新型混合式贯通牵引供电系统及其复合控制策略

电分相与负序等电能质量问题是制约电气化铁路向高速化、重载化发展的桎梏。贯通牵引供电系统为消弭上述问题提供了契机,但既有贯通方案依然存在所需器件数目多、改造成本高、可靠性差等弊端。为此,在充分利用既有牵引变压器基础上,该文设计一种新型混合式贯通牵引供电装置。该装置通过共直流侧与功率均分手段有效抵消输入侧纹波功率,降低有源/无源器件数目与电容容量。同时,针对直流侧二次纹波与负荷功率冲击,提出一种输入端口复合控制策略,有效解决纹波传递与冲击波动问题。最后通过仿真与实验验证所提装置及其控制策略的可行性与可靠性。

面向新能源消纳的关键储能技术研究综述

随着双碳战略目标的持续推进,风、光等可再生能源被大规模开发利用,然而可再生能源的波动性、随机性不可避免地制约着新型电力系统稳定发展。现阶段新能源消纳问题突出,首先详细介绍了新能源消纳面临的挑战:空间错配、时间错配、灵活调节能力不足及电网安全问题,而储能技术是解决新能源消纳难题的必要策略,新型电力系统下源网荷储一体化发展是大势所趋。对现阶段的关键储能技术(物理、电化学、电磁及相变储能)进行了全面汇总和对比,分别从发电侧、电网侧及用户侧入手,对储能技术的典型应用场景进行了分析。最后,对新型电力系统下储能面临的经济性和安全性挑战及未来的发展方向进行了扩展。

考虑需求响应的风光热联合出力优化调度

目前,以风力、光伏为代表的可再生能源发展迅速,但受电网调节能力弱、需求侧资源未充分利用等因素的影响,出现严重的弃风弃光现象。首先,在风光电站与光热电站联合并网的基础上,采用电加热装置将未消纳的风电与光电转换为热能储存于光热电站的储热系统中,构建风光热联合发电系统模型;其次,引入激励型需求响应,按用户响应时段的不同进行区分,采用基于用户响应量差异的阶梯型激励机制,建立考虑激励型需求响应的风光热联合出力调度模型,实现源荷协调调度;最后,调用Cplex求解器,以系统综合成本最优为目标进行日前调度优化,对比分析了不同模型调度结果,验证了所提模型在提升系统风光消纳能力和降低系统综合成本方面均具有有效性。

新能源发电系统中混合储能系统电路建模及其控制技术

该文主要探究新能源发电系统中混合储能系统的组成架构,以及蓄电池SOC的估算方法与控制策略。混合储能系统主要由超级电容和蓄电池两个储能单元,以及双向DC/AC变换器组成,可以保证风电和光电的功率稳定输出,提高新能源并网的安全性。通过建立二阶蓄电池模型,提出一种基于卡尔曼滤波的蓄电池SOC估算方法和控制策略,并使用Matlab软件构建混合储能系统的仿真模型,对该控制策略进行验证。结果表明,在蓄电池SOC估算与控制策略下,蓄电池的实际SOC值能始终处于设定的安全阈值内,能够保证蓄电池的正常运行,延长蓄电池的寿命。

考虑RSR法的交直流混联电网结构脆弱性研究

交直流混联电网能够在较大范围内均衡电力系统运行时的潮流,有利于提升新能源大规模接入电网的接入容量及接入范围,是现代电网发展的重要趋势。为分析交直流混联系统的结构脆弱性,避免电网大停电事故的发生,提出一种基于秩和比(RSR)法的电网结构脆弱性分析方法。首先,基于复杂网络结构特性建立脆弱性指标集,其次选用RSR法结合主、客观评价法得到节点脆弱性综合权重值,最后,为验证所提方法的有效性,以EPRI-36节点交直流混联系统为基础算例进行节点脆弱性分析,结果表明该方法具有可行性。

基于混合智能的新型电力系统运行方式分析决策架构及其关键技术

随着新型电力系统建设,方式编制需要考虑的运行场景数量和计算工作量大大增加,安全稳定机理愈发复杂,安全运行边界的不确定性增强,运行方式调整的难度显著增大。传统基于人工经验的运行方式决策模式难以为继,人工智能提供了新的解决思路,但单纯依靠人工智能方法仍面临样本不足、可解释性差、探索效率低等挑战。聚焦新型电力系统运行方式决策这一具体问题,提出了基于混合智能的新型电力系统运行方式决策研究框架,从运行方式样本生成、安全稳定影响因素分析与边界刻画、运行方式智能调整、模型可解释性与迁移更新4个方面展开分析和探讨,为将混合智能应用于新型电力系统提供可行的技术路径。

