构网型储能支撑新型电力系统稳定运行研究 被引量：21

1

作者 李建林 丁子洋 +1 位作者 游洪灏 杨本星 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1-11,共11页

建设以新能源为主体的新型电力系统是实现“双碳”目标的关键。由于新能源存在一定波动性,且系统在同步发电机被替代后缺少稳定惯性支撑,易导致系统不能稳定运行,因此构网型储能应运而生。其可代替同步发电机实现对电网支撑,保障系统稳... 建设以新能源为主体的新型电力系统是实现“双碳”目标的关键。由于新能源存在一定波动性,且系统在同步发电机被替代后缺少稳定惯性支撑,易导致系统不能稳定运行,因此构网型储能应运而生。其可代替同步发电机实现对电网支撑,保障系统稳定运行,故在新型电力系统中有广阔的应用前景。基于此,文中首先对构网型和跟网型储能变流器做出对比,为新型电力系统做出选型,通过对两者的比较说明构网型储能技术更适用于新型电力系统;其次,讨论构网型储能在新型电力系统中的定位及在其中的作用;最后从暂态过程、短期动态和长期动态三方面对构网型储能发展进行展望,为未来新型电力系统更好地建设提供思路。 展开更多

关键词 新型电力系统 构网型控制 储能

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新型电力系统下储能政策及商业模式分析 被引量：13

2

作者 李建林 梁策 +2 位作者 张则栋 梁忠豪 杨夯 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期104-116,共13页

中国能源结构的变革促成了电力系统的转变,储能加入新型电力系统,有助于维持系统的安全、稳定。因此,多能互补和“源网荷储一体化”是新型电力系统的发展趋势。文章首先从“十四五”期间国家及地方出台的储能产业相关政策出发,着重梳理... 中国能源结构的变革促成了电力系统的转变,储能加入新型电力系统,有助于维持系统的安全、稳定。因此,多能互补和“源网荷储一体化”是新型电力系统的发展趋势。文章首先从“十四五”期间国家及地方出台的储能产业相关政策出发,着重梳理了新能源配储、电价机制完善以及电力市场改革三方面的政策,研究在政策指导下,储能将自身功能效益与经济效益变现的方法。其次,将储能应用场景与储能现有技术类型相结合,明确不同类型的储能技术在不同应用场景中的价值定位。最后,基于当前采用“自投资+自运营”储能商业模式时投资方难以找准收益点的现象,对该商业模式进行分析,为后期储能产业的大规模商业化提供参考价值。 展开更多

关键词 新型电力系统 储能政策 应用场景 商业模式

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配网侧分布式储能系统的随机优化配置和选址方法 被引量：7

3

作者 张伟骏 李智诚 +2 位作者 陈大玮 李雅欣 邸文峰 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期125-135,共11页

储能系统具有四象限下的灵活调节能力,而且响应速度快,不受地理资源等外部条件的限制。将其应用于电网侧时,可以充分发挥其灵活的四象限出力调节能力,实现配电网的削峰填谷、调压等功能。文中提出了分布式储能优化配置和选址的多目标模... 储能系统具有四象限下的灵活调节能力,而且响应速度快,不受地理资源等外部条件的限制。将其应用于电网侧时,可以充分发挥其灵活的四象限出力调节能力,实现配电网的削峰填谷、调压等功能。文中提出了分布式储能优化配置和选址的多目标模型,并以功效系数法将多个目标转化为单目标,然后基于多场景技术建立了总功效系数的期望值模型,期望值模型将配电网中负荷、光伏的随机性考虑在内,所得到的优化结果更加合理。 展开更多

关键词 削峰填谷 电网侧 分布式储能 选址和优化配置

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面向多服务目标需求的集中式电池储能优化配置方法研究 被引量：3

4

作者 马速良 武亦文 +2 位作者 李建林 熊俊杰 曾伟 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期75-86,共12页

