微电网中电力电子变压器与储能的协调控制策略探讨

电力电子变压器和储能是微电网中最重要的组成设备。为保证微电网系统的运行安全、供电稳定及电能质量,需对电力电子变压器和储能装置协调控制进行探讨。为此,提出了一种基于电力电子变压器与储能的微电网协调控制策略,以有效提升分布式微电网系统的电能转化和使用效率,确保微电网系统的源荷储用平稳运行。     

微电网中电力电子变压器与储能的协调控制策略

微电网可以有效提升电网对分布式能源的消纳能力,以电力电子变压器(PET)为能量管理核心的新型结构是微电网新的发展方向。提出一种PET与储能协调运行的微电网控制策略,储能的接口变换器采用恒压恒频控制维持微电网电压和频率的稳定,PET连接微电网的低压交流接口融合虚拟同步发电机控制,根据储能荷电状态实时调节机械参考功率。储能迅速响应微电网内功率波动,PET则通过双向功率调节来维持储能容量稳定,同时保证微电网与电网功率的"柔性"交换。由于储能和PET同时被控制为电压源型接口,其中一个出现故障时微电网仍然可以平稳运行。微电网运行在此控制策略下,可以保证间歇性分布式能源的最大效率利用,同时提高微电网运行的稳定性、可靠性和并网友好性。仿真和硬件在环半实物实验结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

基于电力电子模块技术的电力储能接入系统研究

介绍电力电子模块技术,并研究基于电力电子模块技术的电力储能接入系统的基本结构与控制结构。进行实验后的结果证实,实验中构建的变流器在对电力储能电池充放电时,能获得较好的电流、电压波形,也满足电网谐波的要求,起到了＂削峰填谷＂的作用。     

新能源制氢电力电子变换器综述

新能源发电与氢能相结合是实现"碳达峰"与"碳中和"目标的重要途径之一,其中,电力电子变换器被广泛应用.为了实现电解制氢系统高效运行,要求电力电子变换器具有低压大电流能力、低输出电流纹波、高降压比及高可靠性等特点.文中首先分析了电解器模型,并对目前商业化电解器的特点及技术指标进行研究.然后,对新能源电解制氢系统,包括碱性电解器、质子交换膜电解器和固体氧化物电解器中的电力电子变换器进行了整理和分类,并对各类拓扑进行了分析和对比.同时,对电力电子变换器在新能源制氢中潜在的应用、存在的问题以及发展的方向进行了讨论和总结.     

电力电子与新能源发电方向课程体系的构建与实践

课程建设是专业建设的重要组成部分.为深化教学改革、提高教学质量,从学科特色、教学理念、教学内容及教学方式等方面入手,构建了电力电子与新能源发电方向课程体系,积极开展立体化特色教材建设,力争在学科特色、教学理念、组织内容、教学方法和教学形式等各方面有所创新,以满足网络信息时代电气工程特色专业课程教学的创新性要求.     

2010年电力电子新技术与新能源学术论坛在上海大学举办

由中国电源学会变频电源与电力传动专委会和上海大学机电学院联合主办的“2010屯力电子新技术与新能源学术论坛”于2010年12月10日在上海大学延长校区召开，来自全国各地的专家学者和企业界人士共160余人参加了本次论坛。     

电力电子接口新能源并网的暂态电压稳定机理研究

为掌握大规模风电、光伏等新能源并网给电力系统稳定性带来的影响,对采用电力电子接口的新能源发电接入系统的暂态电压稳定机理进行了研究。首先对机电暂态过程中新能源发电进行简化建模。采用电力电子变换器的风电、光伏等电源功率控制快速灵活,在机电暂态过程中可以忽略功率调节的快动态,其特性简化为功率平衡代数方程,系统动态方程为微分代数方程。基于微分代数系统稳定性研究了新能源并网的暂态电压稳定机理,暂态过程中轨迹可能遇到微分代数方程的奇异点,对应系统发生暂态电压失稳,此时新能源发电对应的功率平衡方程无解。通过仿真验证了该机理,并在风火打捆送出系统中揭示了系统失稳模式的变化,风电功率增加时,系统失稳模式由同步机主导的功角失稳变为风电主导的电压失稳。     

