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独立微电网风储协同调频的功率柔性分配策略

电工技术学报 2022年第15期37卷 3767-3780页

作者：张靖张志文胡斯佳李勇林锦杰湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 规模化电池储能应用技术湖南省工程研究中心长沙410000

针对独立微电网运行中存在的频率波动与新能源利用率不高的问题,该文提出一种风机和储能装置协同参与调频的新型功率柔性分配策略。首先,分析多种分布式电源在独立微电网中的运行及控制方式;其次,建立独立微电网中风机和储能装置联合参... 详细信息

针对独立微电网运行中存在的频率波动与新能源利用率不高的问题,该文提出一种风机和储能装置协同参与调频的新型功率柔性分配策略。首先,分析多种分布式电源在独立微电网中的运行及控制方式;其次,建立独立微电网中风机和储能装置联合参与调频的状态空间模型;然后,以频率偏差最小和能源利用率最高为指标构建滚动时域内的优化目标函数,并根据频率变化实时调整目标函数中风机和储能出力项的权重以优化各自出力。此外,所提策略能够参考风速和储能装置荷电状态的时变特性,在每个时间断面柔性调整约束条件的边界,提高其安全运行水平;最后,基于Matlab/Simulink仿真平台搭建独立微电网模型,并在多种工况下进行仿真研究,仿真结果表明,所提策略在满足风机与储能安全运行的前提下,能实现独立微电网频率控制的同时优化风机和储能装置的有功出力,降低弃风率,达到能量高效利用的目标,并且具有对模型参数依赖度低的特点,鲁棒性较好。

关键词：独立微电网调频功率柔性分配能量高效利用风机储能

混合式直流断路器状态感知技术与智慧框架体系探讨

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电网技术 2023年

作者：程显余亚东葛国伟张钰峥万其森平顶山学院电气与机械工程学院郑州大学电气与信息工程学院河南省输配电装备与电气绝缘工程技术研究中心

直流断路器是柔性直流输电工程中故障清除和隔离的关键设备，当前的热点集中在新型拓扑结构、直流开断特性和新型电力电子器件等功能方面的研究，对其全状态的智能感知和状态评估方面研究较少。本文以混合式直流断路器为研究对象，全面... 详细信息

直流断路器是柔性直流输电工程中故障清除和隔离的关键设备，当前的热点集中在新型拓扑结构、直流开断特性和新型电力电子器件等功能方面的研究，对其全状态的智能感知和状态评估方面研究较少。本文以混合式直流断路器为研究对象，全面梳理了需要重点监测的状态量，归纳了混合式直流断路器中快速机械开关、压接式绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor， IGBT)、避雷器、快速机构动作电容和隔离供能单元等关键组件状态量的感知方法。基于现有研究，提出了智慧型直流断路器的框架体系。分析了所提框架体系中智能感知层、信息通信层、数据融合层和智能应用层的实现思路，为实现直流断路器的智能化和模块化提供一定参考依据。

关键词：混合式直流断路器全状态感知智慧型直流断路器智能化

考虑多变量协同保护的储能变流器故障穿越策略

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太阳能学报 2023年第1期44卷 442-450页

作者：陈凌彬夏向阳廖一丁陈贵全徐志强陈伟其长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114 规模化电池储能应用技术湖南省工程研究中心长沙410004 湘能楚天电力科技有限公司长沙410117

电网发生不对称故障时,会导致储能变流器(PCS)运行性能不满足要求,进而影响并网系统的可靠运行。针对上述问题,提出一种PCS多变量协同保护策略。该策略在柔性控制策略的基础上,以无功支撑为首要目标,PCS运行性能为约束条件,构建无功功... 详细信息

电网发生不对称故障时,会导致储能变流器(PCS)运行性能不满足要求,进而影响并网系统的可靠运行。针对上述问题,提出一种PCS多变量协同保护策略。该策略在柔性控制策略的基础上,以无功支撑为首要目标,PCS运行性能为约束条件,构建无功功率关于柔性控制参数k的一元函数和有功功率安全运行区域。进一步可解得满足要求的k取值范围,随后根据系统的要求选取合适的k值和此k值对应的功率参考值进行控制。仿真结果验证了所提策略的有效性,能根据电压跌落程度向电网提供相应无功支撑,在保障系统安全的基础上充分利用了PCS容量,还能在解得的k取值范围内灵活控制PCS。

关键词：储能变流器电源转换器无功功率故障穿越有功功率安全运行区域

基于BiLSTM-STW神经网络的锂电池剩余容量预测

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电源技术 2023年第7期47卷 889-893页

作者：姚俊荣唐学用李庆生贵州大学电气工程学院贵州贵阳550025 贵州电网有限责任公司电网规划研究中心贵州贵阳550003

针对锂电池剩余容量预测精度无法满足当前工程应用的问题,结合双向长短时记忆网络(bi-directional long short-term memory,BiLSTM)与滑动时间窗口(sliding time window,STW)算法的优点,提出一种电池剩余容量预测方法。首先分析BILSTM... 详细信息