面对新能源消纳、电网服务以及用户供电保障多类服务目标需求,合理规划电池储能系统已经成为促进其深度应用的关键。文中提出一种结合评分系统的双层规划结构,拟解决多目标优化下电池储能系统优化配置问题。首先,建立计及发电机、新能... 面对新能源消纳、电网服务以及用户供电保障多类服务目标需求,合理规划电池储能系统已经成为促进其深度应用的关键。文中提出一种结合评分系统的双层规划结构,拟解决多目标优化下电池储能系统优化配置问题。首先,建立计及发电机、新能源及电网运行特性的储能电池多目标、多复杂约束混合整数优化模型;然后,基于规划—运行的双层模式,优化计算出各目标函数值,通过引入评分系统形成多目标指标综合得分,进而指引迭代优化,完成电池储能规划;最后,以加入高比例新能源的IEEE33节点系统仿真分析,并讨论不同位置和电池储能类型的影响,相关结果表明,所提优化架构有效地兼顾了新能源消纳、电网电压质量以及储能经济性等多目标要求。 展开更多

关键词 电池储能系统 储能规划 多目标优化 新能源消纳 经济性

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弱电网矿区下构网型储能控制技术研究 被引量：3

5

作者 罗家林 陈超 +2 位作者 黄梅 辛迪熙 吕洪章 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期95-103,共9页

矿区通常地处偏远、电力基础设施薄弱,随着可再生能源发电的占比提高,导致矿区电网呈现弱电网特性。文中提出了面向矿区复杂电网工况的储能控制技术,实现了矿区电网稳定性的提升。首先,文中研究了储能在矿区电网中供电结构及工作模式。... 矿区通常地处偏远、电力基础设施薄弱,随着可再生能源发电的占比提高,导致矿区电网呈现弱电网特性。文中提出了面向矿区复杂电网工况的储能控制技术,实现了矿区电网稳定性的提升。首先,文中研究了储能在矿区电网中供电结构及工作模式。其次,针对VSG控制技术在孤岛应急运行模式和弱电网并网运行模式下的运行特性进行分析。再次,针对弱电网下的VSG并网稳定性缺失的问题,提出了改善弱电网下电压稳定性的构网型VSG控制策略,并提出了一种预同步切换策略减少矿区电网工况切换状态过程中的暂态冲击。最后,对所提方法进行仿真案例分析,仿真结果表明所提控制策略能够有效提升矿区电网的稳定性,实现了并离网切换的平滑过度和负荷冲击下的储能瞬时响应,提升了弱电网矿区下的储能系统动态特性。 展开更多

关键词 弱电网 构网控制 矿用储能 预同步 并网稳定控制 虚拟同步机技术

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新型电力系统下分布式储能应用场景与优化配置 被引量：6

6

作者 李建林 姜冶蓉 +2 位作者 马速良 崔宜琳 郭霄宇 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期30-41,I0001,共13页

随着分布式能源的大量接入,电力系统面临如何减弱新能源并网引起波动的挑战。合理配置分布式储能能够有效平抑波动,提高电能质量,因此需要对分布式储能配置问题进行深入研究。该文首先研究并归纳了分布式储能的发展现状,其次从新型电力... 随着分布式能源的大量接入,电力系统面临如何减弱新能源并网引起波动的挑战。合理配置分布式储能能够有效平抑波动,提高电能质量,因此需要对分布式储能配置问题进行深入研究。该文首先研究并归纳了分布式储能的发展现状,其次从新型电力系统下分布式储能的优点入手,通过分析电源侧、电网侧以及用户侧等不同的应用场景,建立了完善的分布式储能合理配置流程,然后分别从优化模型的搭建和优化方法的选择2方面展开研究,汇总了常用的目标函数和约束条件,论述了典型优化算法的适用性,最后根据目前分布式储能配置的研究现状,指出了目前优化过程中需要改进的问题。 展开更多

