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德國能源互聯網項目總結及其對我國的啟示

電網技術雜志|尹晨暉 楊德昌 耿光飛 范征 中國農業大學信息與電氣工程學院 北京市海淀區100083 德國華人新能源協會 德國柏林市10119
【摘 要】

多種能源之間的轉化和互聯已成為我國能源發展的主要形式,在總結能源互聯網3種發展思路的基礎上,歸納提出了能源互聯網的基本特征和架構體系;然后從目標設定、物理結構、管理策略和運行成果等方面詳細分析了德國能源互聯網建設的現狀,總結了相關的經驗及其對我國能源互聯網建設的啟示;結合當前我國能源互聯網的高新技術和發展現狀,提出了我國能源互聯網建設的關鍵技術和實施路線。

【分 類】
  • 期刊
  • >
  • 自然科學與工程技術
  • >
  • 工程科技II
  • >
  • 電力工業
【關鍵詞】
  • 能源互聯網
  • 示范工程
  • 關鍵技術
  • 實施路線圖

電網技術 文檔目錄

電網技術雜志能源互聯網

能源互聯網:驅動力、評述與展望

摘要:能源互聯網是能源和互聯網深度融合的結果,是當前國內外學術界和產業界的關注焦點和創新前沿,可能顛覆傳統的能源行業。剖析了能源互聯網提出和發展的驅動力,包括環境、經濟、社會、技術和政策等方面。梳理了國內外能源互聯網的發展歷程,評述了所提出的不同的能源互聯網概念,這些概念分別側重全球電力互聯、側重多種能源耦合和側重能源信息融合。認為能源互聯網是能源網和互聯網深度融合的產物,能夠包容現有的概念,但具有更深刻的內涵。其中,開放是其核心理念,互聯網理念和技術的深度融入是其核心特征,能源系統的類互聯網化和互聯網+是其基本架構。提出了能源互聯網系統層面若干基礎科學問題。能源互聯網的發展將有力促進能源的市場化、高效化和綠色化,并使能源這一龐大的傳統行業成為萬眾創新創業的沃土。
3005-3013

能源互聯網標準體系研究

摘要:能源互聯網具有廣闊的發展前景和潛在的社會經濟效益,是世界能源產業發展的趨勢,建立能源互聯網的技術標準體系對于技術創新和產業發展至關重要。在智能電網標準體系的基礎上,借鑒IEC智能電網專題標委會(SG3)提出的基于FICC(function,information,communication,component)層次體系模型的三維立體架構,提出了能源互聯網標準體系架構,給出了其內涵和使用方法。結合能源互聯網建設需求和新技術的發展,提出了能源互聯網標準體系包含的主要標準內容,給出了標準化工作建議。以上研究保證了標準化工作的邏輯性和完整性,為能源互聯網的發展做出了有益的探索。
3035-3039

電力系統中信息物理安全風險傳播機制

摘要:在電力信息物理融合系統(cyber physical system,CPS)中,信息空間中的風險有可能傳遞到電力空間中并導致電力設備故障。為此,有必要研究信息安全風險在電力CPS中的傳播機制。首先,闡述了電力CPS中信息安全風險跨空間傳播的基本形式,指出智能終端設備是安全風險跨空間傳播的必經之路;之后,根據電力CPS的特點和細胞自動機理論的特征,建立了電力CPS中信息物理安全風險的傳播模型。最后,以MATPOWER中自帶的三機九節點系統為例,通過仿真計算分析了風險跨空間傳遞概率、故障細胞治愈概率等因素對風險傳播的影響,也討論了仿真時間間隔對仿真結果的影響。
3072-3079
電網技術雜志配用電大數據技術

