摘要 — 储能系统 (ESS) 可以增强电网的灵活性,其运营商可以从各种收入来源中受益以收回投资。本研究旨在估算欧洲市场提供频率控制储备 (FCR) 或主要储备的预期收入。引入了一个参考模型,其中 FCR 激活由实际频率测量决定(模型 1)。由于这些测量结果可能无法系统地获得,本文提出了两个额外的离线方法模型,使 ESS 运营商无需实际频率数据即可确定瞄准 FCR 市场的经济可行性。模型 2 是基于与电池额定功率(即储备容量)有关的激活能量恒定系数的传统公式的改进版本。模型 3 是一种新的简化模型,基于取决于系统运营商的总激活储备的可变激活系数。考虑到 2021 年法国市场,通过与六个月的精确公式进行比较,评估了所提出模型的有效性。结果表明,在激活能量较高(高频增益)的情况下,采用模型 2 是更好的选择,与模型 1 相比,误差为 3%。然而,在相反的情况下(低频增益),模型 3 更适合使用,误差为 2%。
首字母缩略词/缩写 定义 AC 交流电 AEMO 澳大利亚能源市场运营商 AGC 自动增益控制 ARENA 澳大利亚可再生能源机构 BESS 电池能源系统 BHBESS 布罗肯希尔电池储能系统 BMS 楼宇管理系统 CAPEX 资本支出 CP 先决条件 DC 直流电 DPE 规划和环境部 EIS 环境影响声明 EOI 意向书 EPC 工程、采购和施工 FCAS 频率控制辅助服务 GFM 电网形成 GPS 发电机性能标准 HP 保持点 ITC 检查和测试证书 ITP 检查和测试计划 kV 千伏 LSBS 大型电池存储 MCC 机械完成证书 MOD 修改后的开发同意书 Ms 毫秒 MVA 兆伏安 MVAr 兆伏安(无功) MW 兆瓦 MWh 兆瓦时 NEM 国家电力市场 NER 国家电力规则 NOE 通电通知 NSP 网络服务提供商 OEM 原始设备制造商 OFSC 联邦安全专员办公室 PCS 电源转换系统 pu每单位 POC 连接点 PPC 发电厂控制器
摘要:目前,可再生能源 (RES) 在电网中的渗透率显著提高,尤其是在微电网中。用 RES 取代传统同步机可显著降低整个系统的惯性。这会对不确定情况下的微电网动态产生负面影响,降低微电网频率稳定性,特别是在孤岛运行模式下。因此,本研究旨在利用虚拟惯性频率控制概念增强孤岛微电网频率弹性。此外,虚拟惯性控制模型采用了最优模型预测控制 (MPC)。MPC 的优化设计是使用一种优化算法,即非洲秃鹫优化算法 (AVOA) 实现的。为了证明所提出的控制器的有效性,将基于 AVOA 的 MPC 与使用各种优化技术进行优化设计的传统比例积分 (PI) 控制器进行了比较。利用 RES 的实际数据,并应用随机负载功率模式来实现实际的模拟结果。此外,微电网范例包含电池储能 (BES) 单元,用于增强孤岛微电网的暂态稳定性。模拟结果表明,基于 AVOA 的 MPC 在提高微电网频率弹性方面是有效的。此外,结果确保了 BES 在时域模拟中改善暂态响应的作用。模拟结果是使用 MATLAB 软件获得的。
摘要。随着时代的发展,对具有高效率、高扭矩、高速度和可变速度以及低维护成本的电机的需求不断增加。这些电机之一是无刷直流电机,它使用电换向,因此具有高效率和长运行时间。因此,为了满足对高效率、高扭矩、高速度和可变速度以及低维护成本的需求,使用无刷直流电机 (BLDC) 或无刷交流电机 (BLAC)。与其他类型的电机相比,BLDC 电机在工业中得到广泛应用,因为 BLDC 电机具有许多优点。但是 BLDC 电机也有一个弱点,即难以调节速度。在这种情况下,作者有兴趣进行一项创新来克服这个问题,通过制作一个三相电机驱动器作为 BLDC 电机控制来调节 BLDC 电机的旋转,从而可以改变速度。该三相电机驱动器由 Arduino Nano 微控制器和使用 IRF3205 MOSFET 的三相逆变器电路组成。 Arduino Nano 微控制器用作三相逆变器电路中的 MOSFET 点火器,结果是本研究的成功参数是能够确定 BLDC 电机的换向,然后通过 Arduino NANO 微控制器由三相逆变器控制,以一定的频率控制 BLDC 电机的速度。
摘要 发电机的转速影响产生的频率和电压,而这种变化会影响负载侧。为此,我们需要一种能够优化微水力发电性能的控制设备。因此,我们需要一种通过应用负载频率控制 (LFC) 来优化微水力发电性能的技术。LFC 通过实施超导磁能存储 (SMES) 和电容能存储 (CES) 而设计,此应用将提供功率补偿以减少甚至消除由消费者电力负载变化引起的频率振荡。为了获得最佳的微水力发电性能,必须为 SMES 和 CES 设置正确的参数。本研究中的 SMES 和 CES 参数调整提出使用 Bat 算法。该算法使用的目标函数是优化积分时间绝对误差 (ITAE)。对于性能分析,在负载变化的情况下测试系统,然后分析调速器、涡轮机和系统频率响应。为了测试系统的可靠性,本研究采用了几种控制、SMES、CES 与基于比例、积分、微分 (PID) 的传统控制相结合的方案。正确的控制参数将更优化地改善系统性能。最佳系统性能可以从调速器、涡轮机的响应和频率的最小超调以及系统切换到稳定状态的快速稳定时间中看出。