针对锂电池剩余容量预测精度无法满足当前工程应用的问题,结合双向长短时记忆网络(bi-directional long short-term memory,BiLSTM)与滑动时间窗口(sliding time window,STW)算法的优点,提出一种电池剩余容量预测方法。首先分析BILSTM神经网络和STW算法原理,构建了BiLSTM-STW神经网络模型,采用自适应矩优化算法(adaptive moment estimation,Adam)对模型超参数进行优化,实现模型修正;然后选取美国国家航空航天局(National Aeronautics Space and Administration,NASA)埃姆斯研究中心锂电池数据,对数据进行处理并选取容量衰减特征数据作为神经网络的预测输入量;最后利用构建的神经网络对NASA锂电池数据集进行剩余容量预测实验。实验结果表明,所构建的神经网络模型能够精确预测锂电池的剩余容量,相比LSTM神经网络模型有更好的精确度。

关键词：锂电池双向长短时记忆网络滑动时间窗口剩余容量预测神经网络

SrTiO基可逆固体氧化物电池电极材料研究进展

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材料导报 2021年

作者：刘峥嵘杨甲铭付磊周礼凯吴可李晴皓王璇周峻吴锴西安交通大学电气工程学院新型储能与能量转换纳米材料研究中心

可逆固体氧化物电池 (RSOC) 因其具备高效可逆的发电和电解产氢性能，被认为是一种具有良好发展前景的能源转化新技术。然而，缺乏高活性和稳定性的电极材料是限制RSOC的广泛应用主要因素之一。传统的燃料电极一般采用浸镍的氧化钇稳定...

可逆固体氧化物电池 (RSOC) 因其具备高效可逆的发电和电解产氢性能，被认为是一种具有良好发展前景的能源转化新技术。然而，缺乏高活性和稳定性的电极材料是限制RSOC的广泛应用主要因素之一。传统的燃料电极一般采用浸镍的氧化钇稳定氧化锆(Ni-YSZ)材料，而氧电极则以钙钛矿型的氧化物居多。目前使用的燃料电极和氧电极的电化学性能都存在一定不足。近期，诸多研究报道SrTiO基钙钛矿材料具有良好的稳定性和电化学性能，有望成为RSOC用电极的热门候选材料。近些年来虽然对其研究的论文众多，但是缺乏对该类材料系统的归纳和总结。因此，本文综述了SrTiO基钙钛矿材料在RSOC电极方面的应用进展。首先，系统分析了SrTiO基钙钛矿材料在RSOC燃料电极和氧电极的研究现状，介绍了目前常用的用于SrTiO改性的手段和策略，例如掺杂，非化学计量比，构建复合材料以及利用原位纳米颗粒出溶技术等；其次，探讨了SrTiO基钙钛矿材料应用于对称结构RSOC电极的可行性；最后，结合构建未来新一代RSOC高性能能源互联器件，展望了SrTiO基钙钛矿材料在RSOC中的应用前景和亟需解决的问题。

关键词：

考虑退役动力电池衰减特性的新能源场站群共享储能长期规划配置

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太阳能学报 2022年第5期43卷 499-509页

作者：李笑竹陈来军杜锡力王再闯梅生伟清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 青海大学新能源光伏产业研究中心西宁810016 新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830049

为最大化利用退役动力电池的全生命周期价值、解决共享储能在电力系统扩展规划方面需兼顾多方利益的经济性难题,计及逐渐增加的新能源装机容量与负荷需求,提出考虑退役动力电池衰减特性的发电侧共享储能长期规划模型。首先,设计基于退... 详细信息

为最大化利用退役动力电池的全生命周期价值、解决共享储能在电力系统扩展规划方面需兼顾多方利益的经济性难题,计及逐渐增加的新能源装机容量与负荷需求,提出考虑退役动力电池衰减特性的发电侧共享储能长期规划模型。首先,设计基于退役动力电池的发电侧共享储能运营模式以打破能量共享壁垒,使其既能服务于自身新能源场站又可实现多个新能源场站间的能量互济、必要时还能参与电网的动态调频。其次,考虑退役动力电池衰减特性构建多个新能源场站自配并共享储能的长期规划模型,模型基于合作博弈以应对多方利益诉求冲突给资源优化配置带来的经济性挑战。最后以算例仿真验证所提发电侧共享储能运营模式及长期规划模型的可行性。

