微电网主从控制建模仿真

考虑到微电网内分布式电源和负荷所具有的分散性,根据分布式电源的类型以及与储能装置的不同组合方式,采用不同的控制策略分别进行了相应控制器的设计.基于下垂特性的Droop控制可实现负荷功率变化时不同分布式电源间变化功率的共享,而电压/频率(V/f)控制和Droop控制均可在微电网孤岛运行时为微电网系统提供频率支撑;PQ控制可根据实际运行情况实现分布式电源有功和无功功率的指定控制.根据不同电源特性针对性地采用不同控制技术组合,并对微电网孤岛运行模式和并网运行模式之间切换的运行特性进行分析,获得了微电网中相应分布式电源的功率、电压、电流及系统频率的变化规律,证明了PQ-V/f以及PQ-Droop综合控制策略的正确性和有效性.     

含混合储能的冷热电联供系统运行策略及容量配置

冷热电联供系统是分布式能源未来主要发展方向和形式。建立了含混合储能的冷热电联供系统多目标优化模型,考虑设备初始投资成本和维护成本,分析在"以电定热"和"以热定电"不同运行策略下混合储能初始容量及总容量配置对系统能源性、经济性、环境性评估指标的影响,得出储能容量最优配置及系统运行策略,并与不含储能系统对比验证。通过算例验证表明,合理的储能容量配置及运行策略选择有助于提高系统能源利用率,减少二氧化碳排放和运行成本,为冷热电联供系统规划运行提供一定的理论和技术参考。     

配电网中分布式储能系统的优化配置

大量分布式电源接入配电网会给配电网的安全和经济运行造成严重影响,而分布式储能系统是解决上述问题的有效方法之一。针对配电网中分布式储能系统的配置问题,提出了一种基于电压偏移量的方法,从改善电压的角度深入研究储能系统的最佳选址及经济性最优配置。首先,分析了分布式储能系统改善节点电压稳定性的机理,并用电压偏移量作为分布式储能装置选址的依据;其次,以配电网的运行成本最小为目标构建了储能容量优化模型,并采用遗传算法求解;最后在IEEE-11节点配电网络模型上进行了仿真分析。研究结果表明:所提方法充分考虑了配电网的电压特性,有效提高了储能装置对配电网电压的支撑水平,同时使主动配电网中储能的总年成本降低,提升了经济效益。     

考虑季节特性下的储能系统选址定容研究

风光等微电源出力的不确定性对其接入配网的安全稳定运行及电能质量带来了一定的风险隐患，而储能装置能够在一定程度上削减分布式电源并网造成的不利影响，其接入位置和容量的优化配置方案是目前亟需解决的问题。本研究以系统负荷波动、储能系统总成本、储能荷电状态偏差为目标函数，建立了储能系统选址定容优化模型；采用粒子群算法求解帕累托解集，基于信息熵的序数偏好法从帕累托解集中选取储能系统最优接入方案。考虑到不同季节下分布式电源出力特性存在较大差异，以新疆哈密地区不同季节下光伏与风电出力规律为基准，在IEEE-33节点配电系统算例分析的结果表明提议方法在求解储能系统选址定容方案中具有较好的收敛性和全局搜索能力，研究结果为储能系统选址定容方案的后续研究提供一定参考。     

抑制光伏并网电压扰动的配电网储能配置方法

储能可以有效抑制光伏发电接入配网后系统电压的扰动.文中通过分析光伏出力波动时储能对含光伏配网电压调节的机理,建立了光伏出力波动和负荷变化影响下的储能配置需求评估模型,研究了考虑电压约束时不同影响因素作用下储能的配置需求,以及储能投入后对电压的调节效果.仿真分析了光伏接入容量、局部负荷离光伏接入点距离、光伏接入点相对附近变电站距离与储能配置容量的关系,验证了储能在配电网中对电压曲线具有削峰填谷的效应.同时,利用Matlab/Simulink仿真给出了不同情况下具体的储能投入容量及配置建议.     

