登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
(图1)高度自给的、可靠稳定运行的智能配电网示意图
综上,高度自给的、可靠稳定运行的智能配电网的实现,(如图1)将基于以下关键技术:
变换器可靠性以及本地控制
高度自主的配电网将包括风电变换器、光伏逆变器、电动汽车充电桩和储能系统变换器。此外,为实现对交-直混合配电网的保护,还将包括固态断路器;双极型直流配电网需要正负极负载平衡变换器;多端口直流配电网需要潮流控制器实现负载优化分配。与消费电子中追求变换器(如电脑适配器、手机充电器)的功率密度、轻视其可靠性(1-2年)不同,配电网变换器的失效将带来较大经济损失,因此要求有较高可靠性(如光伏逆变器20年设计寿命),但对功率密度要求并不高。
电力电子变换器的可靠性主要包括开关器件的可靠性(对温度波动敏感)、电容可靠性(电解电容寿命远低于薄膜电容寿命)以及元件失效后的故障容错控制(如降功率运行)。搭载数字处理器的电力电子变换器将易于实现多功能控制,其中包括:1、功率控制——电网电压正常时的有功控制和电网电压过高或过低时的无功功率控制;2、电能质量控制——主要指并网电流的谐波消除及变换器本身的控制稳定性;3、输出阻抗塑形——高度依赖新能源供电的配电网具有短路容量低、电网阻抗相对较大的特点,并网变换器与电网阻抗不匹配时会出现谐振,甚至系统失稳的问题,对并网变换器的输出阻抗塑形,使其与电网阻抗相匹配可有效避免谐振,提高电能质量。
人工智能模型
配电网因包括数量众多的变换器,而成为一个高阶强非线性系统。为实现对这样一个系统的故障监测和优化控制,需要对其中各个状态变量进行观测。而配电网往往跨较大的空间尺度,通过多传感器测量,然后数据通信的形式建立可观性,存在大延时、高成本的问题。相比而言,更可行的方法是在中央控制器中建立配电网的状态观测器(电路动态等效模型),在此基础上用测量的状态对观测器进行校正,以保证观测器的精确度。
主流的解析模型基于对象物理动态特性的描述,在低阶的传统配电网中使用尚可。但随着并网型电力电子的增多,配电网的模型呈现高阶化,以及耦合项带来的强非线性化,解析模型变得非常复杂,失去了解析模型便于分析问题的优势。同时,在建立解析模型时,通常需要做很多假设,很容易忽略重要的细节。这也是近些年,并网变换器的解析模型在不断被更新的原因,因为很多电网新出现的现象无法用已有的解析模型进行解释。
与此同时,由于并行计算的快速发展,海量计算的成本已经大为降低,这使得基于大量数据训练的人工智能建模技术变得很有吸引力。该建模方法不需要对被建模对象的物理动态特性的理解,理论上,只要训练数据的样本足够大,所训练出的模型将无限接近被建模的对象。但配电网对安全可靠运行要求十分严格,所以这种黑盒子式的建模方法很难为电网运营部门所接受。基于对象物理特性认知的人工智能建模,以解析模型为主以帮助模型快速有效收敛,以海量数据训练为辅,以提高模型的精度,将成为更加可行的方法。
云端协调控制
随着配电网中分布式能源,和储能的比例不断提高,配电网的功率平衡不再依赖大电网的支撑,而主要靠配电网内各发电与用电单元的协调控制,以实现自给自足。能量管理系统的理论发展已进行多年,包括用电负载分配、配电网用电效率优化、配电网与主干网协调控制等。近些年,云平台的商业化发展为配电网多智能体的协调控制提供了有效的工具。但是基于云平台交互的配电网多智能体协同互操作仍然缺乏设计实践,阻碍了配电网智能化的发展。配电网多智能体互操作柔性的定义,本地设备与云平台数据互传时的网络安全问题,考虑到通信时延、带宽以及云计算资源占用成本的能量优化算法部署的问题仍需投入大量研究。
此外,多电力电子电网的另一项关键技术为构网型变流器以及控制。迄今为止,新能源变流器的主流控制为电网跟随性控制,即电网中的同步发电机负责支撑电压幅度及频率,新能源变流器只向电网注入有功或无功功率。但随着新能源变流器在电网中占的比例不断增高,电网中同步发电机的支撑能力正相对变弱,因此而导致的电网崩溃事故近年来也以较高频率出现。为减小电网同步发电机的负担,要求未来的新能源变流器具备一定的电网支撑能力。