关键词 新型电力系统 分布式能源 分布式储能 优化配置 智能优化算法

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氢能产业政策及商业化模式分析 被引量：6

7

作者 李建林 邵晨曦 +2 位作者 张则栋 梁忠豪 曾飞 《发电技术》 CSCD 2023年第3期287-295,共9页

氢能是我国新能源体系中重要的组成部分,其市场规模和应用场景也在不断扩大。在国家各类政策的指导下,各省市依据其区域特点在燃料电池汽车等领域发布了相关政策,这在一定程度上加快了氢能迈向商业化的步伐。基于此,针对燃料电池等方面... 氢能是我国新能源体系中重要的组成部分,其市场规模和应用场景也在不断扩大。在国家各类政策的指导下,各省市依据其区域特点在燃料电池汽车等领域发布了相关政策,这在一定程度上加快了氢能迈向商业化的步伐。基于此,针对燃料电池等方面梳理了国家层面以及地方氢能政策,分析了氢能应用领域、各省市未来发展规划的政策要点以及盈利模式。最后,针对目前的氢能商业化进程给出相应的建议,为今后提升氢能效益提供一定的参考。 展开更多

关键词 氢能 新能源 燃料电池 商业化模式

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质子交换膜电解槽控制策略研究 被引量：4

8

作者 李建林 梁忠豪 +1 位作者 李光辉 陈来军 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第17期4787-4799,共13页

目前氢能已成为支撑新型电力系统发展的洁净能源载体,光伏电解水制氢技术是制氢的最佳方式之一。针对光伏电解水制氢系统中的关键设备质子交换膜电解槽(PEMEL),结合其非线性、时变性、强耦合、多输入多输出的设备特性和运行特性,以PEME... 目前氢能已成为支撑新型电力系统发展的洁净能源载体,光伏电解水制氢技术是制氢的最佳方式之一。针对光伏电解水制氢系统中的关键设备质子交换膜电解槽(PEMEL),结合其非线性、时变性、强耦合、多输入多输出的设备特性和运行特性,以PEMEL动态模型为研究对象,对其控制策略进行研究,包括比例积分微分(PID)控制、鲁棒控制、模型预测控制(MPC)、容错控制(FTC)策略,分析这四种控制策略的结构和优缺点,并从平稳性、精度、计算复杂度和响应速度四个维度对每类控制策略进行单独评价,为PEMEL控制技术研究及氢能领域的发展提供新的借鉴思路。 展开更多

关键词 制氢 质子交换膜电解槽 PID控制 鲁棒控制 模型预测控制 容错控制

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基于虚拟同步发电机的构网型光储变流器控制策略研究 被引量：2

9

作者 温春雪 毛健 +1 位作者 王鹏 李建林 《内蒙古电力技术》 2024年第1期1-8,共8页

为了抑制光伏发电的随机性和波动性的影响,提高微电网的供电可靠性,对离网工况下的微电网黑启动方案进行分析,并将其与虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制策略一起应用于储能变流器中,建立了储能变流器的VSG数学模... 为了抑制光伏发电的随机性和波动性的影响,提高微电网的供电可靠性,对离网工况下的微电网黑启动方案进行分析,并将其与虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制策略一起应用于储能变流器中,建立了储能变流器的VSG数学模型,推导了小信号模型表达式,通过在光储微电网系统引入惯性和阻尼,提高了系统电压和频率的稳定性。最后,在Matlab/Simulink仿真平台上搭建模型,验证了零起升压策略的有效性,确保了黑启动过程中线路电压的稳定;并在并网工况下分析了光储微电网系统各个微源之间的协调控制,验证了构网型光储变流器控制策略的有效性。 展开更多

关键词 虚拟同步发电机 光储变流器 光储系统 黑启动 小信号模型 构网型

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长时储能技术及典型案例分析 被引量：3

10

作者 李建林 邸文峰 +2 位作者 李雅欣 刘海涛 杨夯 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期85-94,共10页

