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[2018年IEEE工业应用学会年会(IAS) - 美国俄勒冈州波特兰市 (2018.9.23-2018.9.27)] 2018年IEEE工业应用学会年会(IAS) - 面向空间应用的太阳能转换系统设计与优化
摘要: 本手稿详细介绍了一种适用于太空应用的500千瓦太阳能微电网系统设计方案。该设计方法采用遗传算法进行多目标优化,综合考虑了表征太阳能微电网的四个关键参数(电池电压、光伏最大功率、光伏最大功率点电压及每串电池板数量)。最终优化指标为日均可输送功率与系统总质量之比(瓦/千克)。该微电网系统由多个模块化直流-直流微型转换器构成,其中评估比较了四种拓扑结构(降压型、升压型、升降压型及无极性升降压型),确定无极性升降压转换器为最佳方案,并提供了经分析验证的最优系统特性。最终系统设计实现了35.56瓦/千克的比功率,优化参数包括:743.7伏电池电压、439.5瓦光伏最大功率、182.7伏光伏最大电压及每串三块电池板配置。基于优化结果,研制了原型机并针对效率与低温可靠性进行测试分析。该转换器峰值效率达98.4%,功率密度3.54瓦/立方厘米,比功率3.76瓦/克,在0℃至-140℃条件下完成超过267小时的11分钟低温循环测试。
关键词: 宽带隙半导体、微电网、升压-降压变换器(非反相)、最大功率点跟踪器、太空探索、光伏系统、设计优化、直流-直流电源转换器、系统级设计、低温测试
更新于2025-09-23 15:23:52
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[IEEE 2018年第53届国际大学电力工程会议(UPEC) - 英国格拉斯哥(2018.9.4-2018.9.7)] 2018年第53届国际大学电力工程会议(UPEC) - 马拉维太阳能光伏微电网可行性研究
摘要: 能源是发展的助推器,但发展中国家仍有超过100万人无法获得电力。在马拉维,不到12%的人口能用上电网电力,农村地区这一比例低至1%。太阳能微电网正成为发展中国家提供电力接入的一种具有成本竞争力、低碳且可靠的方式。本文总结了评估马拉维一个太阳能微电网技术和财务可行性的过程及关键发现,包括系统设计定义、商业模式讨论以及通过技术经济建模对关键参数进行的敏感性分析。所开发的创新方法以迭代方式利用定性和定量信息收集与评估,从而在最可行的当地地点设计出稳健的电力接入解决方案。结果显示,“预期能源使用量”的上限可能比设计的能源限量高出多达5倍。对于所研究的案例,需求较高的电网显示出的平准化能源成本约低20%,相反,“低需求”电网案例的平准化能源成本约高48%。这表明能源使用预测存在很大的不确定性范围,如果处理不当,将对能源接入和微电网业务发展产生不利影响。本文提出的研究将针对马拉维的这些挑战,但也广泛适用于其他类似地区。
关键词: 微电网、太阳能光伏、马拉维、农村电气化
更新于2025-09-23 15:22:29
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[2018年IEEE工业应用协会年会(IAS) - 美国俄勒冈州波特兰市(2018.9.23-2018.9.27)] 2018年IEEE工业应用协会年会(IAS) - 基于太阳能光伏-微型水电的微电网设计与控制
摘要: 本研究涉及一种基于太阳能光伏(PV)和微型水力发电的微电网系统,该系统配备电池储能装置(BES),通过公共耦合点(CCP)处的电压源转换器(VSC)实现不间断供电。本系统中仅一个VSC具备消除电能质量问题、补偿谐波电流、调节变频变载条件下频率与电压的能力。直接连接直流母线的电池储能系统(BES)负责管理负载变化及发电功率波动时的电力流向。微型水力发电采用同步磁阻发电机(SYRG),因其相比永磁无刷发电机等其他类型具有更高可靠性与成本优势。系统运用同步参考坐标系理论(SRFT)控制方法来调控公共耦合点(PCC)的频率与电压。所提方案采用增量电导法(INC)从光伏阵列提取最大功率。实验结果表明该微电网在不同工况下运行平稳,其电能质量符合IEEE 519标准要求。
关键词: 微型水力发电、电池储能系统(BES)、微电网、同步磁阻发电机(SyRG)、光伏发电(PV)、电能质量
更新于2025-09-23 15:22:29
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空间应用太阳能转换系统的设计与优化
