鉴于我国能源转型的巨大压力,其与信息技术的深度融合,源网荷储协同互动发展势在必行。立足于能源互联网的发展,首先聚焦目前地区电网所面临的问题,阐述发展源网荷储协同控制系统的必要性;其次总结了目前我国源网荷储示范工程现状,对其接入规模、系统架构及商业模式进行对比分析;然后提出基于地区电网的源网荷储协同控制的系统总体框架;最后结合我国发展现状,总结归纳并对未来的发展方向做出展望。
近年来,电动汽车、电子产品和航天系统等领域的应用对锂离子电池的要求越来越高,将锂离子电池在寿命殆尽时对其进行及时更换,有利于合理地利用锂离子电池的有效性能。首先针对锂离子电池寿命预测的传统数据驱动方法进行了梳理,然后分析了锂离子电池寿命预测的现有方法,其次对锂离子电池寿命预测的传统和现有方法进行了对比,最后通过对比分析传统和现有锂离子电池寿命预测方法的优劣,使锂离子电池储能系统的管理和控制更加有效。
综合能源系统与上级电网进行能量交互用以满足系统内的负荷需求,但系统的用能特性也加剧了电网的峰谷现象。为发挥综合能源系统的调峰作用,引入分时电价调节策略,用来优化设备在不同时段下的出力,满足系统经济高效运行,同时又能缓解电网的峰谷矛盾。构建了园区系统的优化调度模型并进行求解,得到的结果对综合能源系统的最优化运行具有指导意义。同时,为了比较不同求解方法之间的异同点,分别采用混合整数规划法和粒子群算法进行求解,得到了不同方法之间的差异,可对未来的研究提供参考。
能源互联网是全球电力系统的必然发展趋势,多元化能源设备的协同调度成为其亟待解决的关键问题。立足于区域能源互联网视角,从用户供电需求出发,探寻了电动汽车和储能电池接入场景下多源协同优化调度方法。选择用户峰谷负荷差为优化目标,利用三段分时电价机制引导电动汽车车主的充放电行为,同时依据负荷变化实时计算储能电池的充放电容量,实现区域内负荷的削峰填谷,保障电网安全有序运行,并基于MATLAB验证了控制策略的可行性。
储能技术为应对风电接入电网提供了全新的思路,但频繁调用储能电站会造成电池容量衰减、电站运维成本逐年增加的问题。构建了考虑电池容量衰减的风火储联合优化调度模型,综合考虑储能容量衰减、火电启停爬坡、风电弃风、系统支路容量和备用等因素,对模型进行线性化处理并调用CPLEX求解器进行计算,最后用4机14节点系统进行仿真,结果验证了模型对缓解电池容量衰减、火电爬坡不足、风电弃风、线路容量不足的作用,为储能电站的健康可靠运行提供了一种实际可行的调度方案。
开展了用于新能源消纳的电化学储能电站综合评估方法研究。首先,研究了国内外储能系统综合评价体系现状;其次从全面性和准确性两个角度进行评估指标的选取,构建储能系统递阶模型;最后选用层次分析法(AHP),选用主客观组合的赋权方法确定指标权重,进行储能电站的综合评估,为前期投资建设规划和后期运行策略选择和改进等多方面的需求提供参考。
综合能源系统通过多种能源互补优化,达到提升系统整体效益的目的。考虑综合能源系统自身多能源互补供应特性,在确定综合能源系统结构和各能源设备数学模型的基础上,建立了以能源外购成本、环境污染惩罚成本、能量损耗成本之和最小为目标的经济优化调度模型,通过控制各能源转换设备的出力,以达到提升系统运行性能的效果。最后利用算例验证了所提优化调控方法能很好地提高综合能源系统的运行经济性和环保性,并能够促进系统多能源互补供应和满足多种负荷需求。
为支撑综合能源服务业务发展,开展综合能源规划设计与仿真分析软件功能需求分析、整体架构设计、主体功能设计与开发实现。软件可根据项目属地风、光、温度、地热等能源资源禀赋开展资源分析与供用能预测,通过供需平衡与多目标优化算法,实现分布式能源站宏观选址,多能供应系统、储能系统的设备选型定容,满足学校、医院、企业、商业综合体、园区等多种典型用能场景下综合能源供应技术路线比选与设计方案生成,支撑项目可行性分析与初步规划设计。
电磁继电器触簧系统的回路电阻是反映电接触可靠性的关键参数。应用COMSOL Multiphysics 商用有限元软件完成了触簧系统机械接触和电接触过程的仿真,得到了接触应力与电流线分布,进而确定了触簧系统的回路电阻特性。通过与实验结果对比,验证了仿真分析方法的正确性。最后,分析了触点曲率半径和簧片长度对接触压力和回路电阻的影响。所得的结论可直接用于电磁继电器触簧系统的优化设计。