(图2)构网型新能源变流器
如图2所示,构网型变流器的控制将兼顾最大功率跟踪控制,在此基础上将具备控制电网电压、频率的能力。另外,当电网因故障停电,在故障排除后,构网型变流器将不必等待电网同步发电机来恢复电网电压,其自身将具备恢复电网电压的能力。需要强调的是,受变流器载流能力,以及天气因素对当前新能源变流器最大功率的限制,新能源变流器的构网能力比较有限。所以实现构网型变流器需要采用高级的控制方法,但为了让新能源变流器有可观的构网能力,需要给新能源发电厂搭配储能系统。
(作者刘旭 为南网科研院技术支持中心输变电智能运维研究员)
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
在发展数字经济与实现“双碳”目标的背景下,人工智能技术的爆发式增长正引发算力需求的指数级攀升。工业和信息化部数据显示,截至2024年9月底,我国在用算力中心超过880万标准机架,算力总规模达268EFLOPS(每秒百亿亿次浮点运算次数)。中国信息通信研究院《中国绿色算力发展研究报告(2024年)》显
最近,国网江苏省电力有限公司召开董事会战略研讨会暨2025年第一次董事会会议,以精心之笔触、精准之规划、精细之执行,把战略目标转化为成果实效,开启了精绘战略发展新画卷的征程,勾勒出公司高质量发展的宏伟蓝图,为国家电网的蓬勃发展与江苏的现代化建设添上浓墨重彩的一笔。回顾2024年的发展评估
北极星售电网获悉,3月31日,国家能源局发布2024年法治政府建设年度报告。报告明确,2025年法治政府建设的重点任务。其中包括加快出台相关能源法规制度和政策,构建系统完备、有效衔接的能源法律制度体系。积极推动《可再生能源法》修订,为推动经济社会全面绿色转型提供法治保障。加快《电力法》修订
3月27日,海南省长刘小明在博鳌会见参加博鳌亚洲论坛2025年年会的中国南方电网有限责任公司董事、总经理、党组副书记钱朝阳一行。双方围绕加快海南自由贸易港及“低碳岛”建设,就推动电网全面提质升级、打造新型电力系统示范省、提升防灾减灾救灾能力等方面进行交流探讨。省政府秘书长符宣朝参加会见
最近,国网国际公司副总经理黄瀚一行来国网江苏省电力有限公司,调研交流巴电CPFL项目结对共建事宜,这为省级电网公司与境外资产合作发展带来了新的生机与活力,成为这一领域的先行典范,其蕴含的价值与意义值得深入探讨与期许。国网江苏省电力有限公司在国内电网建设运营方面有着深厚的底蕴和丰富的实
随着电力需求的不断增长,大容量发电机断路器的作用就显得尤为重要。广泛应用在核电站、大型水电站、抽水蓄能电站及大型火力发电厂的大容量发电机断路器,由于研发制造难度大,长期以来只有个别跨国公司生产,且价格昂贵。为解决这一“卡脖子”难题,西安西电开关电气有限公司(以下简称“西开电气”)
为支持具备条件的工业企业、工业园区等开展智能微电网建设,去年以来,国网江苏电力交易中心深化运营可调负荷辅助服务市场,全年累计开市37天,累计增加新能源消纳8848万千瓦时,并推动新型经营主体如虚拟电厂等参与电力市场,提供灵活调节能力。新型经营主体,作为电力领域的新生力量,涵盖分布式光伏
薛禹胜中国工程院院士,国网电力科学研究院名誉院长,稳定性理论及电力系统自动化专家。发明的EEAC理论攻克了电力系统暂态稳定性量化分析的世界难题,迄今仍是国际上唯一得到理论证明并实现工程应用的量化分析方法。研发了大电网停电防御体系(WARMAP),应用于我国90%的省级以上电网。提出了CPSSE框架
2025年3月27日,第三届中国储能大会召开。国家电力调度控制中心张振宇发表题为《新型电力系统下新型储能的发展前景和挑战》的演讲,提到构网型储能作为重要的技术补充支持新型电力系统。自“碳达峰、碳中和”目标确立以来,各行各业积极加速推动能源转型,电力系统也向新型电力系统方向快速演进,新型
2025年3月27日,第三届中国储能大会召开。国网能源研究院总经理(院长)、党委副书记魏玢出席大会并发表题为《新型储能赋能电力系统:调节、平衡与创新》的主旨演讲,深入探讨新型储能技术在电力系统中的关键作用及其发展趋势,为推动我国能源转型和新型电力系统建设提供了重要思路。魏玢指出,我国新