基于可再生能源 (RES) 的分布式发电 (DG) 系统会降低整个系统的惯性,这很可能在扰动条件下在系统中产生更高的振荡。因此,DG 渗透水平对系统稳定性和可靠性有重大影响。本研究深入分析了电池储能系统 (BESS) 在提供一次频率控制以支持提高风电渗透水平方面的影响。BESS 被建模为带有 DC/AC 转换器和其他相关电力电子接口的存储系统。目标是随着风力发电机组的渗透水平的提高,按比例替换现有的同步发电机,同时保持电力系统的稳定性和可靠性。BESS 模型是在 DigSILENT/PowerFactory 中开发的,并模拟了有无 BESS 的系统性能,并比较了考虑不同干扰(例如单相接地故障、线路暂时停电和负载需求增加)以及不同 DG 渗透水平的情况。仿真结果表明,BESS 具有减少系统扰动后振荡的能力,并支持现有电力系统中 DG 渗透水平的提高。因此,BESS 可被视为以可再生能源为导向的可持续未来电网稳定性增强的最可行措施。
首字母缩略词/缩写 定义 AC 交流电 AEMO 澳大利亚能源市场运营商 AGC 自动增益控制 ARENA 澳大利亚可再生能源机构 BESS 电池能源系统 BHBESS 布罗肯希尔电池储能系统 BMS 楼宇管理系统 CAPEX 资本支出 CP 先决条件 DC 直流电 DPE 规划和环境部 EIS 环境影响声明 EOI 意向书 EPC 工程、采购和施工 FCAS 频率控制辅助服务 GFM 电网形成 GPS 发电机性能标准 HP 保持点 ITC 检查和测试证书 ITP 检查和测试计划 kV 千伏 LSBS 大型电池存储 MCC 机械完成证书 MOD 修改后的开发同意书 Ms 毫秒 MVA 兆伏安 MVAr 兆伏安(无功) MW 兆瓦 MWh 兆瓦时 NEM 国家电力市场 NER 国家电力规则 NOE 通电通知 NSP 网络服务提供商 OEM 原始设备制造商 OFSC 联邦安全专员办公室 PCS 电源转换系统 pu每单位 POC 连接点 PPC 发电厂控制器
对气候变化的担忧已将全球注意力转向先进、可持续和脱碳的能源系统。虽然风能和太阳能等可再生资源提供了环保的替代品,但它们固有的可变性和间歇性对电网的稳定性和可靠性提出了重大挑战。可再生能源的整合需要创新的解决方案来有效平衡电网的供需。本综述探讨了电解器系统通过为现代电网提供辅助服务在应对这些挑战中的关键作用。传统上仅用于生产氢气的电解器现在已成为能够快速响应电网负荷变化的多功能工具。它们可以在过剩时段消耗电力,或者与燃料电池集成在高峰需求期间发电,从而有助于电网稳定。因此,电解器系统可以实现为最终用户生产氢气和提供电网平衡服务的双重功能,从而确保更大的经济可行性。本综述旨在全面介绍电解器系统在提供辅助服务方面的作用,包括频率控制、电压控制、拥塞管理和黑启动。探讨了在现代能源系统中使用电解器提供辅助服务的技术方面、市场、项目、挑战和未来前景。
电池储能系统 (BESS) 在电网中日益增长的兴趣凸显了其在未来电网中的重要作用。在电网的传输层,大型电池由于其快速响应可以提供负载频率控制。电池集成到电网中可以有效地减少由小负载扰动引起的频率和联络线功率曲线的振荡 [1]。一般来说,较小的时间常数、快速响应和高能量密度为 BESS 在电力系统中创造了广泛的潜在应用。关于 BESS 在电力系统中的不同应用,有大量的文献。[2] - [3] 研究了结合 AGC 的电池对负载频率调节的影响。此外,[4] 和 [5] 研究了作为微电网和大型风电场备用电池。在 [4] 中,表明孤立微电网中的大规模电池储能可以改善微电网响应电力系统动态的动态性能。在 [5] 中,从电力系统稳定性和控制的角度研究了电池集成在风电场中的影响。此外,电力系统中的电池集成可以改善大型风电系统的频谱响应,并抑制系统的频率振荡。在 [6] 中,设计了用于充电模式的风电场和 BESS 的协调控制器,以保证电网频谱响应与期望响应几乎完美匹配。电力系统中的大规模电池集成还可以提高电力系统的暂态稳定性
本文回顾了储能技术及其在澳大利亚国家电力市场 (NEM) 中的适用性。随着可再生能源发电渗透率随时间变化而不断提高,最大和最小运行需求之间的动态变化将继续增加。在这一持续的过渡期间,随着火力发电站的机械系统惯性随着不断退役而减小,推动 NEM 辅助服务市场进行频率和电压控制的恶劣天气事件变得越来越重要。因此,NEM 对能源服务的需求变得比以往任何时候都更加多样化。为了保持电网稳定,需要具有不同响应时间和耐久性的各种存储技术来提供电网辅助服务,例如频率控制辅助服务 (FCAS) 和网络服务控制辅助服务 (NSCAS)。对现有的短期至中期存储技术(如飞轮、电池和超级电容器)的审查表明,具有不同功率、能量密度和快速响应能力的混合系统将成为解决方案的一部分。抽水蓄能 (PHES)、压缩空气储能系统 (CAES) 和绿色氢能(通过燃料电池和快速响应的氢燃料燃气调峰涡轮机)将成为中长期储能的选择。电池和 SC 被认为是实现 2030 年至 2050 年净零排放目标的明智选择。重点介绍了当前的挑战以及未来研究的机会。