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一种应用于SOC氢储能系统的电力电子变换器

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电力电子技术 2020年第12期54卷 17-19,46页

作者：牟树君杨文强郭志强杨志宾北京低碳清洁能源研究院新能源技术中心北京102211 北京理工大学自动化学院北京100084 中国矿业大学(北京) 化学与环境工程学院北京100083

可逆高温固体氧化物电池(SOC),既可作为固体氧化物电解电池(SOEC)运行于电解水制氢模式,亦可以作为固体氧化物燃料电池(SOFC)运行于氢发电模式,实现电转氢、氢转电的能量转换。针对目前高温SOC电堆输入、输出参数差异较大的现况,这里介... 详细信息

可逆高温固体氧化物电池(SOC),既可作为固体氧化物电解电池(SOEC)运行于电解水制氢模式,亦可以作为固体氧化物燃料电池(SOFC)运行于氢发电模式,实现电转氢、氢转电的能量转换。针对目前高温SOC电堆输入、输出参数差异较大的现况,这里介绍了一种多支路高增益电力电子变换器,以满足不同功率等级SOC电堆并网的需求。结合SOC过程控制的需求,给出了变换器的控制方法。通过仿真验证了变换器拓扑、结构设计及控制方法的有效性和正确性。

关键词：固体氧化物电池氢储能系统电力电子变换器

基于超级电容及氢储能系统的风电场功率控制研究

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基于超级电容及氢储能系统的风电场功率控制研究

作者：张传森新疆大学

学位级别：硕士

风力发电具有环保无污染、装机容量灵活、建设周期短等优势,成为目前备受关注的新能源利用形式。但是,风力发电也具有受环境因素影响大、输出功率不稳定、可控性差的缺点。将不稳定的风电输出功率直接并网会给大电网造成冲击、影响电网... 详细信息

风力发电具有环保无污染、装机容量灵活、建设周期短等优势,成为目前备受关注的新能源利用形式。但是,风力发电也具有受环境因素影响大、输出功率不稳定、可控性差的缺点。将不稳定的风电输出功率直接并网会给大电网造成冲击、影响电网的安全稳定运行和电网的整体电能质量。随着储能技术的成熟与应用价格的降低,储能技术开始被广泛应用到风力发电之中。储能技术可以将暂时无法利用的能量储存起来,当外界需要能量的时候将能量释放,打破电力系统对能量利用的时间限制,确保供能单元的稳定输出和高效利用。因此储能技术在风力发电中的广泛使用可以有效减少风力发电的随机性和波动性,提高风能使用价值,增强大电网对风力发电的接纳能力。本文首先针对相关储能技术的基本原理与其应用在风力发电方面的研究进行介绍,提出利用超级电容储能系统和氢储能系统进行优势互补构建混合储能系统平抑风电输出功率波动量的方案;其次,对风电输出功率波动性进行分析,介绍了当前常用的风功率分解方法,重点研究小波包分解方法,在此研究基础上,结合国家风电并网标准,编写自适应小波包风功率分解软件,为确定目标功率做准备;然后,通过分析氢储能系统的能量流动形式,构建电解槽和燃料电池模型,提出利用小波包分解法确定目标功率,根据超级电容储能和氢储能系统不同储能特性协调分配平抑功率的混合储能控制策略,最后对模糊控制算法进行介绍,提出基于模糊控制算法的混合储能协调控制优化方案,利用matlab/simulink平台进行仿真,验证本文混合储能系统平抑风电波动功率的效果以及控制策略优化后的控制效果。

关键词：超级电容氢储能系统小波包分解模糊控制控制策略

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城市电网耦合氢储能系统投资决策方法研究

电力工程技术 2017年第5期36卷 45-51页

作者：邵志芳吴继兰赵强上海财经大学信息管理与工程学院上海200433 中国电力科学研究院北京100092

针对城市电网负荷峰谷差大导致电力资源大量浪费的现状,提出城市电网耦合氢储能系统方案用于消纳电网负荷低谷时段富余电能。通过对氢储能系统运行周期内的投资成本和经济收益进行分析,构造投资决策评价模型,并根据投资者不同的投资需... 详细信息

