基于超导磁储能系统的电力弹簧控制策略研究

随着分布式发电技术的不断发展,可再生能源的渗透率不断提高.作为一种新的电压控制装置,电力弹簧能有效抑制分布式发电的功率变化引起的电压波动.本文首先针对传统PI控制动态响应能力差的问题,提出了一种基于自抗扰控制的电弹簧电压控制方法.其次,为了解决传统电力弹簧直流侧电压稳定以及有功功率补偿中存在的问题,在分析电弹簧电压控制原理的基础上,结合了具有高功率密度的超导磁储能(SMES)系统,并提出了纯无功补偿以及功率因数补偿情况下的相位控制策略.仿真结果验证了本文所提控制算法的正确性和有效性,且自抗扰控制比传统PI控制具有更好的电压调节能力,有效地提高了系统的鲁棒性.     

未来我国超导直流电网展望

随着我国新能源大规模的开发和利用,新能源发电本身所具有的间歇性与不稳定性特点,使原有的电力系统网络面临着一系列现实问题与瓶颈难题,电网结构是决定电网配置资源能力的重要方面,本文从提高电网接纳能力的角度出发,提出通过建设广域覆盖的超导直流电网以有效解决可再生能源集中并网难题.建设全国性的直流骨干输电网,不仅可更有效地利用可再生能源,也将积极推动坚强智能电网的建设.与交流系统相比,直流电网在未来城市供电、新能源接入、孤岛供电等领域也有较大的优势.根据中国国情,对直流电网在中国建设的可行性进行了具体分析,并提出中国直流电网主干结构设想图,并指出了超导技术在直流电网建设中面临的巨大机遇,为中国超导直流电网建设提出了思考和建议.     

偏远地区离网混合可再生能源系统建模与优化

本文提出了以太阳能、风能和生物质能为能源输入的离网混合可再生能源系统建模及优化设计框架,综合考虑了偏远农村地区能源供需和用电模式的独特性。对离网混合可再生能源系统进行了建模,并给出其技术经济性评价体系。通过对中国西部某村庄的实例分析,验证了该框架及模型的有效性。结果表明,相比于电网延伸,在偏远农村地区发展离网混合可再生能源系统具有显著的经济、环境效益。     

单台风力机风速和气温的实时预测系统开发

为了应对全球性能源危机和环境污染,各国争相开发利用可再生能源,目前风能是最具大规模商业化开发利用潜力的可再生能源之一.在利用风能进行发电时,开发一个针对风速和气温的实时预测系统对于风电场电力系统的调度和安全稳定运行具有重要意义.本文介绍了基于清华大学建筑设计院楼顶的单台聚风型风力机的一个实时预测系统,此预测系统使用时间序列法中的ARMA(Auto Regression Moving Average)模型对风速和气温进行预测,其可靠性和精确度通过比较预测结果与超声波风速仪的测量数据得到验证.     

以全面质量管理观引导风能发电

1风能发电的趋势 ①风能发电是新能源发展的重要途径风能作为一种可再生能源,具有取之不尽,用之不竭,无污染的特性．风力发电相对太阳能、生物质等可再生能源技术更为成熟,成本更低,对环境破坏更小．在过去20多年里,风力发电机技术不断取得突破,规模效益日益明显．使用风能发电已成为世界可再生能源发展的重要途径．     

微电网动态调度模型

微电网系统中可再生能源出力和建筑负荷均具有随机特性,使得传统方法难以描述其动态特征,随着可再生能源的大量接入,微电网系统结构也愈趋复杂化,本文基于Modelica非因果建模语言对含随机参数的复杂系统进行动态描述,实现对可再生能源发电、储能元件和可控负荷的耦合建模,并验证其准确性。运用动态模拟结合多种群遗传算法对典型微电网系统进行24 h运行策略调整,结果验证了该模型与动态调度方法的有效性。     

评估、优化分散能源的经济性和环保效益

本文建立了分散能源系统的一般化模型,根据供应与需求瞬时能量平衡的要求和电网分时电价的特点,以分散能源早期可能应用的领域-办公大楼为对象,建立了分散能源年费用最小的优化模型,并对影响分散能源经济性的一些主要因素和分散能源的环保效益进行了分析研究,在电力市场引入竞争机制的条件下,为政府、企业和分散能源的应用者提供决策帮助。     