在短路故障发生时,由于塑壳断路器转子转轴中心浮动间隙的存在,导致两个断口的燃弧不会完全一致。当不平衡性达到一定程度时,会造成短路保护的失败。通过实验改变短路故障发生相,以直观的图形和数据对比了两种不同弹簧构成的转子系统在短路故障发生时的燃弧平衡性,结果表明转子弹簧对燃弧平衡有显著影响,压簧设计转子在平衡性方面更具有优越性,为完善断路器转子设计提供了支撑。
针对传统剩余电流保护器芯片,采用剩余电流信号经放大比较产生的高电平来驱动晶闸管跳闸切断电源的实现方式,存在跳闸电流一致性差的问题,提出一种创新设计思路。在剩余电流保护器芯片放大器单元设置FUSE修正模块,并设计放大器测试线路结构。在晶圆测试时,剩余电流保护器芯片输入灵敏度精度大大提高,控制在5.8~6.2 mV。试验测试结果表明,AC型剩余电流保护器跳闸电流控制在5%以内,极大地提高了剩余电流保护器跳闸电流一致性、可靠性和抗干扰能力。
鉴于目前剩余电流保护特性试验装置不能完全满足缆上控制与保护装置(IC-CPD)动作特性试验的缺点,提出研究符合IC-CPD剩余电流保护特性试验装置的需要。首先对比分析了目前与剩余电流保护电器相关的标准及试验装置,明确IC-CPD剩余电流保护特性测试存在的差异;然后详细论述了如何进行回路设计;接着研究设计一种数字波形生成及功率放大方案,满足IC-CPD复合波剩余电流动作特性试验。研究设计的IC-CPD剩余电流保护特性试验装置进行了初步验证实验,满足IC-CPD试验要求,弥补了现有试验装置的不足。
绝缘监测和故障支路定位是变电站直流系统关注的重点问题,针对传统拉路法、平衡电桥法等检测方法的不足,提出了基于不平衡电桥与小波变换的直流系统接地故障综合检测方法。通过不平衡电桥监测正、负母线对地绝缘电阻,给出了一种综合母线对地电压偏差率和检测灵敏度的电桥参数设计方法。通过选择最优小波基函数对支路电流进行滤波重构,并利用复值小波变换提取信号的幅值与相位信息计算出接地阻值,完成对故障支路的定位。仿真结果表明,所提方法相比傅里叶分析法具有更高的检测精度,并能更好地抑制系统分布电容的影响。
蚁群算法在解决配电网故障定位的问题上应用良好,但就解决FTU畸变信息仍有不足,无法满足供电可靠性,为此引入模拟退火算法加以改进。首先构造了可以适应配电网结构的评价函数和开关函数,然后引入轮盘赌法和逆转策略以优化蚁群信息素更新,避免陷入局部最优解,最后确定了蚁群退火算法应用在分布式电源下配电网故障定位的方法,重点解决相间故障和大电流接地系统故障定位。算例仿真验证了所提算法在容错性方面的优势。
基于移相控制的双有源桥DC/DC变换器在功率传输过程中,移相角或负载瞬变造成电感电流与变压器励磁电流产生瞬态直流偏置,导致开关器件电流应力增大以及引起变压器的磁饱和问题。传统单移相控制以50%占空比的方波信号对一次侧、二次侧H桥对角侧的开关同时操作。为解决直流偏置问题,通过分析直流偏置的产生原理得到抑制直流偏置各个开关动作需要满足的条件,提出一种新的开关独立控制方法,实现在半个开关周期内达到新的稳态并抑制直流偏置。采用MATLAB/Simulink仿真验证了所提出控制方法的可行性。
低压配电网系统的不断升级和改造增加了电网中数据信息的复杂性,为了实时有效地处理获取的多源数据,提高计算速度和融合效率,对传统的神经网络进行改造,根据多项式插值和逼近理论提出一种Hermite正交基前向神经网络,并在此基础上搭建基于Hermite正交基前向神经网络的算法模型,最后在MapReduce框架下将算法并行化。通过仿真验证,发现所提模型对低压配电网多源数据的处理效率更高、计算速度更快、误差更小。因此,提出的基于Hermite正交基前向神经网络的低压配电网多源数据处理与融合模型能更好地满足低压配电网中对多源数据的实时处理要求。关键词: 低压配电网; 多源数据融合; Hermite神经网络; MapReduce