针对城市电网负荷峰谷差大导致电力资源大量浪费的现状,提出城市电网耦合氢储能系统方案用于消纳电网负荷低谷时段富余电能。通过对氢储能系统运行周期内的投资成本和经济收益进行分析,构造投资决策评价模型,并根据投资者不同的投资需求建立三种优化模型:氢气最低销售价格模型、氢储能系统最优装机容量模型和特定投资回收期下氢气最低销售价格模型。以某城市电网用电负荷数据为基础,利用上述模型对在该城市实施城市电网耦合氢储能系统方案时不同投资需求下的最优方案进行了分析。

关键词：城市电网氢储能系统全生命周期成本投资决策

考虑SOC优化设定的电-氢混合储能系统的运行优化

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电力系统保护与控制 2024年第8期52卷 65-76页

作者：姜智霖郝峰杰袁志昌朱小毅郭佩乾潘海宁项淼毅贺宁怡清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 中国长江三峡集团有限公司北京100038

针对含电-氢混合储能的源网荷储系统,为提高新能源的消纳水平并降低系统运行成本,提出了考虑SOC优化设定的电-氢混合储能系统的运行优化方法,实现系统的日前-实时优化调度。首先提出了大容量储能系统SOC优化设定的方法,以确定储能系统... 详细信息

针对含电-氢混合储能的源网荷储系统,为提高新能源的消纳水平并降低系统运行成本,提出了考虑SOC优化设定的电-氢混合储能系统的运行优化方法,实现系统的日前-实时优化调度。首先提出了大容量储能系统SOC优化设定的方法,以确定储能系统日前的始末SOC优化设定值。随后,基于双延迟深度确定性策略梯度算法,提出了一种日前-实时优化调度模型训练方法。结合储能SOC的优化设定值和日前运行数据,建立了源-网-荷-储系统的实时优化调度模型,实现日前和实时综合优化调度。最后,通过算例分析验证了所提运行优化方法的有效性。结果表明,大容量储能系统的SOC优化设定方法可以有效提高系统收益,日前-实时优化调度模型则在日前优化调度的基础上减少了预测误差带来的影响。

关键词：混合储能氢储能系统 SOC优化设定深度强化学习日前-实时调度

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基于优化一致性算法的光伏-氢储系统协调控制策略

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电力系统及其自动化学报 2025年

作者：徐恒山刘春燕张旭军李晨阳张亚健宋浩宇三峡大学电气与新能源学院国网甘肃省电力公司电力科学研究院上海大学机电工程与自动化学院中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司

针对分布式光伏接入配电网后出现潮流倒送引发电压频繁越限的问题，提出一种基于优化一致性算法的光伏逆变器和氢储能系统协调控制策略。首先，根据网络潮流的特点，分析了分布式光伏并入配电网引起电压越限的原因，并结合光伏逆变器与... 详细信息

针对分布式光伏接入配电网后出现潮流倒送引发电压频繁越限的问题，提出一种基于优化一致性算法的光伏逆变器和氢储能系统协调控制策略。首先，根据网络潮流的特点，分析了分布式光伏并入配电网引起电压越限的原因，并结合光伏逆变器与氢储能系统（HESS）功率调节特性，优先利用光伏逆变器无功调压再利用HESS有功调压；然后，以光伏逆变器无功利用率与HESS荷电状态(SOC)作为一致性变量，通过优化一致性算法实现了光伏逆变器无功功率和HESS有功功率的协调控制；最后，利用修改后的IEEE33节点配电网对所提优化算法及控制策略进行算例仿真。算例表明：所提控制策略能有效提高一致性算法收敛速度，抑制电压越限，实现配电网的稳定性。

关键词：光伏逆变器氢储能系统一致性算法电压协调控制

基于多目标人工蜂鸟算法的电-氢混合储能系统最优配置

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中国电力 2023年第7期56卷 33-42页

作者：卢子敬李子寿郭相国杨博国网湖北省电力有限公司湖北武汉430077 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司湖北武汉430074 昆明理工大学电力工程学院云南昆明650500

将氢气储能系统与电池储能系统相互结合,可实现长期且快速的能量吞吐并减小分布式电源渗透率提高对配电网稳定性的影响。综合考虑电-氢混和储能系统接入配电网的经济性和技术性要求,以最小化系统全生命周期成本、配电网的电压波动和净... 详细信息

