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一种交直流混合微网能量路由器及其运行模态分析

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电工技术学报 2017年第22期32卷 176-188页

作者：涂春鸣孟阳肖凡兰征帅智康国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 长沙410082

为更好协调和控制交直流混合微网间能量传输,提出一种交直流混合微网能量路由器。建立所提出能量路由器数学模型,分析该能量路由器不同工作模态时级联整流级相量关系,并推导各混合运行模态限制性条件。针对该交直流混合微网能量路由器,... 详细信息

为更好协调和控制交直流混合微网间能量传输,提出一种交直流混合微网能量路由器。建立所提出能量路由器数学模型,分析该能量路由器不同工作模态时级联整流级相量关系,并推导各混合运行模态限制性条件。针对该交直流混合微网能量路由器,提出相应控制策略,可实现H桥级联整流电路各级独立在AC-DC、DC-DC、DC-AC运行模式间无缝切换以达到交直流混合微网间能量的统一协调与管理。同时,减少了各微网间电力电子变换器的使用,提高各交直流微网间能量传输效率。仿真与实验结果验证了该交直流混合微网能量路由器电路拓扑的实用性及各运行模态时控制策略的正确性与有效性。

关键词：能量路由器交直流混合微网级联 H 桥功率不平衡

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基于能量路由器的能源互联网分层分区优化

中国电机工程学报 2018年第16期38卷 4726-4737页

作者：郭慧汪飞张笠君罗建上海市电站自动化技术重点实验室(上海大学机电工程与自动化学院)

现有研究提出了包含能量路由器（energy router,E-router）的能源互联网分层管理体系,但研究重点均聚焦在分层架构或关键设备E-router上。对于分层控制中的经济调度问题关注较多的是微网与公共电网间的交互,较少考虑多微网构成的能源互... 详细信息

现有研究提出了包含能量路由器（energy router,E-router）的能源互联网分层管理体系,但研究重点均聚焦在分层架构或关键设备E-router上。对于分层控制中的经济调度问题关注较多的是微网与公共电网间的交互,较少考虑多微网构成的能源互联网中引入E-router后电能传输路径的优化选择问题。因此,该文提出基于E-router的能源互联网分层分区优化策略,底层基于E-router的微网经济调度以发电成本最低为目标实行分布式局部优化。上层路由交易中心采用文中所提出的基于图论的电力库交易优化策略,通过E-router选取没有阻塞的最低网损路经进行电量传输,实现效益最大化和阻塞管理。最后,通过仿真验证了所提优化策略和模型的有效性。

关键词：能量路由器经济调度图论电力库交易最低网损路径阻塞管理

基于多代理协调机制的能量路由器群组与配电网综合规划

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高电压技术 2021年第1期47卷 1-11页

作者：盛万兴段青王良张筱慧张璐唐巍李鹏华中国电力科学研究院有限公司北京100192 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

以电为核心的能量路由器群组大量接入配电网是未来用户侧能源供给的发展方向。针对能量路由器群组结构复杂、与配电网规划目标互不协调等问题,提出了一种基于多代理协调机制的能量路由器群组与配电网综合规划方法。首先,构建能量路由器... 详细信息

以电为核心的能量路由器群组大量接入配电网是未来用户侧能源供给的发展方向。针对能量路由器群组结构复杂、与配电网规划目标互不协调等问题,提出了一种基于多代理协调机制的能量路由器群组与配电网综合规划方法。首先,构建能量路由器代理模型,以年规划费用最低为目标优化其内部设备配置及容量,进行能量路由器规划;然后,构建配电网代理模型,采用改进的prim算法并结合越限电压控制策略与越限功率控制策略,进行配电网规划;最后,通过多代理协调机制完成能量路由器群组与配电网的综合规划。算例结果验证了所提方法的有效性,在显著降低系统规划费用的同时,有利于消纳可再生能源、降低配电网峰谷差率并提高线路利用率。