随着电力系统向低碳化转型,新能源装机容量占比逐年增长。可再生能源发电具有间歇性的特点,主要发电时段和高峰用电时段错位,存在供需不平衡,电力电量平衡对灵活性的要求加剧。长时储能电站成为破解问题的有效有段。针对长时储能技术发... 随着电力系统向低碳化转型,新能源装机容量占比逐年增长。可再生能源发电具有间歇性的特点,主要发电时段和高峰用电时段错位,存在供需不平衡,电力电量平衡对灵活性的要求加剧。长时储能电站成为破解问题的有效有段。针对长时储能技术发展概况,首先分析抽水蓄能、压缩空气、锂离子电池、液流电池、熔盐储热、氢储能的技术特性、优势及目前瓶颈,统计以上储能技术的典型应用工程;然后从电源侧、电网侧和用户侧分析了储能的典型场景应用,阐述了多种储能技术在能量转移、辅助服务、黑启动、平滑新能源出力等多场景下的应用对比;总结分析了化学储能示范工程、储热示范工程、机械储能示范工程的技术参数、系统接线、能量管理等问题;最后对未来储能电站技术进行了展望。 展开更多

关键词 储能电站 长时储能 应用场景 储能技术

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基于权重计算的光储耦合制氢系统模型预测优化控制 被引量：1

11

作者 李建林 梁忠豪 +2 位作者 赵文鼎 梁策 袁晓冬 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期59-67,共9页

对光储耦合制氢系统优化控制策略进行研究,提出一种考虑存在博弈关系的多目标优化的模型预测控制(MPC)功率分配策略。首先,构建光储耦合制氢系统架构,明确光储耦合制氢系统运行时需要满足的功率平衡方程;其次,将自适应多目标粒子群优化... 对光储耦合制氢系统优化控制策略进行研究,提出一种考虑存在博弈关系的多目标优化的模型预测控制(MPC)功率分配策略。首先,构建光储耦合制氢系统架构,明确光储耦合制氢系统运行时需要满足的功率平衡方程;其次,将自适应多目标粒子群优化算法和MPC算法相结合搭建复合算法模型,给出同时考虑碱性电解槽(AEL)和储能电池特性的3个目标函数,计算出最优控制增量权重系数;最后,利用MATLAB-function函数模块构建MPC控制器模型,将计算出的最优控制增量权重系数应用于MPC优化过程中,实现光储耦合制氢系统在线功率分配。与传统MPC优化控制方法进行仿真分析,验证了所提方法在一定程度提高了储能系统的运行指标,同时又降低了AEL输入功率的波动性,增强了光储耦合制氢系统的动态功率平衡能力。 展开更多

关键词 光伏制氢 储能系统 MPC 权重系数 功率分配

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微电网群储能变流器的牵制协调控制 被引量：2

12

作者 刘硕 开山金 +2 位作者 李建林 苗浩田 万昱堃 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期14-21,共8页

针对由多个微电网组成的微电网群系统,因其系统庞大控制器繁多,存在控制目标信息数据难以协调统一的问题。考虑在微电网内分布式电源之间通信存在延迟的情况,建立含稀疏通信网络的微电网群系统模型,提出一种分布式牵制二次控制策略,仅... 针对由多个微电网组成的微电网群系统,因其系统庞大控制器繁多,存在控制目标信息数据难以协调统一的问题。考虑在微电网内分布式电源之间通信存在延迟的情况,建立含稀疏通信网络的微电网群系统模型,提出一种分布式牵制二次控制策略,仅需通过与邻居节点交换功率信息状态,即可实现精确功率共享,提高系统的可靠性和灵活性。最后搭建基于StarSim-HIL的实验平台,并在多种场景下进行实验,结果显示所提方案对微电网群可实现精确的功率共享和微电网区域高度自治,验证了所提策略的有效性。 展开更多

