基于Matlab/Simulink的功率控制策略建模及仿真

为保持微电网在孤岛运行模式时的电压及频率稳定，在微电网内采用储能系统来平衡微电网内的功率波动。基于三相电压源型逆变器，采用d-q解耦控制策略控制储能系统的充放电功率，并在Matlab/Simulink软件中建立了该控制策略的仿真模型。算例分析表明，在该控制策略下储能系统输出的有功及无功功率响应速度快、稳定性高，能够保持微电网电压及频率稳定，证明了该控制策略的正确性和有效性。     

基于储能变流器的微电网稳定控制策略

微电网是一种将分布式电源、储能装置、变流器、负荷以及监控保护装置有机整合在一起的小型发、配、用电系统。微电网运行方式复杂,为维持微电网电压和频率的稳定,提出一种基于储能变流器的下垂控制与恒频恒压（V f）控制相结合的微电网稳定控制策略。微电网并网运行时,储能变流器采用下垂控制;微电网离网运行时,若电压和频率在设定的范围内,储能变流器仍然采用下垂控制,若超出设定范围,储能变流器采用V f控制。仿真结果表明,提出的控制策略在微电网并网运行、离网运行、以及并/离网切换过程中均能维持微电网电压和频率的稳定。     

基于温控负荷的孤岛微电网建模与控制

针对风能的随机性和不确定性,在综合考虑需求侧作用机理和储能系统的协调作用下,纳入需求侧响应,建立孤岛微电网的模型。储能系统采用电压-频率控制实现孤岛微电网的电压和频率稳定,采用功率-无功功率控制实现风电机组的最大功率跟踪控制;考虑用户的选择意愿,以冰箱为例,提出一种适用于温控负荷的变参与度控制策略,协同储能系统进行孤岛微电网的功率控制。基于MATLAB/Simulink环境,建立了含有风电电源、储能系统及冰箱的孤岛微电网模型。仿真结果验证了控制策略的可行性,并在保证用户用能舒适的同时,有效减小对储能装置的容量需求。     

含多种分布式电源的微电网分层控制策略

随着分布式电源接入微电网数量的增加,微电网系统的稳定性受到了很大的影响;微电源的运行特性及控制方法、微电源的接人点和容量、微电网运行方式和控制方法、电力电子装置、储能设备和负荷特性等都会影响到电能质量。为了改善微电网的电能质量,提出了包括上层中心控制器及下层分布式电源信息交互的微电网分层控制策略。微电网中的分布式电源控制由下垂控制、功率控制、电压和电流控制组成。通过Matlab/simulink仿真,对微电网运行中各分布式电源的功率、电压和频率的变化规律进行了分析。仿真结果表明:分层控制策略能使各分布式电源之间较好地协调,满足了改善电能质量的要求。     

光储微电网孤岛运行控制策略研究

光伏电源采用PQ控制,根据负载变化投切光伏组件;储能装置采用V/F控制,稳定微电网电压及频率。通过MATLAB/Simulink仿真结果,验证了该控制策略在微电网孤岛运行情况下能有效稳定系统电压和频率。     

基于电压的自治微电网分布式协调控制

针对自治微电网中频率与有功需求没有直接联系的情况,结合不同微电源的特点,给出了以本地节点电压作为调节目标实现有功(无功)平衡的分布式控制策略。有功可控的主动式电源以其有功输出来调节节点电压,实现了电压水平在长时间尺度下的稳定;电压源模式的储能式电源维持其节点电压幅度和相位稳定,保证电压水平的短期稳定和无功平衡;工作在有功调压模式的储能式电源以其有功输出来维持其节点电压水平的短期稳定;清洁能源有功输出跟随外部有功输入。利用储能式电源电压设定与其储能水平的反比关系,实现储能式电源充放电的分布式控制。给出了基于上述控制策略的单元控制方法,并以仿真验证了控制策略和单元控制的有效性。     

含储能装置的微电网并网/孤岛运行仿真研究

针对孤岛运行时风力发电、光伏电池等分布式电源输出不稳定问题,提出了一种基于f/P,V/Q下垂控制分布式电源和储能装置相结合的控制策略,建立了包含恒速风力发电机、光伏发电系统和储能蓄电池的风能与光伏混合微电网模型。通过对微电网在并网和孤岛两种模式中的运行特性进行仿真分析,验证了该控制方式的可行性。     

基于复合储能的微电网运行方式切换控制策略

微电网是高效规模利用分布式电源的重要途径之一.针对微电网并网运行与孤岛运行方式之间的切换,提出一种含复合储能装置的微电网优化控制策略.在分析蓄电池及超级电容器特点的基础上,将功率密度高的超级电容器和能量密度大的蓄电池组成复合储能装置,用于由分布式电源组成的微电网作为主控电源,以实现微电网的平滑切换为目标.通过在线监测配电网侧与微电网侧电压、频率与相角差的变化,建立了含复合储能的微电网模型,采用多层次控制策略,实现微电网运行方式的自动无缝切换.利用PSCAD/EMTDC软件对系统进行了仿真研究,结果表明:在切换时间、频率、电压与相角差上,复合储能均小于蓄电池储能,所提优化切换控制策略及复合储能系统是有效和可行的.     