配電網大數據技術分析與典型應用案例

摘要:以美國Auto Grid公司及其2個產品(能量數據平臺EDP和需求側優化管理系統DROMS)為例,分析了大數據技術在配電網數據分析中的應用。首先,簡要介紹了主動配電網中大數據的典型特點;然后列舉了EDP和DROMS的關鍵技術和主要功能,并介紹了Auto Grid公司的4個典型應用案例;最后,結合配電網的設備水平和運行水平,總結歸納了配電網大數據應用的關鍵技術,提出配電網大數據應用的實施路線圖。
3114-3121
電網技術雜志可再生能源發電與綜合消納技術

基于模糊序優化的風功率概率模型非參數核密度估計方法

摘要:風功率概率分布模型的研究對于風電場規劃以及運行都具有重要意義。提出了一種基于模糊序優化的風功率概率密度模型非參數核密度估計方法。該方法利用風電運行數據樣本構建風功率概率密度的非參數核密度估計模型;然后建立用于模型帶寬選擇的多目標優化模型;最后利用模糊序優化對帶寬優化模型進行求解。實際算例結果表明,所提建模方法完全由樣本數據驅動,不需要對概率密度模型進行先驗主觀假設,因而具有更高的建模精度和更強的適用性。
335-340

基于頻譜分析的微網混合儲能容量優化配置

摘要:為含多種分布式電源的微網系統配置適當容量的儲能,可有效提高微網供電的可靠性和靈活性。針對風光互補獨立微網系統,考慮儲能設備的運行特性對其循環使用壽命的影響,對微網儲能容量優化配置進行了研究。在對微網凈負荷功率進行頻譜分析的基礎上,提出了協調蓄電池與超級電容器運行的微網系統功率分配策略。通過分析儲能系統的成本結構,建立了以儲能系統年綜合最小成本為目標函數,同時考慮儲能充放電功率、剩余電量等約束條件的微網混合儲能容量優化模型。實例驗證了所提方法的技術合理性和經濟實用性,為微網儲能規劃設計提供了理論依據和技術支持。
376-381
電網技術雜志低碳電力技術

計及碳排放的含風電場電力系統隨機可用輸電能力協調決策

摘要:新能源的大規模并網對電力系統的低碳減排具有重要意義,但電能的遠距離輸送也給電力系統安全穩定帶來了挑戰,其中可用輸電能力(available transfer capability,ATC)是評價系統安全裕度的重要指標。在低碳減排背景下,如何協調決策ATC與碳排放之間的關系具有現實意義。建立了一種基于機會約束規劃并計及碳排放約束的隨機ATC協調決策模型。通過多目標規劃優化決策ATC與碳排放,采用法線邊界交叉法求解該多目標優化問題。針對風電出力的不確定性,構造隨機ATC的機會約束規劃模型,采用基于半不變量法和原對偶內點法的啟發式算法進行求解。最后采用IEEE 30節點系統及某地區實際電網驗證所提模型的有效性和實用性。結果表明,所提模型協調了電力系統安全性與環保性之間的關系,對運行調度人員具有指導意義。
405-411

國內微電網項目建設及發展趨勢研究

摘要:微電網作為堅強智能電網的重要組成部分,能夠高效地集成各種分布式能源,提高可再生能源的滲透率,彌補大電網供電集中的缺陷,因此近年來備受關注和發展。由于我國微電網研究起步晚,技術、標準和推廣性尚不成熟,仍處于實驗和摸索階段。因此根據現有的文獻資料,首先簡要說明微電網的定義、分類、用途及結構,然后分析了中國微電網試點項目建設情況及特點,最后結合我國現有微電網特點及科研現狀總結了我國微電網的發展趨勢。
451-458
電網技術雜志基于MMC的柔性輸電技術

模塊化多電平換流器的拓撲和工業應用綜述

摘要:模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)在高壓大功率系統領域已展現出極其重要的工程應用前景。首先介紹了典型MMC的電路拓撲和工作原理,然后分別從子模塊級拓撲和系統級拓撲2個方面,系統回顧了MMC拓撲的國內外最近研究進展,總結了MMC在柔性直流輸電、電力傳動、高壓直流功率變換、電能質量問題治理等工業領域的工程應用現狀。在此基礎上指出MMC今后亟待研究的關鍵問題。相關研究結果表明,MMC在電力系統中具有廣泛的應用前景,是未來中高壓大功率系統的重要發展方向之一。
1-10