运用下垂控制的并网储能系统惯量阻尼特性分析

为了揭示并网型储能系统的惯量与阻尼特性,缓解分布式能源接入导致的电网稳定性降低的问题。本文通过构建并网型储能系统的直流电压时间尺度的动态模型,利用静止同步发电机模型分析了影响并网储能系统惯性效应、阻尼水平以及同步能力的内在机制、主要参数及其影响规律。同时,下垂控制模式的并网储能系统从物理本质上对应了原动机的下垂控制特征。研究结果表明:DC/DC变换器使用频率下垂控制策略、并网逆变器使用电压电流双闭环控制策略,则通过调节频率控制环和恒压控制环的PI参数即可等效改变储能系统的惯性效应、阻尼水平以及同步能力。本文的研究结论不但可以用于设计有效的并网储能系统控制策略,而且可以辅助提升分布式发电系统的惯性效应、阻尼水平以及同步能力。     

基于多目标协调的混合储能功率自适应分配方法

混合储能具有良好的功率可控特性,在孤岛微网中常被用作功率缓冲器,补偿分布式电源和负荷多变的功率潮流.围绕储能的功率响应问题,本文设计了混合储能的功率控制方案,并提出了一种基于多目标协调的子单元功率自适应分配方法.首先基于对母线功率供求平衡关系的分析,设计了主从并联型储能功率控制方案.其次利用积分器的“时空调零”特性,实现了子单元的功率自主分配;基于此,考虑了不同荷电状态（SOC）下储能最大充放电功率的差异,设计了子单元的SOC分层管理和多目标功率协调策略.仿真结果表明,所提策略实现的功率分配效果满足子单元的功率响应特性;随着超级电容SOCscn偏移加深,所提策略对SOCscn的优化能力越强,初始SOCscn为97%时能提高10.10%的优化性能,这保障了超级电容作为电压源的功率输出能力;所提策略降低了超级电容常态下的蓄电池的输出深度,蓄电池的最大功率深度降低了46.70%,这提高了蓄电池的使用寿命.     

多种光伏组件组合光伏电站的混合储能容量优化配置研究

随着世界各国对太阳能资源开发的日益重视,光伏产业得到快速的发展.然而,由于太阳能资源具有随机性和波动性强的特点,使得光伏电站出力波动性较大、电能质量较差,进而导致光伏电站并网难度增加.为提高光伏电站的出力稳定性、保证电能质量,采用多种光伏组件互补运行的方式和为光伏电站合理配置混合储能系统是有效的方法.针对多种光伏组件组合光伏电站的混合储能容量优化配置问题,提出一种统计分析与数学模型相结合的配置方法.该方法采用小波分解将不同天气类型对应的典型光伏出力分解为近似信号、高频波动信号和低频波动信号,并提出采取能量型储能技术和功率型储能技术分别平抑低频波动和高频波动的思路;结合各天气类型的时间占比,对高、低频波动信号进行统计分析以确定混合储能的功率;构建以全生命周期成本最小与目标出力满足度最大为目标的混合储能容量优化配置模型,并采用遗传算法求解模型以确定最优的混合储能容量配置方案.本文以青海共和55 MW光伏实证基地为实例,通过对9种不同混合储能组合计算结果的比选,得到了最优混合储能配置方案——超级电容(4.6 MW/(1.21 MW·h))+全钒液流电池(9.2 MW/(6.26 MW·h)).光伏电站出力优化结果显示:所提出的配置方法可行且有效,实施提出混合储能配置方案后,光伏电站出力波动性显著降低,出力稳定性和电能质量得到显著提高.     

一种改进的船载混合储能系统分布式协同控制策略

为提高双电型船舶直流推进系统的电能质量和稳定性，设计一种改进的由超级电容和蓄电池组成的船载混合储能系统分布式协同控制策略：蓄电池和超级电容分别用比例下垂和积分下垂控制，以实现高低频功率分配；每个蓄电池配备一个本地分布式补偿器，使多个并联蓄电池之间实现自主功率分配和荷电状态(SoC)均衡；同时，利用直流母线电压二次调节，实现直流母线电压的自主恢复，并且将其与积分下垂控制结合，实现超级电容的SoC快恢复；最终，建立了船载混合储能系统的通用数学模型，并利用该模型进行了动态分析，从理论上验证了该系统的蓄电池SoC动态均衡、超级电容SoC快速恢复、自主功率分配和直流母线电压自主恢复等多个功能的有效性。硬件在环实验结果和理论分析一致，有效证明了该系统的多功能特性。     