新型配电系统多层级交直流互联理念、关键技术与发展方向

随着“双碳”政策的推进与新型电力系统建设的深化,以分布式光伏与电动汽车为代表的新型源荷发展迅速,占比达到新高度。新型源荷功率的波动性和随机性对配电网的安全运行和灵活性提出了新的要求和挑战。针对柔性配电网建设的多样性、差异化特点,剖析了配电网各层级对交直流互联的需求,介绍了其在低压台区内实现源荷高效接入、低压台区间互联实现功率转移与故障支援、中压馈线实现供电能力与灵活性提升、区域层面实现新型源荷“大时空”匹配与区域间的互联互济4个层次的核心作用和研究进展。围绕交直流混合配电系统结构、优化规划、运行控制和故障恢复,对未来交直流混合配电系统的技术发展方向进行了展望。

新能源混合动力机车发展现状及关键技术综述

新能源混合动力机车采用两个及以上新能源系统提供车辆运行所需能量,通过不同能源的优化互补提升机车的能效,降低碳排放,可满足机车“最后一公里”及跨线运行需求。文章详细介绍了国内外混合动力机车的研制和应用情况,阐述了新能源混合动力机车的基本技术特征,重点对其新能源动力装置、主电路结构、能量管理、安全设计、仿真分析等关键技术进行了分析和研究,最后对新能源混合动力机车技术的发展方向进行了展望。

计及碳配额交易的氢电混动汽车集群调度方法

氢电混动汽车(fuel-cell hybrid electric vehicles,FCHEV)的出现克服了电动汽车充电缓慢、续航焦虑的问题,而且其灵活多样的用能方式有利于缓解电力系统调峰压力,能够促进能源–交通系统深度融合与绿色低碳转型,助力我国早日达成“30×60双碳目标”。该文建立了FCHEV等效里程模型,将里程作为衡量其充电加氢状态的指标;并建立了考虑电碳耦合的能源交通融合系统优化调度模型,使得机组运行成本和环境成本最低。基于我国某省实际数据分析了电-碳市场下FCHEV的接入对提高电力系统灵活性和推动碳减排的积极作用,挖掘了氢电混动载运技术创造的产业价值,研究了大力发展新能源对碳减排的积极影响,并根据研究结果提出了促进碳市场环境下能源–交通系统发展的建议。

混合储能系统功率控制优化研究

通过结合自适应滑动平均算法和小波包分解算法改善风电输出功率控制,降低磷酸铁锂电池充放电次数,延长其寿命。优化模糊控制器可以实现功率波动的有效分配,提高混合储能系统在波动能源处理中的平稳性。研究成果表明,综合应用这些算法可以提升混合储能系统的性能,为可再生能源集成提供了可行途径。

零碳新农村计算方法示例

从目前国家及地方相关零碳建筑、近零能耗建筑、零能耗建筑的概念出发,依据国家规范中的建筑碳排放计算,通过实际的新农村项目碳排放计算示例,梳理在目前国内能源结构的实际情况下,实现零碳新农村的一种计算方法,并给出在建设零碳新农村过程中目前最适合有效的一个系统——交直流混用的光储直柔系统,以及详细的系统实施架构图。此零碳新农村的计算方法也适用于其他公共建筑、工业建筑、乡村建筑等碳排放计算及评价。

新能源辅助燃煤混合发电系统性能分析

新能源与化石能源互补发电模式可有效缓解节能减排压力。建立了由太阳能、生物质能组成的辅助系统作用于加热器汽侧的热经济性分析模型,以300MW和600MW机组为例,对辅助系统分别作用于回热系统高加侧和低加侧时混合发电系统减排CO2及降低燃煤成本等节能减排潜力进行了分析。结果表明:300MW机组节能减排潜力高于600MW机组;辅助系统作用于高加侧的热经济性高于低加侧;作用于1号高加时,混合发电系统的热经济性最好;完全排挤汽轮机抽汽工况下,热经济性指标达最大值,CO2减排节约成本达2 001.56万元/年,并随标准煤价格升高,煤炭节约成本增大,当标准煤价格为1 000元/t时煤炭节约成本达3 294.11万元/年。

