光伏办公建筑的关键设备容量配置方法

“双碳”目标下,建筑光储直柔(PEDF)系统迅速发展。城镇办公建筑具有光伏出力一般低于建筑用电负荷的特点,针对提高系统负荷供给率和用电曲线平滑性2种优化目标,研究了建筑PEDF系统中各类主要器件的设备容量配置方法,并对内部不同资源的协调配置与调控进行了分析,充分发挥储能和电动汽车的柔性能力,提高系统整体性能,为后续办公建筑PEDF系统发展提供借鉴和参考。结果表明,建筑PEDF系统配置部分储能可大大提高系统负荷供给率和用电平滑性,降低AC/DC容量配置,电动汽车充电桩在增加系统柔性调节能力的同时,可能带来新的用电尖峰负荷。配置约0.2倍日均负荷的储能容量即可实现90%以上的光伏消纳,用电曲线平稳性有效提高,同时可降低29.1%的AC/DC容量。

面向源荷互动的建筑电网数据共享现状与展望

数字技术与能源融合构建是推动绿色低碳技术攻关的重要工具,而数据共享则是促进产业深度融合、推动全链条创新的关键抓手。在未来新型电力系统中,基于数据共享的源荷互动有望成为助推智能电网和建筑能源系统低碳转型发展的关键环节。如何有效协同建筑等用户侧与电力系统,实现供需两侧数据的有效互通,是迫切需要探索的核心问题。本文针对当前建筑等用户侧与电力系统供给侧之间的电力数据共享现状及发展趋势进行了研究。首先,调查了建筑供、需两侧对用电数据的监测与应用现状。接着,对当前建筑与电网的互动模式与机制进行了详细综述。最后,结合未来发展需求,提出了相关发展趋势及政策建议,旨在为建筑能源系统的低碳发展及建筑更好地融入整个低碳能源系统提供有益参考。

混合型MMC全桥子模块的配置比例优化设计

由半桥子模块(half-bridge submodule,HBSM)和全桥子模块(full-bridge submodule,FBSM)组成的混合型模块化多电平换流器因具备无闭锁直流故障穿越能力,成为了柔性直流输电领域的研究热点。首先,对混合型MMC的拓扑结构进行分析,并介绍无闭锁故障穿越的机理。为降低FBSM的配置比例,减少换流站投资成本,在桥臂电压调制波中注入三倍频电压的条件下,对直流侧短路故障工况、降压运行工况进行了FBSM配置比例优化设计。计算表明,桥臂调制波中未注入三倍频电压时,FBSM配置比例需达到50%,注入三倍频电压后,FBSM配置比例达到43.3%即可实现系统的稳定运行。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建401电平双端混合型MMC仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性和三倍频电压注入优化策略的有效性。

具备重合闸判断能力的电容换流型直流断路器

为解决直流电网故障隔离及重合闸判断问题,提出了一种具备重合闸判断能力的电容换流型直流断路器。该方案利用电容换流支路取代了传统混合型直流断路器的电力电子转移支路,与混合型直流断路器相比,其绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)数量降低了96.1%,大大降低投资成本。通过增加引流支路来降低避雷器耗能容量并有效缩短故障隔离时间,利用故障类型判别支路来判断故障类型是瞬时性故障还是永久性故障,避免重合闸于永久性故障线路,防止电力系统再次遭受故障冲击。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真验证所提方案的有效性,并与目前已有方案在器件使用量和器件吸收能量等方面进行详细对比分析,体现了所提方案具备较优的综合性能优势。

直流电抗器与电容型限流器多目标优化配置方法

直流电网中直流故障电流抑制是亟须解决的关键问题之一。为了抑制故障电流的上升速率与峰值,针对含有电容型限流器的直流断路器,综合考虑电感和电容的故障电流抑制效果,分析了投入电容型故障限流器前后的故障电流特性,提出了在满足直流断路器开断容量限制和换流器桥臂电力电子器件电流限制的约束条件下直流电抗器和电容型限流器的优化配置方案。在PSCAD/EMTDC中搭建了六端直流电网模型,以直流电抗器电感值、限流电容两端电压和直流断路器分断电流作为多目标函数,对直流电抗器和电容型限流器进行参数优化,并给出针对不同电气应用场景的直流电抗器和电容型限流器优化配置方案。

具备自适应重合闸能力的电容箝位式直流断路器

为了解决直流电网直流故障线路切除及重合闸问题,提出了一种具备自适应重合闸能力的电容箝位式直流断路器。该方案采用耐压、耐流能力强且价格低廉的晶闸管作为主要开关器件,利用电容箝位模块主动升压,起到高电压支撑作用,迫使换流器出口故障电流快速下降至零,然后通流模块自然关断从而隔离故障线路。并且该方案利用自适应重合闸判断模块的电流值实现故障类型自判断,防止重合闸于永久性故障对电力系统造成二次冲击。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真验证所提方案的有效性,并从器件使用量和自适应重合闸能力等方面验证了论文方案优异的综合性能。

适用于直流电网的故障电流主动转移型MMC

柔性直流电网对价格高昂的高压大容量直流断路器(DC circuit breaker,DCCB)的需求限制了其发展与应用。论文提出了适用于直流电网的故障电流主动转移型低成本直流故障隔离方案,对半桥型模块化多电平换流器进行局部改造,使其在具备主动转移故障电流辅助分断故障线路的同时,降低了换流器桥臂子模块内器件的过流程度与过流时间,提高子模块内器件的可靠性。随后阐述了故障电流主动转移方案的工作原理,并对各阶段的故障电流与新增模块内IGBT的电压应力进行理论分析。最后,利用PSCAD/EMTDC进行仿真验证,并将论文方案与混合式DCCB方案的器件使用量进行对比,可知论文方案在换流器出线数目较多的场合具备一定的经济优势。

采用阻容电流转移支路的直流电网故障清除及重合闸方案

为了解决直流电网故障清除及重合闸问题,提出了一种采用阻容电流转移支路的直流电网故障清除及重合闸方案。该方案新增的阻容电流转移支路可辅助切除故障线路,同时可起到支撑直流母线电压作用,防止非故障线路断路器因换流器直流母线电压过低而发生误动作。该方案通过分析故障类型判别支路电流,从而区分瞬时性故障与永久性故障,避免盲目重合闸于永久性故障对系统造成严重危害。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真验证所提方案的准确性与适用性,并对比分析了文中方案与混合式直流断路器方案的器件用量,仿真结果证明换流器联结的直流线路越多,文中方案的经济性优势越显著。

智能互联节能式电饭锅设计

随着智能家电时代的到来,人们的生活方式也随之发生了改变。传统的电饭锅存在耗电量大、安全性差、无法实时监测用电量等弊端,越来越难以满足人们的需求。针对这一问题,本文提出了一种基于STM32F103C8T6单片机的智能互联节能式电饭锅,用户可以通过手机APP为电饭锅选择合适的工作方式,并可以在线监测电饭锅的用电量,继而推断电饭锅是否存在用电异常。