一种应用于SOC氢储能系统的电力电子变换器

可逆高温固体氧化物电池(SOC),既可作为固体氧化物电解电池(SOEC)运行于电解水制氢模式,亦可以作为固体氧化物燃料电池(SOFC)运行于氢发电模式,实现电转氢、氢转电的能量转换。针对目前高温SOC电堆输入、输出参数差异较大的现况,这里介绍了一种多支路高增益电力电子变换器,以满足不同功率等级SOC电堆并网的需求。结合SOC过程控制的需求,给出了变换器的控制方法。通过仿真验证了变换器拓扑、结构设计及控制方法的有效性和正确性。     

浅谈未来电力新能源

本文介绍了几种电力新能源。     

电力电子在微电网、智能电网、智能社区中的应用动向

为了可持续使用能源和保护地球环境,世界各国都在积极开发利用可再生能源。但可再生能源大量并网后会引发哪些新问题?未来的能源格局将如何变化?各国都还在探索之中。本文以富士电机的案例为基础,介绍该公司在新能源开发利用、微电网、智能电网、智能社区、能源管理、通信网络、电力稳定、供需平衡等方面的一些构想,从中导出电力电子的未来走向。     

中国电网高速发展与可再生能源发电的关系

探讨了电网吸纳众多容量小、受自然条件制约且运行出力不确定电源的应对策略,包括：①针对出力的不确定性,采取计及天气因素的日负荷预报方式预报其出力;②由于农村沼气应用已有基础,国内将沼气用于内燃机、燃气轮机和锅炉的技术已较为成熟,且用管道输送沼气可节省运输能耗,建议农、牧、林地区发展生物质沼气发电为主,风能、太阳能发电为辅的中国农村型分布式发电。阐述了各种可再生能源发电的技术现状及发展方向,提出了集中人力、物力积极开发创新,结合试点示范,逐步推广发展可再生能源发电的建议。     

基于可再生能源发电的微网技术研究

随着智能电网建设目标中提出加强新能源电站配套电网建设,使之成为接纳新能源的"高速公路",风力发电、光伏发电及生物质能发电等可再生能源发电备受关注。介绍一例基于可再生能源发电的"微网化"系统运行状态,探讨微网技术在弥补新能源发电的间歇性和降低其对电网的影响方面的优越性。     

高弹性电网下新能源消纳研究

为制定新能源合理性发展战略,文中提出了一种高弹性电网下新能源消纳方法。首先,分析了新能源并网影响;然后,构建了高弹性电网下新能源消纳框架,通过电源、电网和负荷方面协调调度,提升新能源消纳能力,并提出多种新能源消纳项目;最后,通过案例仿真采用“移动变压器”和退役电池接入方案减小等效负荷峰谷差,提高系统调节能力,通过移动变压器灵敏性分析得到退役电池最佳配置容量,结果证明了所提方法对新能源消纳的促进作用。     

南方电网促进可再生能源消纳的实践及发展展望

近年来,南方电网通过实施西电东送战略、建设可再生能源远距离送电通道、构建“市场+计划”的西电东送机制等措施,大力促进可再生能源消纳。2016年南方五省区非化石能源电量占比达50.7%,较全国平均水平高22.3个百分点。未来,南方区域的能源发展将呈现清洁化、分散化和多能融合的特征和趋势。“十三五”期间,南方电网公司将继续大力支持可再生能源发展,提高能源资源开发利用效率。到2020年,南方五省区可再生能源发电装机预计达到1.74亿kW左右,其中水电1.29亿kW、风电2800万kW、光伏发电1300万kW、生物质发电400万kW。     

