荷曲线,提出基于网损灵敏度方差的配电网分布式储能位置和容量优化配置方法。该方法考虑了分布式储能的充放电运行状态,基于网损灵敏度方差确定配电网中各节点接入分布式储能的优先顺序。以配电网网损和节点电压波动为目标函数,运用改进的粒子群算法对分布式储能的充放电功率进行优化,并确定分布式储能的最优配置容量。仿真结果表明,采用该方法确定分布式储能在配电网中的位置和容量可最大化实现功率就地平衡、降低配电网网损和降低配电网节点电压波动,实现分布式储能在配电网中的优化配置。     

智能变电站监控信息自动验收体系架构及关键技术

智能变电站监控信息验收过程涉及到变电站与调控主站的多个环节。基于现有技术体系创新提出了面向调控业务满足全回路验收要求的变电站监控信息自动验收解决方案,对常规验收与自动验收进行了优势分析。设计了自动验收系统架构,面向新建变电站与改扩建变电站两种应用场景,给出了不同的实施方案。重点分析了变电站侧自动验收实现技术,提出了基于定制策略的信息源触发技术,实现主子站交互信息的一键触发。基于模块化思想研制了自动验收装置,并进行了实验验证及实际工程应用。经实践验证智能变电站监控信息自动验收技术极大地提高了验收效率,突破了主子站交互信息自动验收的技术瓶颈,具备全面推广应用的条件。