储能技术在可再生能源电力系统中的需求和应用

随着化石燃料的枯竭以及人们对雾霾问题的关注,可再生能源逐渐步入人们视野,可将其作为解决当前环境问题的可靠方法与减少碳排放的有效途径。但由于可再生能源发电具有波动性,随着可再生能源发电所占比重的提升,也将给现有的电网系统带来挑战。使用储能技术能够作为解决利用可再生能源生产电力接入电网的有效方法。简要介绍了几种储能技术的特点及其应用现状,分析了储能装置在可再生能源发电厂的作用及优点,最后总结了储能系统在可再生能源中的应用模式。     

全钒氧化还原液流电池的特性及研究现状

对太阳能、风能等非连续能源的利用和储存是当前储能领域研究开发的重点,全钒氧化还原液流电池是一种具有开发潜力的储能方式。通过对该电池技术的特点、开发应用前景以及在电极反应行为、隔膜的特性及电解液中钒的存在形式的研究进展予以介绍和评价。     

多BESS独立直流微电网的SOC协调控制

直流微电网控制结构简单,是推动能源绿色转型的有效方式.多BESS对保证微电网可靠供电及稳定运行具有重要意义.提出多BESS直流微电网的SOC协调控制策略,给出了微电网的结构、BESS建模及SOC估算方法,探讨了储能系统的下垂控制及下垂系数动态调节改进策略,分析了基于电压观测器及均流控制器的储能模块控制方法,通过算例证明...     

新能源并网发电系统的关键技术和发展趋势

随着以新能源及可再生能源为代表的微型能源发电技术、分布式发电技术以及储能技术的飞速发展,新能源并网发电正逐渐成为研究的热点。首先介绍了主要新能源分布式发电技术,进而给出了微网的相关概念及其基本结构,阐述了新能源并网发电系统中的关键技术。最后提出了新能源并网发电系统的发展趋势是分布式混合能源系统和在坚强智能电网框架下的智能微网,并探讨了在研究中需要重点解决的理论和技术问题。     

风光储互补型微电网实验室设计与建设

为适应当前新能源技术的发展,设计了一套集生产、教学、科研、实验于一体的校园微电网系统。系统包括光伏(包含单晶、多晶、双玻3种不同类型光伏组件),风力(包含水平与垂直两套风力系统)、蓄电池储能、模拟输电线路以及微网的监控与调度系统。此外,考虑到实验室所建设地区的气候条件,还配备有双馈异步与永磁同步两套风力发电仿真系统。系统具有对参数的实时监控功能,能实现孤岛/并网/生产/实验等单个运行和各种运行方式自由组合,并得到较好的结果。本文详细介绍了微电网系统的各个子系统及能源管理及监控系统。通过对该项目研究有助于了解城市与农村电网中分布式能源的并网规划设计与运行技术,为今后在市场大规模推广应用积累相关经验。     

基于自抗扰控制器的风柴储微电网频率控制方法

由于微电网引入了风能等可再生能源发电,其出力的不可预测性、随机性和间歇性使得微电网在孤岛运行时的频率控制具有一定难度。为了减小频率的实时波动,设计了基于扩张状态观测器的实时频率补偿控制器,将负荷与风电的波动当作系统的干扰,将储能电池和微电网的传递函数转换为状态空间表达式,作为被控对象,调整控制器的参数,使得微电网的频率稳定在额定值附近。利用仿真软件M atlab搭建模型,与传统的下垂控制方法进行对比,仿真结果表明：笔者设计的基于自抗扰控制器的频率控制方法稳定性好,抗干扰能力强。     

石墨烯电池的推广研究

在经济高速腾飞的今天,能源已经成为发展的瓶颈.电力以其环保、清洁、可再生的特点逐渐被重视.传统电动自行车因充电时间长等问题发展受限.我团队本研究采用新材料——石墨烯,作为电极,开发研究新一代电动自行车电池,并使其具有高导电性及轻便性的特点.并进一步发展石墨烯的应用,开启一个电“烯”合璧新前景.     

太阳能光伏发电技术研究

太阳能作为一种可再生能源,它干净无污染,并可持续利用,因此有着广阔的应用前景,光伏发电技术也受到人们的关注.文章针对光伏组件价格的不断降低和光伏技术的发展,综述了太阳能光伏发电的原理、运行方式、系统组成、特点及其应用方向,阐述了太阳能光伏发电系统将逐渐由现在的补充能源向替代能源过渡的发展趋势.     

微网中电池储能系统的控制策略与仿真

随着微网概念的应用,电池储能系统作为重要的组成环节,对电网的稳定运行及电能质量改善起着重要作用。首先介绍了电池储能系统模型,分析比较了PQ控制、PV控制、V/f控制、下垂控制四种不同的控制策略,得出联网运行时PQ控制、孤岛运行时V/f控制的综合主从控制策略。并在Matlab中搭建了仿真电路,验证了该控制策略的可行性。     

太阳能光伏发电材料进展研究

随着人们对可再生能源的探索和日益重视,更多研究在具有广泛应用前景的太阳能领域展开。文章着重论述了光伏发电系统研究进展。其中在提高太阳电池转换效率方面的研究进展有：提出双光子或多光子吸收机制、上转换机制、多激子产生机制、下转化机制以及热载流子电池等;在光伏材料方面,对晶硅材料、薄膜材料以及低维纳米材料的性能研究进行了详细阐述;最后解读了光伏材料的制备与性能表征技术的研究进展。     

分布式供电技术在现代电力系统中的应用

传统能源供电对环境产生的污染问题日益严重.分布式能源供电技术作为传统集中式供电方式的重要补充,可充分发挥地域可再生资源优势,并在节能减排、保护环境及电网经济运行等方面有重要意义.对分布式能源供电技术及应用现状进行了整理归纳,针对分布式供电系统并网运行对现代电力系统可能产生的各方面影响进行了详细地分析,提出了该技术领域进一步的研究方向.     