新工科背景下电力系统综合实验教学改革

依照新工科建设要求,探索了多门交叉课程知识应用的电力系统综合实验教学改革。构建了多元化分层级混合式实验教学体系,实验项目库选题多元化,实验模块难度分层级梯度化,线上线下混合式教学内容相融合。创建了基于工程教育专业认证的多类型融合式实验教学新模式,以工程教育OBE理念为教学导向,引入CDIO和翻转课堂推进教学实施,建立多维立体化评估体系完善教学评价。实现开放式混合型教学平台、网络化管理平台、智慧化大数据平台资源构建及整合。实践证明,新工科背景下电力系统综合实验教学改革能进一步提高工程教育质量和增强人才培养能力,为新工科专业建设做出有益的前期探索与试点研究,对于后续持续建设具有借鉴意义。

智能小型风光互补路灯控制系统设计

本文设计一智能小型风光互补路灯控制系统,该系统以风光互补发电系统提供能量,光敏电阻检测光照度,热释电红外传感器检测路上的行人车辆,ATmega16单片机为控制核心,根据光照度和人流量来控制路灯照明系统的开启和路灯亮度的调节。设计中,光伏发电和风力发电并行,更好的适应各种天气,有自动控制和手动控制两种模式,经过环境模拟和模拟试验该系统达到预期目标。

锂离子电容器在新能源领域应用展望

锂离子电容器(LIC)作为一种新型电化学储能技术,具有超高功率密度、较高能量密度、长寿命、高安全、全寿命周期运行成本低、温度范围宽、易回收再利用等特点,成本介于锂离子电池(LIB)和双电层电容器(EDLC)之间,具有巨大的市场应用价值和竞争优势。本文阐述了锂离子电容器结构、工作原理、技术特点以及发展历程,基于锂离子电容器作为功率型储能器件既可以单独使用,同时也可以与其他储能器件(如锂离子电池、燃料电池、铅蓄电池等)组成混合储能系统使用,本文重点分析了锂离子在微电网、电力调频、风电变桨系统、城市轨道交通、新能源汽车等新能源领域的应用,最后对锂离子电容器未来技术发展及应用前景做了展望。

光伏发电技术的研究进展

光伏发电技术具有环境友好、装置体积小、建设周期短、使用寿命长等优点,因而具有较好的应用潜力。从太阳能电池的研究和光伏发电系统的实际应用等方面综述了光伏发电技术的研究进展,并对今后光伏发电技术的发展进行了展望。

风光储联合发电系统复合控制策略研究

由于新能源发电自身的不确定性和波动性,电网调峰过程无法同时兼顾新能源并网点本地变化负荷与主电网的功率需求,造成大规模弃风弃光问题。为此,文中根据风电与光伏系统运行特点,借助储能单元充放电控制功能,提出一种联合发电系统复合控制策略,并在RTLAB环境下,依据东北某地区气象数据,搭建含改进控制策略的风光储联合出力追踪本地负荷仿真模型。仿真结果表明,文中提出的控制策略能够快速响应本地负荷变化需求,有效实现了最大化利用风光资源以及平抑出力波动。

四模无级变速混合动力客车能量管理模糊控制策略研究

提出一种新型的重型车四模混合动力系统,通过行星齿轮耦合机构实现无级变速。根据系统4个主要运行模式的特点以及发动机、2个驱动/发电的工作特性,提出了模糊逻辑控制策略,并设计模糊逻辑控制器对系统进行能量分配。选取中国典型城市公交工况进行仿真研究,结果表明该模糊控制器具有很好的鲁棒性,能维持SOC值在优化范围之内,并且可以控制发动机运行在高效率区域;同时,相对于传统客车及并联式混合动力客车有明显的燃油经济性。

混合动力汽车用电池包动态绝缘电阻检测方法研究

基于混合动力汽车高压动力电池安全性的要求,设计一种快速响应动态绝缘电阻检测电路。分析绝缘检测电路的设计原理,分别测试电池包正负高压母线外接不同绝缘电阻阻值时的检测精度。测试表明,该电路测量精度高,在1 MΩ以下的绝缘电阻检测中,误差小于5%,满足实际设计要求。

基于经验模态分解和模糊机会约束的混合储能容量配置方法

为了进行储能容量配置,采用经验模态分解方法,从频域上对储能功率进行划分,并分配给能量型电池和功率型电池,以储能成本最小为约束,以修正系数作为模糊变量,建立模糊机会约束模型,并用于模糊模拟的遗传算法求解。通过仿真算例得出储能电池和超级电容器系统的容量和功率,达到了储能容量配置的要求,采用混合储能系统可以满足平滑风电功率波动的要求,同时充分发挥储能电池和超级电容器的特性,将储能电池和超级电容器的荷电状态控制在合理范围内,保证了储能系统能够稳定运行。