将氢气储能系统与电池储能系统相互结合,可实现长期且快速的能量吞吐并减小分布式电源渗透率提高对配电网稳定性的影响。综合考虑电-氢混和储能系统接入配电网的经济性和技术性要求,以最小化系统全生命周期成本、配电网的电压波动和净负荷波动为目标,建立了电-氢混和储能系统多目标优化配置模型。采用基于Pareto的多目标人工蜂鸟算法求解其规划方案,并与多目标粒子群算法以及多目标原子轨道搜索进行了对比。最后,基于扩展的IEEE-69节点标准测试系统进行求解。仿真结果表明:多目标人工蜂鸟算法能够获得解集质量更加优异的Pareto前沿。所得混合储能系统配置方案在兼顾经济效益的同时,改善了配电网的电压质量和负荷水平。与仅配置电池储能系统相比,电-氢混合储能系统对配电网净负荷波动与电压波动的改善分别提高了21.02%与16.66%,证明了本文所提优化配置方法的有效性和卓越性。

关键词：电池储能系统氢储能系统多目标人工蜂鸟算法全生命周期成本

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考虑风电消纳多向量流系统的遗传优化方法

电测与仪表 2023年第3期60卷 115-121页

作者：张启龙陈湘萍贵州大学电气工程学院贵阳550025

随着全球能源短缺问题的加剧,风电的大规模消纳显得十分重要。为了克服风电大规模消纳困难的问题,提出一种多矢量储氢发电系统的遗传优化方法。分别研究分析风力风电、氢储能系统、储气罐中的等效荷电状态的数学模型,建立以风电本地消... 详细信息

随着全球能源短缺问题的加剧,风电的大规模消纳显得十分重要。为了克服风电大规模消纳困难的问题,提出一种多矢量储氢发电系统的遗传优化方法。分别研究分析风力风电、氢储能系统、储气罐中的等效荷电状态的数学模型,建立以风电本地消纳最大化为目标的联合优化模型,结合多种约束条件,通过遗传算法实现能量流最优解的求取。以东北某地区的实际测量数据为基础,进行了案例分析。通过对系统在运行过程中的风电消纳效果进行比较,验证了所提方法能够有效减少交互电量,实现了风电本地消纳最大化。

关键词：风电消纳遗传算法氢储能系统能量优化方法

计及燃料电池热电联供的区域综合能源系统经济运行

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电力系统及其自动化学报 2021年第2期33卷 142-150页

作者：裴煜宋天昊袁铁江韩肖清电力系统运行与控制山西省重点实验室(太原理工大学) 太原030024 大连理工大学电气工程学院大连116024

氢储能系统可通过电、氢之间的双向转换灵活调节区域综合能源系统RIES(regional integrated energy system)多能供应。为使系统内多种能源实现高效转换和利用,详细分析了氢储能系统各环节运行特性,结合系统能流结构及冷热负荷需求特性,... 详细信息

氢储能系统可通过电、氢之间的双向转换灵活调节区域综合能源系统RIES(regional integrated energy system)多能供应。为使系统内多种能源实现高效转换和利用,详细分析了氢储能系统各环节运行特性,结合系统能流结构及冷热负荷需求特性,设计了燃料电池电、热出力与系统能量流动耦合方式及冷热电联供系统运行模式,以经济最优为目标优化系统运行。算例分析表明,所设计运行模式能够使燃料电池满足多种负荷需求,实现了能量梯级利用,改善了系统运行经济性。

关键词：氢储能系统区域综合能源系统燃料电池热电联供能流耦合经济运行

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基于固体氧化物电解池的风电综合储能系统

电力电子技术 2020年第12期54卷 32-36页

作者：赵晨欢李一枫张文强于波清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

为解决“弃风”和风电的跨季节调用问题,需要建设与风电配套的储能系统。其中氢储能系统由于能量密度高、储存周期长等优势,适合与风电系统耦合,进行大规模、长周期的能量转移。传统观点认为,由于不适应风电的波动性,固体氧化物电解池(S... 详细信息

为解决“弃风”和风电的跨季节调用问题,需要建设与风电配套的储能系统。其中氢储能系统由于能量密度高、储存周期长等优势,适合与风电系统耦合,进行大规模、长周期的能量转移。传统观点认为,由于不适应风电的波动性,固体氧化物电解池(SOEC)不适合与风电系统耦合。但最新研究表明,SOEC在快速波动的电力输入下仍可以保持运行稳定。同时.SOEC还具有可以进行共电解和可逆运行的独特优势。基于此,这里提出了一种与风电耦合的电-氢-产-热联供的综合储能系统,根据需求可以实现多种能量输出形式,既可以实现“弃风”的有效利用,也可以作为能源清洁高效利用的微网体系。

关键词：风电氢储能系统固体氧化物电解池