分布式电池电源模块储能系统的荷电状态均衡控制

针对储能系统中锂电池充放电程度不一致而造成的电池过放/过充,从而导致电池使用寿命缩短的问题,提出了一种分布式储能系统的荷电状态(SOC)均衡控制方案。首先,采用单体电池电源模块串联的分布式储能结构,以单体锂电池估算SOC为控制对象;然后,设计基于SOC均衡的加权因子分配公式,通过对电源模块分配不同的加权因子来调整各电源模块的占空比,从而动态调节各单体锂电池的充放电速率,实现分布式储能系统的SOC均衡控制,改变了传统电池组组内、组间两级均衡控制形式,消除了组内单体锂电池间能量传递造成的功率损失;最后,采用负载电压调节与SOC均衡的双闭环控制结构,保证均衡过程中系统运行的稳定性。仿真结果表明:所提出的均衡控制方法能够有效实现储能系统的动态均衡控制,与SOC比例均衡控制方法相比均衡时间缩短了47%。     

盐穴地下储气库库址地质评价与建库区优选

盐穴地下储气库具有注采率高、短期吞吐量大、垫层气量低并可完全回收等优点。随着中国天然气工业的不
断发展,更多的盐穴地下储气库将建成并投入运行,在天然气储备与调峰中发挥重要作用。中国天然气地下储气库建
设相对滞后,目前已建成投产的盐穴储气库只有1 座,尚未形成系统的盐穴储气库库址评价优选及方法,严重制约了
中国盐穴储气库的发展建设。以金坛储气库为例,从构造特征、盐层发育情况、盐层埋深、盐层厚度、盐岩品位、盖层
性质及厚度、密封性等方面,系统、定量的阐述盐穴地下储气库库址的优选评价指标,旨在为中国盐穴储气库库址的优
选和评价提供可行方法和理论依据,对中国盐穴储气库的建设和发展具有深远的战略意义。     

计及虚拟储能的风光储独立微电网优化配置

针对风光资源丰富的偏远地区,提出风光储独立型微电网容量配置模型及协同运行策略。首先建立分布式电源的数学模型,考虑负载失电率以及能量过剩率,以微网配置总成本作为目标函数,采用改进的粒子群算法进行一次优化配置;再以一次优化配置所得的蓄电池配置结果,作为二次优化配置的输入,引入基于电力弹簧的虚拟储能,以储能系统的总成本最低为目标函数,计算虚拟储能所等效的蓄电池数量,减少蓄电池的配置数量,得出最终的配置结果。最后,通过算例分析表明了该方法的可行性及经济性,可为微电网容量配置提供参考。     

基于越限风险评估的分布式光伏电源接入配电网适应性研究

为合理评价现状配电网对规划分布式光伏电源的适应性,针对分布式光伏电源接入配电网引起的电压和潮流越限问题,讨论了典型接入配电网拓扑和接线模式,并在MATLAB/Simulink环境下建立了含分布式光伏电源模型的IEEE34标准节点配电网络系统.考虑到分布式光伏电源的随机出力扰动和负荷波动给配电网运行带来的风险,建立节点电压越限和支路潮流越限风险评估指标模型,分析了相同节点对不同容量电源的接纳能力,重点讨论了分布式光伏电源接入配电网准入容量.以配电网典型实际参数为例进行仿真实验,仿真结果验证了应用风险评估指标模型评估分布式电源接入配电网适应性的合理性.     

