孤岛直流微电网的多储能SOC稳定均衡控制策略

孤岛直流微电网一般需要配置多组储能单元保证系统稳定性。为实现多储能单元在充放电过程中荷电状态(state-of-charge,SOC)均衡,防止过充过放加速老化,提出了一种改进SOC稳定均衡控制策略。首先,利用幂指函数嵌套反正切函数构建下垂系数与SOC的关系,合理设计下垂系数中加速因子与收敛因子参数使SOC快速达到均衡状态,实现自适应控制。其次,引入母线电压与虚拟压降二次补偿,减少母线电压波动同时忽略线路阻抗影响,提高电流分配精度。然后,通过频域根轨迹分布,讨论该策略控制参数对系统稳定的影响。最后,仿真结果验证了所提控制策略在正常充放电、负载或光伏功率波动、储能单元额定容量不同等工况下均能更好地实现SOC快速稳定均衡,电流精确分配,母线电压偏差较小且稳定性更强。

模块化混合储能系统及其能量管理策略

针对孤岛直流微网功率缺额补偿和多类型储能介质、多组储能单元间的功率分配问题,设计了一种"储能单元-混合储能模块-混合储能系统"的模块化系统集成架构,并提出相应的全局优化与局部分配相结合的双层能量管理策略。上层优化根据直流母线电压越限情况,快速计算微网的功率缺额;进而考虑各储能模块的最大可支持功率和剩余容量,借助"能者多劳"的原则,寻求运行经济性最佳的模块间功率分配方案。下层分配根据各模块内储能单元的荷电状态分区组合,动态决策储能单元的运行优先级,将上层结果在各单元间进一步细分。算例结果表明,所提策略能够在保证直流微网稳定运行的同时,兼顾储能系统的运行经济性。

飞轮阵列储能系统的研究

飞轮储能系统将能量储存在高速旋转的飞轮转子中,具有高功率密度、无环境污染、使用寿命长、运行温度范围广、充放电次数无限制等优点,已获得了广泛的应用。将多台模块化的飞轮储能单元并联起来组成飞轮阵列储能系统,是获得大容量、高功率储能的解决方案。文章首先论述了飞轮阵列储能系统的国内外发展现状与要解决的关键问题,然后详细给出了飞轮阵列储能系统的设计方法、并联拓扑结构与控制策略。随着飞轮储能单元并联技术的逐渐成熟,飞轮阵列储能系统应用领域将逐步扩展到电力系统调频、间歇式可再生能源发电等领域,并将在提高电网对可再生能源的接纳能力等方面发挥重要作用。

基于机组组合的风电系统储能源功率与容量优化配置

为风电系统配置合适规格的储能源,能有效抑制风电网功率波动及提高系统经济运行水平。首先分析了风电功率波动随机特征,再以机组组合问题为基础提出了兼顾储能源安装、运行日均摊费用及机组燃料期望费用的储能随机规划模型。为求解模型,进一步设计了基于点估计和并行分支定界法的综合计算方案,快速有效地确定了储能源的最优功率和容量配置。最后通过含风电的10机系统详细分析了4种不同类型储能源的经济效益,仿真结果和对比分析表明:所提出的储能随机规划模型合理,设计的综合求解方案快速有效。

高压级联式储能系统在火储联合调频中的应用及实践

“双碳”目标下,新能源的大量接入给电网的稳定运行带来冲击。火储联合调频项目作为优质调频资源近年来获得了广泛的研究与应用。根据广东地区火储联合调频项目投产现状,本工作对目前主要运用于火储联合调频项目的低压并联和高压级联储能系统两种拓扑结构进行分析,结合调频辅助服务市场政策,通过对不同拓扑结构下的功率控制精度、能量转换效率及响应时间等项目开展并网试验研究,对比分析了两者的性能差异。结果表明采用高压级联拓扑结构的储能系统具有更优异的功率控制能力、更迅速的响应时间、更高的响应精度及更低的能量损耗,有助于提高火储联合调频项目的综合调频性能,提升在调频市场的竞争力。基于高压级联储能系统的优点,国能粤电台山发电有限公司根据自身机组容量及调频需求将其运用在机组灵活性改造中,设计了目前国内最大的火储联合调频项目,为后续火储联合调频中高压级联式储能系统控制策略的研究提供支持,也为其他火储联合调频项目的建设提供借鉴。

变频技术在超市制冷机组中的应用分析

针对超市制冷系统常用的半封闭活塞式压缩机组,分析利用变频技术调节压缩机电机的转速,以调节压缩机组的能量输出。对压缩机采用变频控制可以使并联机组始终以适宜末端负载的高效率运行,从而达到节能的目的,并能够在优化并联机组能量调节级别的条件下减少机组的机头数量,降低用户的初期投入成本。

多元复合储能技术在电力设备能源自动集成中的应用

针对电力设备能源自动集成过程中,储能单元构建方式选择不佳,造成能源利用率下降,影响电力设备经济性的问题。引用多元复合储能技术,设计基于多元复合储能技术的电力设备能源自动集成方法。采用嵌入式芯片控制电力设备,完成能源的获取。设定超级电容器作为储能单元,并使用多元复合储能技术中开路电压计算方法控制储能单元荷电状态。构建储能体系,控制能源种类差异,实现能源集成与分化处理。至此,基于多元复合储能技术的电力设备能源自动集成方法设计完成。选定目标电力设备,使用此方法与单一储能集成方法以及普通集成方法对目标电力设备进行处理,并对比三种方法在设备高压运行与低压运行下的经济效益。通过对比可知,此方法的经济效益高于其他两种方法5~15元,此方法经济效益最佳。