电力电子化电力系统稳定的问题及挑战:以暂态稳定比较为例

随着电力电子技术的进步和环境保护对清洁能源的要求,以同步发电机为主的传统电力系统正向着多样化电力电子装备为主的电力系统转变,由此电力系统正面临着百年来未有之大变局.近年来,国内外不断报道出以电力电子装备为主的新能源基地和传统高压直流等机理不明的电力事故,严重威胁了电力系统安全稳定运行.针对上述问题,本文首先介绍传统电力系统暂态稳定分析的主要方法,接着分析了典型故障场景下简单电力电子化电力系统的动力学行为,并建立了同时包含电力电子设备与传统同步机的多机耦合系统模型,最后总结了电力电子化电力系统的非线性、多时标、复杂性的本质特点,归纳其暂态稳定的基本问题与挑战以及对未来研究方向的展望,希望引起复杂系统和统计物理背景的研究人员的广泛兴趣.     

智能柔性温度压力传感器在电力系统中的应用研究

本文通过分析现阶段电力设备监测手段存在的问题,提出将采用先进纳米印制技术制备的智能柔性传感器应用于电力物联网中,在介绍智能柔性传感器原理及材料配方、制备工艺的基础上,对柔性传感器在电力系统的适用场景进行分析,并给出了典型场景的应用方案,提出了柔性传感器在应用过程中的固定封装和高压绝缘方案,为电力设备的测温测压技术提供了一种较好的解决方案。     

基于综合经济最优数学模型的电力 负荷三相不平衡的解决方案

由于电力系统配电网接入负荷不断增加且随机变化的特性, 配电网负荷会经常发生三相不平衡情况, 三相不平衡会造成线路损耗增加, 变压器能耗变大, 出力减小, 严重时, 产生过大的零序电流可能导致人身触电和用 电设备烧损事故, 因此开展三相电力不平衡治理是十分必要的. 本文在分析某台区用电实测数据的基础上, 应用数 学模型算法, 求解每日、 各时段用户用电数据对配电网三相不平衡程度的影响, 应用控制用户负荷换相的方法, 建立 最优解决数学模型, 计算出配电网中需要配置的换相开关数量、 需要配置换相开关的用户以及换相技术策略, 在实 际应用中取得了满意的效果, 最终确定三相电力不平衡治理设备应用的经济性最优的解决方案     

关于高中物理“ 闭合电路欧姆定律”的认知和总结

由于电力系统配电网接入负荷不断增加且随机变化的特性, 配电网负荷会经常发生三相不平衡情况, 三相不平衡会造成线路损耗增加, 变压器能耗变大, 出力减小, 严重时, 产生过大的零序电流可能导致人身触电和用 电设备烧损事故, 因此开展三相电力不平衡治理是十分必要的. 本文在分析某台区用电实测数据的基础上, 应用数 学模型算法, 求解每日、 各时段用户用电数据对配电网三相不平衡程度的影响, 应用控制用户负荷换相的方法, 建立 最优解决数学模型, 计算出配电网中需要配置的换相开关数量、 需要配置换相开关的用户以及换相技术策略, 在实 际应用中取得了满意的效果, 最终确定三相电力不平衡治理设备应用的经济性最优的解决方案     

超导技术在未来电网中的应用

大力发展可再生能源并实现清洁能源变革,是当今能源领域的大趋势。随着可再生能源越来越多地接入电网,将对直流输电和大规模储能技术提出愈加迫切的需求。在此背景下,超导直流输电技术、超导直流限流器以及基于超导电性的电力储能技术等具有潜在的应用前景。文章较为系统地介绍上述直流超导电力装置的原理、优势以及近些年国内外的进展等。     

大规模储能钠离子电池新进展:富钛贫氧自生长保护层大幅提高层状锰基正极储钠性能

<正>当今世界能源和环境问题日益突出。化石资源储量有限且带来一系列环境污染、温室效应、雾霾等问题迫使我们寻找新的能源体系。可再生能源如太阳能、风能、潮汐能等具有天然的自我再生能力,但是这些新能源体系具有很强的地域性和间隙性,其有效利用面临着许多技术难题,而大规模储能是解决这些问题的关键~([1])。为了满足大规模储能的需求,理想的二次电池除具备优异的电化学性能外,还必须兼顾资源丰富、价格低廉、清洁环保等社会经济效益指标。锂离子电     