3月25日,赣州市电网工程重点项目集中开工暨电网高质量发展三年行动计划启动。据悉,赣州市出台了《赣州市电网高质量发展三年行动计划》,将2025年至2027年确定为赣州推动电网提档升级的攻坚期、加快构建新型电力系统的关键期。行动计划以构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型
随着新能源的快速发展和电网结构的日益复杂,以高比例可再生能源和高比例电力电子设备为特征的新型电力系统正面临诸多挑战,包括系统惯量不足、电压稳定性下降以及弱网运行稳定性差等问题。在此背景下,具备更强电网支撑能力和自主调节能力的构网型技术需求呈现快速增长态势。虚拟同步机技术作为最主要
北极星电力网、北极星储能网于2025年3月4日-5日在浙江杭州举办2025年中国储能技术创新应用研讨会。会上,河南许继电力电子有限公司副总经理孙健作了题为《构网型PCS技术解析与场景化应用方案》的报告。孙健指出,跟网控制与构网控制的区别,在于构网型变流器是可控电压源,可以实现功率同步、频率支撑
1月17日,国家能源局发布2024年度能源行业十大科技创新成果。高电压大容量电力电子构网型技术装备入选。该项成果建立了构网型控制特性塑造理论方法,实现了电网故障下毫秒内高倍率短路电流支撑和零延时惯量响应。基于该项成果形成的装备,已成功应用于福建霞浦柔直、西藏电力保供专项等重大工程,为推
近日,福建泉州供电公司在安溪县城厢镇经兜村建成投运新型柱上柔性配电变压器。该变压器由福建电科院牵头研制。不同于传统配电变压器通过手动或机械调档实现电压调节,新型柱上柔性配电变压器融合了电磁式工频变压器与电力电子变流器,通过电力电子变流器进行电压调节,具备电压双向分相平滑调节、三相
12月30日,国网天津电科院与中国电科院电力电子研究所开展技术交流,围绕“双高”特性新型电力系统电力电子技术相关专业方向、科技创新与学科建设工作研究合作内容。据悉,中国电科院电力电子所从事柔性交流输配电、电能质量分析和治理方面的研究与应用,业务包括基础理论、关键技术、核心器件与装备的
北极星太阳能光伏网获悉,近日,全球电气与自动化领域的领军企业ABB宣布,公司已签署协议,将从西门子歌美飒手中收购西班牙歌美飒电气的电力电子业务,以加强ABB在不断增长的大功率可再生电力转换技术市场中的地位。此次收购将显著扩大ABB向可再生能源OEM和最终用户提供的现有电力转换产品和服务,新的
12月20日,由国网青海省电力公司牵头的“‘双高’电力系统宽频时变谐振精准防控关键技术与应用”项目顺利通过青海省科学技术厅成果评价。评价委员会专家一致认为,项目研究成果达到国际领先水平。据介绍,近年来,青海新能源发电装机规模持续增大,已建成两个千万千瓦级新能源基地。随着新能源占比提高
近日,西电电力电子重磅发布构网型级联储能变流器,其优势包括有效提升电网的惯量和阻尼特性,适应新能源高比例发展,具备黑启动及离网运行能力并且解决电网宽频振荡等问题。技术特点及创新点01具备全系列产品交付能力02具备专业机构认证公司35kV25MW级联储能变流器通过基于GB/T34120-2023的第三方型式
构网型控保系统近日,西电电力电子在控保领域取得了重大突破,成功完成了具有自主知识产权的构网型控保系统研发。技术特点及创新点01平台化开发釆用平台化的软硬件可灵活适配构网型SVG、储能变流器等产品,组件组合灵活、通用性强且易于扩展。02系统支撑能力强、调节速度快通过先进的控制策略和保护机
应用于用户侧场景的储能一体机采用“ALLINONE”设计思路,是一种集成了PCS、EMS、BMS、电池PACK、冷却单元和消防单元的储能系统,具备高能量密度、灵活扩容、即插即用等特点,满足工商业储能、台区治理、光储充微网等多种场景需求。河南许继电力电子有限公司(以下简称“许继电力电子”),深耕电力电