关键词：退役动力电池新能源场站共享储能长期规划容量配置

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轨道交通动力锂离子电池安全性测试标准分析

储能科学与技术 2022年第8期11卷 2505-2518页

作者：赵亚文黄彧张言茹北京交通大学电气工程学院国家能源主动配电网技术研发中心北京100044

随着锂离子电池在动车组、地铁、有轨电车等轨道交通车辆的不断应用,其在使用过程中的安全性及安全性能评测越来越受到广泛关注,国内外各大标准化组织和应用企业都制定了相应的安全评价标准。本工作详细介绍了国内外轨道交通领域中具有... 详细信息

随着锂离子电池在动车组、地铁、有轨电车等轨道交通车辆的不断应用,其在使用过程中的安全性及安全性能评测越来越受到广泛关注,国内外各大标准化组织和应用企业都制定了相应的安全评价标准。本工作详细介绍了国内外轨道交通领域中具有引导性和规范性的现行标准,包括TJ/JW 126—2020、Q/CRRC J39—2019、TJ/JW 127—2020、Q/CRRC J37.1—2019、IEC 62928:2017和IEC 62619:2017,重点在电池单体、电池模块、电池包、电池系统4个层面,从电气安全、机械安全、环境安全3个角度对IEC标准和国内标准的电池安全性能评测方法进行详尽对比分析,辨析国内外在使用范围、测试对象、测试方法以及测试要求等方面的差异性。通过全面分析可以看出,国内标准对于动力锂离子电池在机械、环境、电气3个方面设置的试验项目都较为全面,基本都高于国外标准的要求;而国外标准的试验更侧重于电气安全要求。最后,基于机车车辆和电动汽车使用条件和使用工况的不同,对轨道交通用锂离子电池安全标准的进一步完善提出了改进意见,以提高轨道交通电池系统评测的科学性和针对性,为新型储能系统在轨道交通的应用发展奠定重要的基础。

关键词：轨道交通锂离子电池安全性标准

价值发现视角下电网侧储能电站的定价机制研究

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电气工程学报 2023年第4期18卷 278-287页

作者：何洋路尧李志恒杨萌尹硕李迁姜欣国网河南省电力交易中心有限公司郑州450018 国网河南省电力公司经济技术研究院郑州450052 郑州大学电气工程学院郑州450001

电网侧储能电站可以更好地发挥集群效应,促进新能源的消纳,但规模化应用又极易形成联盟产生市场力,不利于市场发展。节点边际电价在理论和实践中已经被证实无法同时满足市场出清时激励相容、个体理性和社会福利最大化对能源定价机制的... 详细信息

电网侧储能电站可以更好地发挥集群效应,促进新能源的消纳,但规模化应用又极易形成联盟产生市场力,不利于市场发展。节点边际电价在理论和实践中已经被证实无法同时满足市场出清时激励相容、个体理性和社会福利最大化对能源定价机制的要求。因此,基于维克里-克拉克-格罗夫斯(Vickrey-Clarke-Groves,VCG)机制设计理论,提出一种电网侧储能电站参与市场的能源定价机制,降低市场力的影响作用,发现储能电站最大价值。首先,以购电成本最小为目标建立综合考虑储能成本的日前市场出清模型;其次,提出基于VCG机制设计理论的电网侧储能电站定价机制,促进其理性报价、实现电力资源优化配置,并通过理论证明所提机制具有激励相容、个体理性和社会福利最大化的市场性质;最后,基于改进的IEEE 30节点系统进行实证分析,验证了该机制有效降低市场力,克服了节点边际电价能源定价机制下电网侧储能联盟的战略竞价行为,实现了市场社会福利最大化和有效的日前市场运作。

关键词：电网侧储能 VCG机制市场力个体理性激励相容社会福利最大化

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电化学储能双级式PCS对比分析

电气应用 2022年第3期41卷 15-21页

作者：马凌怡肖珩李雅欣刘海涛李建林储能技术工程研究中心(北方工业大学) 北京100144 上海电力大学电气工程学院上海200090 南京工程学院智能电网产业技术研究院江苏南京211167

储能变流器(Power Conversion System,PCS)是实现储能电池与电网功率交换的重要单元,其作为连接电池与负荷之间的电能转换装置,可以对充电、放电过程实现控制,并进行交直流的转换。其性能的好坏关系到能量传输质量,合理的储能逆变器设... 详细信息

储能变流器(Power Conversion System,PCS)是实现储能电池与电网功率交换的重要单元,其作为连接电池与负荷之间的电能转换装置,可以对充电、放电过程实现控制,并进行交直流的转换。其性能的好坏关系到能量传输质量,合理的储能逆变器设计对于促进能源消纳有重要的意义。对基础的单双级电路做简要介绍,针对双级式中的DC/DC变换器做合理分析,并总结出改进型方案,提出当前主要的研究难点,对研究前景进行展望,为今后发展提供便捷且可靠的参考。

关键词： PCS 拓扑储能双级式单级式