SMES/BESS储能变流器在微电网中的控制策略研究

储能系统在微电网的运行控制中起到了重要的作用,研究了超导磁储能和蓄电池储能系统的储能变流器在微电网中的控制策略。基于比例积分(proportional-integral,PI)控制的储能变流器已广泛应用于微电网中,以实现双向的功率传输。然而,由于储能变流器具有高度的非线性和耦合性,PI控制器无法实现令人满意的鲁棒性。因此提出了一种基于互联和阻尼配置方法的能量成型控制策略,用于改善微电网中混合储能系统储能变流器的鲁棒性。具体设计过程包括3个步骤:端口受控哈密尔顿模型的建立、期望平衡点的设定和能量匹配方程的求解。最后,为验证所提出方法的正确性和有效性,建立了微电网模型进行并网、孤岛运行的仿真。仿真结果表明,所提出的HESS储能变流器的能量成型控制策略在微电网各运行状态下均能有效维持微电网稳定运行,并较传统的PI控制有更强的鲁棒性。     

直流微电网电源系统混合储能电机回路控制方法研究

直流微电网电源系统混合储能电机回路控制能够有效平稳电路,以往大多以人为调整参数的形式进行控制,控制效率低下且调整过程中存在误差值,导致控制精度下降。提出一种新的直流微电网电源系统混合储能电机回路控制方法,先详细分析直流微电网电源系统混合储能电机回路详情,通过基于回路的正向响应控制策略与基于回路的反向响应控制策略,实现直流微电网电源系统混合储能电机回路控制。研究结果验证了所提方法有效性,且与其他控制方法相比,该方法在并网与离网两种状况控制下,直流微电网电源系统各方面数值标准性均高于95%,并能够在短时间内将直流微电网电源系统混合储能功能稳定性控制在期望标准中,控制性能显著。     

Charge storage at the Pt/YSZ interface

The electrochemical behavior of Pt/YSZ electrodes in oxygen containing atmosphere at 450 °C has been investigated by double-step chronoamperometry and programmed linear sweep cyclic voltammetry. The response of the O₂(g),Pt/YSZ system in these experiments could be separated into a time dependent and a steady state contribution, the former being dominated by pseudocapacitive processes. It is proposed that Pt–O type species were stored via different processes at three different locations in the O₂(g),Pt/YSZ system: (1) Build-up of a platinum oxide monolayer at the Pt/YSZ binary interface. (2) Formation of Pt-O species at the triple phase boundary and their spreading-out along the Pt/gas interface. (3) Growth of the platinum oxide layer from the binary Pt/YSZ interface toward the bulk of the platinum electrode.     

Cr-MOFs/氧化石墨烯复合材料H_2及CO_2储存研究

采用水热法合成了不同配比的金属有机框架化合物(metal-organic frameworks,MOFs)MIL-101和氧化石墨烯的多孔复合材料,并测试了其对氢气和二氧化碳的吸附性质。对多孔复合材料进行了X射线粉末衍射、红外光谱、热重分析和氮气吸附等一系列表征分析。复合材料与MIL-101具有相似的晶体结构和物理性质,但H2和CO2的吸附性能分别提高了3.7%和12.5%:在77 K和0.1 MPa条件下,H2的吸附量从MIL-101的1.87%(质量分数)提高到MG-2的1.94%;在273 K和0.1 MPa条件下,CO2的吸附量从MIL-101的5.43 mmol/g提高到MG-2的6.11 mmol/g。分析认为,由于多孔的MOFs材料MIL-101在氧化石墨烯表面环氧基团作用下,其晶粒尺寸得到控制且均匀分散,因此复合材料的气体吸附性能得到了显著的改善。     