(根据中国工程院院士,南方电网公司首席科学家饶宏在第五届新型电力系统国际论坛暨第二十届中国南方电网国际技术论坛的演讲内容整理)近年来,我国新能源发展速度非常快,主要体现于以下两方面:一是截至2024年9月,我国新能源装机超12.5亿千瓦,提前六年多实现了原定目标;二是2023年新能源发电量约1.4
配电变压器(以下简称“配变”)设备是电力传输到用户的重要节点,其运行状态很大程度上决定了区域内的供电质量和安全。配变若长时间处于重载或过载状态,一方面会降低设备寿命,另一方面也可能带来线路故障。因此,对配变进行实时监控与调整,对供电企业具有重要意义。以广西为例,因农业人口较多,地形
党的二十大报告中指出要“立足我国能源资源禀赋,坚持先立后破,有计划分步骤实施碳达峰行动。”“深入推进能源革命,加强煤炭清洁高效利用,加快规划建设新型能源体系,积极参与应对气候变化全球治理。”电能是未来能源消费中的决定性因素,因此推进建设新型电力系统是建设新型能源体系的最重要环节之
2022年政府工作报告指出,要提升电网对可再生能源发电的消纳能力。随着近年来新型电力系统建设不断推进,发电侧新能源占比不断提升,电网的安全稳定运行面临新能源发电出力的随机性、波动性及间歇性等特性带来的严峻挑战。为提升新型电力系统对可再生能源发电的消纳能力,建立“源-网-荷-储”的一体化
为助力实现“碳达峰、碳中和”目标和构建新型电力系统,南方电网公司明确提出在南方区域2030年前基本建成、在2060年前全面建成新型电力系统。在此过程中,大力发展抽水蓄能,规划在“十四五、十五五、十六五”期间分别新增装机600万千瓦、1500万千瓦和1500万千瓦,力争到2035年南方区域抽水蓄能装机容
推进绿色低碳发展,能源电力行业承担着主力军作用。新型电力系统具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动等特征。总体上看,新型电力系统不再是一个单一封闭系统,而是开放、互联的网络,面临更多安全风险。而电力基础设施是国家关键基础设施的重要组成部分之一,亟需针对新情况、新问题
2021年3月,中央财经委员会第九次会议提出“要构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统”。新型电力系统以最大化消纳新能源为主要任务,是未来我国新型能源体系的主体,将从根本上改变我国
摘要:近几年,国网在华东、华北、华中等负荷受端地区大规模建设精细化切负荷系统,通过光纤或无线通信方式将切除的负荷开入深入到用户侧进线开关。南网也在深圳试点建设了精细化切负荷系统,主要切除的是配网环网柜的负荷开关。这些精细化切负荷系统主要存在的困难是:切负荷终端数量庞大、主站和切负
摘要:近期南网范围内某220kV线路跳闸导致新能源片区电压与频率升高事件表明,新能源大量接入带来的问题已经开始凸显,我们应摒弃“等、靠、要”的落后思想,主动思考、出谋划策...来源:北极星输配电网作者:黄超、郑茂然、田君杨、沈梓正、黄鹏飞、蒋连钿(广西电网电力调度控制中心继电保护科)1背景
在碳达峰碳中和国家战略性减碳目标引领之下,作为现代能源系统的中心,电力系统承担着能源转型主力军的作用。新型电力系统的构建成为现代能源系统转型的关键。配电网涵盖电能汇集、传输、存储和消费的全部环节,具备能源互联网全部要素,是发展新业务、新业态、新模式的物质基础。配电网直面终端用户,
在新型电力系统建设中,高比例大规模的风电、光伏等可再生能源以及电力电子设备的广泛接入,对电力系统的运行安全提出巨大挑战。为解决系统中海量新能源的可靠接入与消纳问题,需要通过应用新一代数字技术,对电力系统全环节进行数字化改造,加快建设数字电网,实现电力系统的“可观、可测、可控”是关
新型电力系统能源格局的变化将深刻改变电源结构、电网形态、负荷特性、运行特性等电力系统的形态特征。随着火电等调峰调频调度性良好的传统电源逐步退出,电力系统源网荷储的配合模式将从电源跟踪负荷变化转变至电源与负荷双向协同模式,从一维模式转变至二维模式,电网的运行规则将发生颠覆性的改变,
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!