基于可再生能源发电优先消纳的电力电量平衡模型研究

传统的电力电量平衡主要以经济调度、机组组合为基础,没有给予可再生能源突出考虑。首先利用聚类分析方法将电力系统内各电源按发电特性划分为电源簇,建立电量消纳优先次序,以充分体现各电源的价值;然后以购电成本最小化、可再生能源发电消纳最大化为目标函数,分别考虑各电源簇的运行约束,建立电力系统中长期电力电量平衡模型,并设计内外层相结合的分层求解策略进行模型求解。其中,模型外层为电源多目标优化配置,采用多目标规划-几何模型(MODM-GMM)算法求解;模型内层为电源发电能力计算,采用逐步优化-增量动态规划(POA-SIDP)算法求解。最后,将模型运用到重庆电网中验证模型可行性和有效性。模型能实现包含水、火、风、光等混合能源系统的购电经济性,并有效利用系统内的可再生能源,促进电网协调、低碳、健康、高质量可持续发展。     

新能源和可再生能源接入条件下的电力应急管理机制

以新能源和可再生能源接入电网为背景,以改善新能源接入后电网的应急管理机制为目的,提出了若干改进和完善电力应急管理机制的建议.首先,论述了电力应急管理机制的定位,并以南方电网的应急管理模式为例,分析了在电网应急处理过程及应急信息交换体系中,由于新能源接入而带来的问题.然后,以风电作为新能源的典型代表,分析了风电并网发电对电网及电力应急管理机制的影响,发现当前电力应急管理机制不足以适应新的形势与环境;最后提出若干建议以完善与改进新能源和可再生能源接入后的电力应急管理机制.     

基于能量流图的电力电子系统可视化设计与分析

电力电子系统通过功率半导体器件的开关控制来实现电磁能量的高效变换,提高系统的变换能力和可靠性是其终极目标。尝试以系统中的能量及能量流为状态变量进行建模,建立变换系统的能流模型,可视化并直观地描述电力电子变换系统电磁能量的分布和传递情况。以较复杂的多端口组合式电力电子变换器为例,建立"能流"的基本概念,设计构建能流图拓扑并给出可视化设计方法,结合科学计算可视化技术设计静态和动态界面,构建了一种基于能量流图分析方法的电力电子变换器系统设计和分析平台。仿真和实验结果表明,能量流图分析方法能有效地表征电力电子系统大时间尺度的换流过程。     

电网与可再生能源协调发展研究

可再生能源的开发利用为电力工业的节能减排提供了重要途径,也为电网发展带来了新的机遇和挑战。重点研究分析了可再生能源（特别是风电）开发利用与电网发展和改造、节能发电调度及需求侧管理等方面问题。     

依靠自主创新推动新能源产业快速发展

分析了我国发展新能源面临的形势和发展机遇,总结了新能源发展取得的成绩,提出把新能源作为国家能源领域战略规划的重中之重,加大对新能源技术研发的支持力度,积极推动新能源并网发电,从技术层面解决可再生能源大规模接入电网,加大对智能电网关键技术和装备的研发投入,在全国展开示范推广工程,推进我国新能源产业持续、健康和快速发展。     

“双高”电力系统稳定性的新问题及分类探讨

在能源转型和科技进步的推动下,高比例可再生能源和高比例电力电子设备(即"双高")正成为电力系统发展的重要趋势和关键特征,电力系统的动态行为随之发生重大变化,产生了新的稳定性问题。该文从分析"双高"电力系统的特点出发,先概述"双高"对经典稳定性各个侧面的影响,然后简要归纳"双高"背景下的新型稳定性问题,进一步探讨IEEE经典和扩展稳定性分类的适用性,最后尝试提出一种新的分类方法和框架,在维持经典分类逻辑的同时,兼容新的"双高"场景,希望有利于推动"双高"电力系统稳定性建模、分析与控制研究。