Applications of Lithium-Ion Batteries in Grid-Scale Energy Storage Systems

In the electrical energy transformation process,the grid-level energy storage system plays an essential role in balancing power generation and utilization.Batteries have considerable potential for application to grid-level energy storage systems because of their rapid response,modularization,and flexible installation.Among several battery technologies,lithium-ion batteries(LIBs) exhibit high energy efficiency,long cycle life,and relatively high energy density.In this perspective,the properties of LIBs,including their operation mechanism,battery design and construction,and advantages and disadvantages,have been analyzed in detail.Moreover,the performance of LIBs applied to grid-level energy storage systems is analyzed in terms of the following grid services:(1) frequency regulation;(2) peak shifting;(3) integration with renewable energy sources;and(4) power management.In addition,the challenges encountered in the application of LIBs are discussed and possible research directions aimed at overcoming these challenges are proposed to provide insight into the development of grid-level energy storage systems.     

可再生能源实验室的教学探索

文章通过分析新能源革命的特点,对电力电子技术教学模式进行了改革探讨。建立可再生能源实验室的目的,是让学生了解电力电子技术在可再生能源方面的应用,学会使用实验室的混合动力系统和虚拟平台,学会对太阳能系统模块进行建模仿真。E-learning和实验室学习相结合的模式可以激发学生学习的主动性,是一种全新的实践教学模式。     

太阳能、空气源热泵系统、锅炉供暖联合供热方式的探讨

本文针对唐山市某示范工程中应用的太阳能-空气源热泵-锅炉供热联合使用技术进行阐述,分析了三者联合运行的技术可行性,强调了可再生能源综合利用的必要性。     

海洋能发电实验系统建设研究与实践

海洋能是清洁的可再生能源,随着技术的发展,海洋能逐渐成为能源供给的重要组成部分。海洋能发电包括潮汐能发电、波浪能发电、潮流能发电、海流能发电、温差能发电、盐差能发电等,其中波浪能发电是目前研究的热点之一。为了进行相关教学和科研活动,我院建立了基于波浪能发电技术的海洋能能发电实验系统。论文对此进行了阐述。     

基于太阳能的无线传感器网络节点供电系统设计

针对无线传感器网络能量供应瓶颈问题,设计实现了一种基于太阳能的无线传感器网络节点供电系统.该系统在实现基于太阳能的电池充电、电池保护等功能的同时,能够自动检测分析太阳电池板输出电压值,并可在其值达到设定值时,将系统供电源由充电电池切换为太阳能电池板,通过降压稳压处理后为节点提供所需的工作电源.测试结果表明：该供电系统输出电压3.3 V左右,平均偏差小于3%,能够为野外环境中的无线传感器网络节点提供持续稳定的电源供给.     

Energy storage and retrieval

Harnessing sunlight for the production of electrical energy is an engrossing prospect. The crucial concept underlying the success of solar power stations is energy storage and its retrieval on demand which can be most effectively achieved with storage batteries. This article highlights the chemistry of existing and emerging battery technologies.     

移动基站电源系统探讨

为了保证移动通信基站的正常运行,必须考虑基站电源系统的可靠性和供电质量.根据移动基站对电源系统的基本要求进行估算及选型.随着新能源技术的发展和人们对可再生能源的重视,移动通信基站电源系统正逐步发展为常规电源系统和新能源系统的结合,与常规电源系统形成优势互补.本文对移动基站电源系统的情况作一探讨.     

数字功率跟随技术在风光互补发电系统中的应用

风能、太阳能作为无污染的绿色能源具有广阔的发展前景,但是其随机性和不稳定性是风光互补发电系统中应尽可能克服的问题。本文介绍了以ATMEGA8单片机为核心组成风机和太阳能发电的功率跟随技术,以最大限度的利用风能和太阳能。     

Control strategy of hybrid fuel cell/battery distributed generation system for grid-connected operation

This paper presents a control strategy of a hybrid fuel cell/battery distributed generation （HDG） system in distribution systems. The overall structure of the HDG system is given, dynamic models for the solid oxide fuel cell （SOFC） power plant, battery bank and its power electronic interfacing are briefly described, and controller design methodologies for the power conditioning units and fuel cell to control the power flow from the hybrid power plant to the utility grid are presented. To distribute the power between the fuel cell power plant and the battery energy storage, a neuro-fuzzy controller has been developed. Also, for controlling the active and reactive power independently in distribution systems, the current control strategy based on two fuzzy logic controllers has been presented. A Matlab/Simulink simulation model is developed for the HDG system by combining the individual component models and their controllers. Simulation results show the overall system performance including load-following and power management of the HDG system.