关键词：能量路由器配电网规划综合能源系统多代理系统双层规划模型

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基于能量分层协调控制的能量路由器

太阳能学报 2018年第5期39卷 1388-1395页

作者：刘凯陈才学文军朱厚达廖凯湘潭大学信息工程学院

提出一种能量路由器的能量协调控制方法,该方法包含3个层次：第1层,能量路由器根据当地直流母线电压进行协调控制;第2层,为保障重要负载的工作时间,依据储能电池SOC值对不同负载进行切除;第3层,为提高应对突发故障的能力,依据上层指令... 详细信息

提出一种能量路由器的能量协调控制方法,该方法包含3个层次：第1层,能量路由器根据当地直流母线电压进行协调控制;第2层,为保障重要负载的工作时间,依据储能电池SOC值对不同负载进行切除;第3层,为提高应对突发故障的能力,依据上层指令或并网情况对储能量进行优化控制。同时为改善光伏发电中恒压控制与MPPT之间切换易导致系统不稳定问题,提出一种自由无缝切换方法,提高系统的稳定性。为验证能量路由器能量协调控制方法正确性,在Matlab/Simulink仿真平台上搭建典型能量路由器系统,对控制方法进行系统仿真,仿真结果证明所提控制策略可行。

关键词：能源互联网能量路由器分层控制恒压控制

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自储能型能量路由器研究

电网技术 2017年第2期41卷 387-393页

作者：盛万兴兰征段青李玉凌马春艳吕志鹏配电变压器节能技术北京市重点实验室(中国电力科学研究院) 北京市海淀区100192 国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 湖南省长沙市410082

针对能量路由器储能需求,提出利用其自身拓扑结构中的桥臂电路充当储能系统的充放电接口,无需额外增加功率变换电路,灵活实现自储能。研究了自储能控制策略,并分析了控制性能。提出的自储能型能量路由器能实现输入端功率缺额时能源子网... 详细信息

针对能量路由器储能需求,提出利用其自身拓扑结构中的桥臂电路充当储能系统的充放电接口,无需额外增加功率变换电路,灵活实现自储能。研究了自储能控制策略,并分析了控制性能。提出的自储能型能量路由器能实现输入端功率缺额时能源子网的电压稳定,并在能源子网离网切换时提供短时的能量供应,而且控制储能系统充放电的同时不影响桥臂电路对中线电流的控制。仿真研究了输入端电压深度跌落和能源子网分布式能源功率波动时的工况,验证了所提拓扑及控制策略的正确性和有效性。

关键词：能量路由器自储能功率波动电压跌落

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基于能量路由器的智能型分布式能源网络技术

中国电机工程学报 2016年第12期36卷 3314-3324页

作者：郭慧汪飞张笠君罗建上海市电站自动化技术重点实验室上海大学机电工程与自动化学院上海市闸北区200072

可再生能源发电系统因其间歇性和波动性特点不适于独立的自发自用供电系统,需要与其他分布式电网或公共电网互联。在传统电网向能源互联网转型过程中将形成基于能量路由器(energy router,E-router)的智能型分布式能源网络。E-router作... 详细信息

可再生能源发电系统因其间歇性和波动性特点不适于独立的自发自用供电系统,需要与其他分布式电网或公共电网互联。在传统电网向能源互联网转型过程中将形成基于能量路由器(energy router,E-router)的智能型分布式能源网络。E-router作为该网络的核心,类比信息互联网的路由器,可以实现大量分布式电源接入低压电网后的能量管理和传输控制。该文在综合E-router应用类型和现有技术基础上,绘制了基于多能量路由器的3层树形架构智能型分布式能源网络,归纳分析了智能型分布式能源网络的典型特征,并从配电网层、微电网层和用户层详述了系统架构、接入能源、运行控制、通信调度和关键部件E-router的技术类型及实现方式。

关键词：分布式能源能源互联网分层控制能量路由器固态变压器多端口变换器

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一种基于虚拟电机控制的能量路由器

中国电机工程学报 2015年第14期35卷 3541-3550页

作者：盛万兴刘海涛曾正吕志鹏谭骞段青冉立配电变压器节能技术北京市重点实验室(中国电力科学研究院) 北京市海淀区100192 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