风光储系统储能容量协调优化

合理的储能容量配置可以充分发挥风光储系统互补特性,基于Modelica非因果建模语言对含随机参数的风光储系统进行了动态描述,分层优化风光储系统的储能容量。外层模型以储能系统的初始投资成本、储能运行维护成本、联络线功率波动惩罚成本最低为目标函数,内层模型以联络线功率波动最小为目标函数;然后利用运筹规划算法求解;最后选取典型日算例数据,结合分时电价确定储能系统运行方式。仿真结果验证了本文储能容量优化方法的有效性,即优先考虑利用光伏与风力发电来满足负荷用电需求,结合分时电价,优先选择在0:00—6:00时间段内对蓄电池充电。     

基于单体光伏/单体储能电池模组的新型光伏储能发电系统

传统光伏储能发电系统都是由光伏阵列和储能电池组构成的,但这种结构易受光伏电池阴影效应及储能电池均衡性问题的影响。基于此,提出了一种由单体光伏电池和单体储能电池构成的新型光伏储能发电系统。该系统中,单体光伏电池和与之电压、容量匹配的单体储能电池构成光伏储能模组,一定数量的模组串联后组成串联支路,经升压型DC/DC电路汇流至直流母线,多个串联支路并联后向直流负载或经逆变器向交流负载供电。通过监测光伏电池、储能电池的电压电流,光伏储能模组能够在5种工作模式间切换以实现模组内的“自治”控制;同时,通过监测DC/DC变换器的输入电压,实现了光伏储能模组投入与切出的支路级控制。以太阳能的利用效率为衡量标准,提出了一种模组内光伏电池电压,参数的选择方法。最后,建立了新型发电系统的仿真模型,从原理上通过仿真验证了该光伏储能发电系统的可行性和有效性。     

光储系统功率波动平抑策略研究

光伏发电直接并网会对电网的安全稳定运行造成威胁,利用储能系统对光伏功率进行平抑可以减小功率波动对电网的冲击.文中提出了一种基于最小二乘法的平抑控制算法,根据发电曲线的波动程度自动调整算法参数,同时实现波形的平滑和跟踪.通过建立蓄电池寿命模型仿真验证了该方法的有效性.相较于传统滤波算法,该方法在满足平抑目标的同时,能够减少储能系统不必要的充放电,延长了蓄电池的使用寿命.研究结果对实际的光伏平抑策略制定具有一定的参考价值.     

LiFePO4/活性炭复合材料的储能机理

用交流阻抗、循环伏安和恒流充放电实验,考察了LiFePO4/活性炭(AC)复合材料的储能机理,以及LiFePO4、AC含量对电化学性能的影响.加入AC可提高电极的电导率和比表面积,增加可发生Li+嵌脱反应的活性点位.复合电极能利用法拉第准电容效应和双电层电容效应的协同作用储能.当LiFePO4和AC含量分别为55％和2...     

MH/Ni电池的长期储存性能

将MH/Ni电池在室温下以不同的荷电态(SOC)进行长期储存,对储存前后的电池性能进行测试。长期储存后,电池的内阻变化较大,储存24个月后的平均内阻增加43.46%,平均容量恢复率为90.33%。长期储存对MH/Ni电池的容量、放电平台及循环寿命都会产生不利的影响。     

多硫化钠/溴贮能电池的研究进展

多硫化钠/溴(PSB)贮能电池具有成本低、寿命长、效率高、响应快等优点,适合建造大规模贮能电站.叙述了电池关键材料、电解液管理的研发状况及其商业化历程.应研制高稳定、高活性负极,将电池比功率提高到50 W/kg以上,合成低成本高、选择性阳离子交换膜,依靠大规模生产,将电池成本降低至100美元/kWh以下.     

MH/Ni电池长期贮存性能的评价

通过选用纯聚丙烯接枝隔膜制作AA型MH/Ni电池,进行了长期贮存性能评价。阶段性结果表明,室温条件下,电池能够在330天内保持初始性能不发生变化;在45℃条件下,亦能在210天左右保持相对稳定的性能。     

三维纳米硅/多孔碳的储锂性能

以纳米硅粉为活性材料,乙炔为碳源,通过化学气相沉积(CVD)一步法原位制得核壳结构可控的三维硅/多孔碳纳米复合材料。透射电子显微镜(TEM)和热重分析(TGA)结果表明,制备了厚度可控的无定形碳包覆纳米硅颗粒核壳结构,并形成串珠状三维导电网络。以200 m A/g在0.01~1.00 V循环100次,复合材料中硅的可逆比容量保持在1 270 m Ah/g。这主要是因为:原位生成的无定形碳可缓冲纳米硅颗粒的体积变化,Li+扩散通道更好;三维网络改善了电子传输性能。