基于差分进化算法的分布式能源系统 多目标优化

为了避免传统分布式冷热电三联供系统设计中偏离实际工况、负荷率偏低、效率低下等问题,本文以某商务区为对象,将分布式能源系统设备容量的最优化问题转化为以年总成本和年排放量综合最低的多目标数学模型,在对比多种常见智能算法后,选择具有强大全局巡优能力的差分进化算法进行求解,获得优化配置方案。分布式能源系统设备类型较多,且影响因素繁杂,各种设备的容量配置是整个系统运行效益好坏的关键。计算结果表明,与冷热电分供能系统进行对比,通过差分进化算法进行最优化配置后的分布式能源系统具有显著的优越性和可行性,系统结构设计、能源价格,均会对系统最优化结果产生影响。     

基于改进物元可拓模型的光充储系统运营效益评价

随着光伏发电规模的不断扩大和储能技术的快速发展,光伏发电和储能系统的结合逐渐得到应用,其运营效益可以有效地衡量光充储系统的经济性,也是系统进一步推广的关键.通过建立4个层面18个指标的光充储系统运营效益评价指标体系,并采用了主客观结合的组合赋权模型,结合改进的物元可拓模型对光充储结合系统的运营效益情况展开评价,并对评价结果展开分析.结果 表明:光充储系统总体的运营效益状况良好,并且所构建的光充储系统运营效益评价模型能够进行有效评价.     

计及高比例可再生能源的配网系统储能多场景优化配置

为解决传统方法中可再生能源出力波动大、可再生能源和储能利用效率不高等问题,提出一种计及高比例可再生能源的配网系统储能多场景优化配置方法。通过在配网系统电源侧接入储能,定义配网系统储能配置场景,采用一阶低通滤波,结合波动率期望值确定方法,将低通滤波时间常数作为储能容量配置的关键参数,计算能源发电波动场景储能目标输出功率。采用上下限约束法,计算负荷储能释能场景储能目标输出功率。结合配网系统运行成本,构建储能多场景优化配置模型,求解储能最优功率和容量最优解,获得储能最优配置方案。实验结果表明,所提方法减少了风电出力和光伏出力的最大波动量、最大波动率,可再生能源出力更加平稳,减少了弃风率和弃光率,增加了储能出力,提高了可再生能源和储能利用效率。     

基于插电式电动汽车储能的智能家居动态规划能量管理策略

电动汽车储能为可持续能源供应和分布式能源储存提供了新的机遇和挑战.文中提出基于插电式电动汽车储能的智能家居能量管理问题,并应用动态规划方法完成能量管理策略设计.根据系统结构对系统功率流和PEV电池组进行建模.在家庭能量需求和PEV充电需求约束下,以分时电价和分时家庭能量需求为背景,提出用电成本最小的动态规划能量管理策略优化问题.仿真验证了不同家庭能量需求、不同车辆行驶工况下所提方法的系统经济性,仿真结果表明夏令时和冬令时分别节省家庭日用电费用约50%和27%.      

流域防洪系统中地下水库调蓄能力分析与计算

利用地下水库蓄水能增加洪水资源利用率,减少洪涝灾害,是实现水资源可持续利用的有效途径之一.首次将地下水库纳入到流域防洪系统中,在探讨地下水库的概念和调蓄原理、蓄水条件及其功能特征的基础上,对地下水库的调蓄能力进行了分析与计算.参照地表水库的调洪参数,定义了地下水库调蓄计算的部分参数,作为衡量地下水库调蓄能力的定量计算指标.在调蓄库容、调蓄系数、复蓄指数中,库容是最重要的评价因素.在此基础上针对孔隙介质地下水库和岩溶地下水库,分别给出其调蓄库容的计算公式,并将其应用于下辽河平原调蓄库容计算中,其结果可为流域防洪及地表水与地下水联合优化调度提供重要的参考和依据.     

基于鲁棒控制的光伏并网系统中抽水蓄能参与电网调频控制策略

抽水蓄能作为技术发展较为成熟的储能型式,主要参与系统的调峰、调频、调相等运行。本文针对抽水蓄能电站参与含大规模光伏电力系统中的调频运行进行研究,同时兼顾了火力发电的经济性与系统偏差调节速率,建立以综合考虑最大限度发挥抽水蓄能电站调节能力以及快速实现区域控制偏差为目标函数,以库容上下限、机组出力上下限等为约束条件的决策模型。同时提出将鲁棒控制应用于抽水蓄能参与电网调频的应用控制中,建立了火电-抽蓄联合调节的发电控制系统模型。最后,以以IEEE39节点系统为例,通过matlab仿真验证了本文提出的模型的有效性及可行性。