能量路由器是能源互联网的关键技术之一,其电路拓扑和运行控制与可再生能源接纳、灵活电力变换息息相关。与传统基于固态变压器的能量路由器不同,文中提出一种交直流混合、工频隔离、交直流模块化的能量路由器电路,便于低压交直流配电... 详细信息

能量路由器是能源互联网的关键技术之一,其电路拓扑和运行控制与可再生能源接纳、灵活电力变换息息相关。与传统基于固态变压器的能量路由器不同,文中提出一种交直流混合、工频隔离、交直流模块化的能量路由器电路,便于低压交直流配电网接入、负荷供电、可再生能源和储能等分布式电源消纳。在此基础上,基于虚拟电机理论,还提出该能量路由器的控制策略,交流侧接口采用虚拟同步电机控制,直流侧接口采用虚拟直流电机控制,以增强系统惯性和阻尼,提升系统稳定性。然后,建立了虚拟电机控制的数学模型,分析其小信号模型和功率分配特性。最后,针对一个典型的能量路由器系统,利用PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了所提电路拓扑和控制策略的正确性和有效性,为能量路由器和能源互联网的研究提供了一种新的模型和方法。

关键词：能源互联网能量路由器虚拟同步电机虚拟直流电机小信号模型

面向能源互联网的配网能量路由器关键参数设计

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电网技术 2015年第11期39卷 3094-3101页

作者：曹阳袁立强朱少敏黄仁乐冯高辉赵争鸣国网北京经济技术研究院北京市昌平区102209 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084 国网北京市电力公司北京市西城区100031

首先分析了能量路由器的结构和参数设计的特点,以一种面向能源互联网的三级式模块化多端口能量路由器电路为例,提出了能量路由器关键参数设计方法,并重点分析了高频变压器漏感、并网电感、母线电容的设计方法。该方法的关键特征是将能... 详细信息

首先分析了能量路由器的结构和参数设计的特点,以一种面向能源互联网的三级式模块化多端口能量路由器电路为例,提出了能量路由器关键参数设计方法,并重点分析了高频变压器漏感、并网电感、母线电容的设计方法。该方法的关键特征是将能量平衡关系?这一变换器本质特性运用于参数设计中,思路明确、扩展性好。最后对以上设计进行了仿真与实验验证,结果证明了所提方法的可行性。

关键词：能量路由器配电网电力电子参数设计

基于Lyapunov优化方法的含能量路由器的能源集线器能量管理策略研究

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中国电机工程学报 2019年第21期39卷 6212-6224页

作者：盛万兴李鹏华段青李振朱存浩中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 中国农业大学信息与电气工程学院北京市海淀区100083

多能源融合系统越来越成为解决能源短缺及不合理配置等问题的有效方案。含能量路由器的能源集线器作为多能源融合系统的一种典型结构,可通过合理协调管理各端口可控资源,实现高效经济运行。该文设置了能量路由器基本运行策略,分析基本... 详细信息

多能源融合系统越来越成为解决能源短缺及不合理配置等问题的有效方案。含能量路由器的能源集线器作为多能源融合系统的一种典型结构,可通过合理协调管理各端口可控资源,实现高效经济运行。该文设置了能量路由器基本运行策略,分析基本运行策略下能源集线器能量平衡等式及接入设备运行约束;基于Lyapunov优化方法构造储能虚拟队列,将能量管理问题中时间耦合储能约束转化为队列稳定性问题,并对不需即时满足的柔性负荷(以电动汽车负荷为例)构造虚拟队列;最后,通过形成Lyapunov-drift-penalty函数,简化能量管理问题,根据实时运行状态确定控制决策,实现降低运行成本的目标。利用MATLAB编程,实现并测试上述管理算法。通过算例分析比较算法应用前后含能量路由器的能源集线器运行情况,验证了算法在降低运行成本方面的有效性。

关键词：能量路由器能量管理李雅普诺夫优化虚拟队列经济运行