MMC-HVDC系統直流側故障暫態特性分析

摘要:近年來,國內外對模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)的研究主要集中于系統建模仿真、控制系統設計等方面。對基于模塊化多電平換流器的高壓直流輸電系統(modular multilevel converter based high voltagedirect current system,MMC-HVDC)直流線路故障的研究也僅是在簡單的故障定性仿真分析上。為了比較精確地定量分析MMC-HVDC系統直流側故障瞬間電氣應力的暫態特性、短路故障狀態下的等值電路模型,分析了系統直流側故障的機理,給出了故障電壓、電流的數學表達式。基于RT-LAB軟件搭建了雙端MMC-HVDC仿真模型,驗證了故障暫態特性分析的結果,單極接地故障使得直流非故障極的對地電壓與換流站交流側的相電壓增大;雙極短路故障會引起換流站的橋臂產生嚴重的過電流現象;單極斷線故障會導致整流站很大的直流電壓變化率,引起嚴重直流過電壓。針對上述問題,文章結合分析結果給出了相應的故障保護要求和策略。
40-46

適用于直流電網的組合式高壓直流斷路器

摘要:模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)在直流電網中具有較大的應用潛力。當前各類MMC拓撲中,半橋型MMC具有最佳的經濟效益,但缺乏直流故障清除能力。目前主要有兩種直流故障清除方法:一種是采用具有直流故障清除能力的子模塊,但會引入額外的功率損耗,同時,需要通過閉鎖MMC來達到清除直流故障的目的;另一種是采用混合式高壓直流斷路器,它具有快速隔離直流故障的能力,但投資費用較大。為有效解決上述弊端,提出一種組合式高壓直流斷路器,并對其控制時序進行了研究。組合式直流斷路器以混合式直流斷路器為設計背景,對其主要設備進行重新配置并加以改進,更加適用于多端柔性直流輸電系統及直流電網。在保證同等直流故障處理能力的前提下,相比混合式高壓直流斷路器,其投資成本大幅度降低。為驗證組合式直流斷路器的有效性,在PSCAD/EMTDC內建立了一個三端單極直流網絡模型。仿真結果驗證了組合式直流斷路器在隔離直流線路故障方面的可行性和有效性。
70-77
電網技術雜志特約專稿

特高壓同步電網安全性論證

摘要:根據《電力系統安全穩定導則》,從短路電流、靜態安全性、暫態穩定性、動態穩定性等方面,校核了特高壓同步電網方案的安全穩定性;根據《電力安全事故應急處置和調查處理條例》要求,校核了可能發生的自然災害導致的電網嚴重故障下,特高壓同步電網的承受能力及可采取的措施;根據第3道防線的設置原則和要求,分析了由低頻減載、低壓減載和解列控制構成的第3道防線在特高壓同步電網的適應性。結果表明,特高壓同步電網安全性滿足《電力系統安全穩定導則》的要求,承受嚴重故障能力強,第3道防線可有效控制事故范圍,避免出現大停電;采用基于廣域同步量測信息的自適應解列、交直流協調控制等技術可以進一步提高系統的安全性。
97-104

期刊名稱:電網技術

期刊級別:北大核心期刊

期刊人氣:5680

雜志介紹:
主管單位:國家電網公司
主辦單位:國家電網公司
出版地方:北京
快捷分類:工業
國際刊號:1000-3673
國內刊號:11-2410/TM
郵發代號:82-604
創刊時間:1957年
發行周期:月刊
期刊開本:A4
下單時間:1-3個月
復合影響因子:2.821
綜合影響因子:2.389
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