关键词 微电网群 储能系统 二次控制 分布式牵制协调控制

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弱电网下多源构网型变流器协同控制方法

13

作者 刘硕 李佳远 +2 位作者 马速良 沙广林 李成新 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期85-93,104,共10页

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)作为构网型控制的主要技术之一,可为电网提供惯量支撑,但由于变流器单机容量有限,当系统需要更大的惯量支撑时,需要多VSG并联运行,因此多VSG并联的协同控制备受关注。基于此,建立了VS... 虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)作为构网型控制的主要技术之一,可为电网提供惯量支撑,但由于变流器单机容量有限,当系统需要更大的惯量支撑时,需要多VSG并联运行,因此多VSG并联的协同控制备受关注。基于此,建立了VSG多机并联的状态空间模型,通过状态变量矩阵的特征值分析系统稳定性。同时,提出了基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的多VSG并联协同控制策略,引入角频率差与功角差作为性能指标设计目标函数,求解所需最佳有功额定增量,通过功频系数对输出角频率进行动态修正,实现对输出频率的主动支撑,有效抑制了VSG并联造成的系统频率波动,提高了电网的稳定性。结果表明,相较于传统的VSG并联系统,所提出的MPC-VSG并联控制方法可缩短系统暂态响应时间,提高系统在暂态下的鲁棒性。仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 构网型变流器 虚拟同步发电机 状态空间模型 模型预测控制 惯量支撑

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基于模型预测控制的光-氢-储耦合系统的功率优化分配方法研究

14

作者 刘硕 吴旭 +1 位作者 马速良 李成新 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期23-33,共11页

针对光伏发电存在间歇性和波动性问题,对光—氢—储耦合系统的控制策略进行研究,提出一种模型预测控制(MPC)的“光—氢—储”功率分配方法。首先,构建出光—氢—储耦合系统的整体结构,其中,氢能源系统包括PEM电解槽、氢燃料电池和储氢罐... 针对光伏发电存在间歇性和波动性问题,对光—氢—储耦合系统的控制策略进行研究,提出一种模型预测控制(MPC)的“光—氢—储”功率分配方法。首先,构建出光—氢—储耦合系统的整体结构,其中,氢能源系统包括PEM电解槽、氢燃料电池和储氢罐,其次,根据光—氢—储耦合系统的功率平衡方程,构建出状态空间模型,以PEM电解槽功率、氢燃料电池功率作为控制量,明确系统中的多种约束条件,将MPC优化问题调整为二次规划(QP)问题进行求解,利用s-function函数模块构建MPC控制器,完成了系统的闭环仿真。通过仿真分析,验证了所提MPC实时功率分配方法的有效性。 展开更多

关键词 光-氢-储耦合系统 模型预测控制 实时功率分配 系统闭环仿真

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不同工况下光储氢微网系统协调控制策略

15

作者 李建林 赵文鼎 +2 位作者 梁忠豪 袁晓冬 曾飞 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期10-19,共10页

针对光储氢微网系统运行时系统内部功率协调分配、切换平滑度以及电压稳定性等问题,提出一种考虑系统不同需求指令的功率分层协调运行策略。以提升系统稳定性、光氢系统结合度以及平滑运行为目的,搭建光储氢微网系统仿真模型,一方面,通... 针对光储氢微网系统运行时系统内部功率协调分配、切换平滑度以及电压稳定性等问题,提出一种考虑系统不同需求指令的功率分层协调运行策略。以提升系统稳定性、光氢系统结合度以及平滑运行为目的,搭建光储氢微网系统仿真模型,一方面,通过分层控制实现系统指令层与被控层之间的协调运行,并以上网电价为判断指标,保障系统经济性运行;另一方面,基于系统运行模式将系统运行工况分为8种,并通过多功率协调控制策略使得光储氢微网系统能够稳定运行、工况切换平滑以及母线电压稳定。最后通过仿真验证所建模型与控制策略的正确性与有效性。 展开更多

关键词 光伏 氢储能 微电网 制氢 燃料电池 协调控制

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