利用相变储热提升电力系统可再生能源消纳

由于波动性和间歇性,可再生能源的大规模引入对电力系统灵活性提出了更高要求。然而目前以"以热定电"模式运行的热电联产厂在供热期的调节能力低,限制了电力系统灵活性,导致可再生能源消纳困难。本文针对一个含有风电厂的电-热综合能源系统,研究了一种应用相变储热装置提升热电联产系统灵活性的方法。基于(?)耗散热阻理论,将其热力子系统构建为热阻网络模型,进而将电-热综合能源系统构建为整体能量流模型,并依此对系统的调度策略进行了优化。结果显示:引入储热装置实现了用户热负荷与热电厂热出力的解耦,提高了系统灵活性;当热电联产机组的热电比保持恒定时,储热装置在日间(风电资源缺乏)时储热、在夜间(风电资源丰富)时放热,可使系统风电消纳达到最大。     

电力安全与超导磁储能系统

随着我国大规模电力系统的逐步形成,电网的安全稳定问题日渐突出,保证电力系统的安全稳定运行已经成为电网发展和运行的重要任务.超导磁储能系统以其对系统功率需求的快速响应特性可以为提高电力系统的稳定性提供新的技术途径,同时对改善电能质量、提高可靠性也有很好的技术优势.本文在简要论证电力安全的重要性的基础上,对SMES提高系统的安全稳定性的优越性进行了分析,并介绍了国家863计划项目"高温超导磁储能系统"的工作进展.     

太阳能热利用技术概况

太阳能是理想的可再生能源.太阳能热利用技术目前还处于发展时期.文章对太阳能热利用成熟技术、先进技术以及当前研究的中心问题进行了简要的概述.成熟技术部分主要包括热水器、太阳灶、太阳房等广为人们使用的太阳能热利用技术;先进技术部分主要阐述了尚处于研究试验阶段的高品位太阳能热利用技术,包括太阳能热发电、太阳能空调制冷、太阳能制氢、太阳能海水淡化及太阳能烟囱发电等;在当前研究的中心问题部分,主要论述了解决太阳能热利用的关键技术问题.     

煤制氢零排放系统

氢能在未来可持续能源系统中,可望成为与电力并重而又互补的主要终端能源。煤制氢具有重要的战略地位。本文构造并分析煤制氢零排放系统。主反应器中部分炭转化为氢的系统冷煤气效率可达９０％,分析揭示了系统中的热集成情况和能量平衡。     

集成电制热熔盐储热的燃煤发电系统热力性能研究

随着我国能源发展方向的转变,可再生能源的开发利用变得越来越重要,以新能源为主体的新型电力系统对燃煤电厂的灵活性提出了更高的要求。本文构建了三种集成电制热熔盐储热的燃煤发电系统,结合600 MW亚临界机组案例开展了不同熔盐储热系统的热力性能分析。研究结果表明,储热过程中电加热器的?损失达44.30%,在耦合系统储放热循环中?损失占比最大;在不同的分流比下,储热系统的最大释热功率为329.18 MW,此时熔盐储罐释热时长为1.9 h;利用熔盐–水换热器承担部分锅炉热负荷或加热给水可提高系统热力性能,系统的等效往返效率(电–热–电)最高为49.36%。     

电力安全与超导磁储能系统

随着我国大规模电力系统的逐步形成，电网的安全稳定问题日渐突出，保证电力系统的安全稳定运行已经成为电网发展和运行的重要任务．超导磁储能系统以其对系统功率需求的快速响应特性可以为提高电力系统的稳定性提供新的技术途径，同时对改善电能质量、提高可靠性也有很好的技术优势．本文在简要论证电力安全的重要性的基础上，对SMES提高系统的安全稳定性的优越性进行了分析，并介绍了国家863计划项目“高温超导磁储能系统”的工作进展．     

分布式风光互补智能发电站集中监测管理系统

为了解决分布在野外偏远地区的监测站供电和管理问题,利用风光互补发电的方法为系统提供电力,并将电能储存在蓄电池里,分别提供24V的直流和220V的交流电供负载使用。集中监测管理系统采用C/S架构设计,主要由电力监测站、集中监测中心和传输网络组成,电力监测站作为客户端负责采集太阳能电池板、风机和蓄电池的状态参数,通过GPRS网络与集中监测中心服务器建立的TCP/IP网络连接将采集到的信息按照规定的数据协议上传,服务器接收、处理、分析和显示来自各监测站的数据,并存储在数据库ACCESS2003里。实验结果表明,设计的系统能够远程有效监测发电功率、蓄电池劣化甄别、剩余电量、和发电站运行状态等信息,实现了分布式站点电力的集中管理。