摘要: 本手稿详细阐述了一种适用于太空应用的500千瓦太阳能微电网系统设计方案。该设计方法采用遗传算法进行多目标优化,综合考虑表征太阳能微电网的四个关键参数(电池电压、光伏最大功率、光伏最大功率点电压及每串电池板数量)。最终优化指标为日均可输送功率与系统总质量之比(瓦/千克)。该微电网系统由多个??榛绷?直流微型转换器构成,研究评估并比较了四种拓扑结构(降压型、升压型、升降压型及无极性升降压型),确定无极性升降压转换器为最优方案,并提供经分析验证的最优系统特性参数。最终系统设计实现35.56瓦/千克的比功率,优化参数包括:743.7伏电池电压、439.5瓦光伏最大功率、182.7伏光伏最大电压及每串三块电池板配置?;谟呕峁?,研究团队设计原型机并通过效率测试与低温可靠性验证。该转换器峰值效率达98.4%,功率密度3.54瓦/立方厘米,比功率3.76瓦/克,在0℃至-140℃环境下完成超过267小时、每次11分钟的低温循环测试。
关键词: 低温测试、光伏系统、宽禁带半导体、最大功率点跟踪器、设计优化、升压-降压转换器(非反相)、太空探索、系统级设计、直流-直流电源转换器、微电网
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE 2018年PES/IAS PowerAfrica会议 - 开普敦(2018.6.28-2018.6.29)] 2018年IEEE PES/IAS PowerAfrica会议 - 基于代理系统的太阳能驱动直流微电网改进控制与监测方法
摘要: 电场中的控制与监测流程是智能电网的基本要素?;谙冉际?,电力网络传输、配电及用户侧的各项活动需要不同的属性、系统和机制来处理。坦桑尼亚目前在配电侧仍采用人工操作,输电侧则极少应用自动化。实践证明,基于人工智能和自主操作的代理分布式系统能成功运用于运行与控制环节。因此,本研究将通过REPAST仿真工具建立太阳能驱动的直流微电网模型,展示包括基于电价的需求响应和负荷削减技术在内的电网控制监测特性。此外,还将实现该原型系统的设计开发。该示范方案的优势与成效可推广应用于任何社区的可再生能源系统。
关键词: 需求响应、微电网、智能电网、基于代理的系统
更新于2025-09-23 15:21:21
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新兴市场太阳能微电网可靠性评估——问题与解决方案
摘要: 电力系统最重要的技术特性之一是能够可靠地向用户供电。通过对印度北部农村地区12家正在运营太阳能微电网的能源服务公司(ESCO)进行访谈,本研究识别出与技术设计、用户行为及运维管理(O&M)相关的重要因素,这些因素可能导致供电中断。此外,研究还展示了企业为解决这些问题所采取的创新方案。由于可比数据有限,初期访谈方法仅能对不同可靠性水平进行粗略的定性比较。我们发现,采用更具描述性的可靠性评估方法,同样能为可再生能源离网能源项目提供有价值的信息。为此,我们提出一个评估可靠性的简易框架,重点突出了发展中国家离网地区的特殊特征。
关键词: 可靠性、微电网、发展中国家的能源系统、印度、技术可持续性、可靠性评估
更新于2025-09-23 15:21:21
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在太阳能光伏微电网中降低配电损耗的电动汽车聚合充电最优位置识别
摘要: 电池驱动的电动汽车为交通运输领域提供了化石燃料汽车的替代方案。电池储能系统(BSS)的充放电功率特性会导致配电损耗,而合理的调度可将其最小化。若充电站能优化配置于太阳能光伏(PV)供电的微电网中,此类调度将取得更优效果。本文提出一种确定微电网内电动汽车最佳充电位置的方法,该方法基于粒子群优化(PSO)的最优潮流(OPF)算法,并整合了电力管理(IPM)算法。该IPM算法的创新点在于协调多组电动汽车BSS的协同充放电,以降低微电网整体配电损耗。我们在标准太阳能光伏微电网网络中测试了该方案,成功确定了电动汽车的最佳充电位置。通过计算微电网内所有可能充电位置的日配电损耗发现,所确定的最佳位置确实使损耗最小。此外,为评估方法有效性,我们针对三种测试场景进行损耗分析:i)非优化潮流;ii)基于PSO的OPF;iii)集成IPM的PSO-OPF。案例研究表明,相比传统非优化潮流,基于PSO的OPF使日配电损耗降低84%;进一步集成IPM算法后,损耗再降8%。电力部门因此可引导电动汽车车主将车辆停放在最佳位置以减少配电损耗。
关键词: 微电网、粒子群优化、电池储能系统、可再生能源发电、电动汽车、最优位置
更新于2025-09-23 15:21:01
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[IEEE 2020年首届电力、控制与计算技术国际会议(ICPC2T) - 印度赖布尔(2020.1.3-2020.1.5)] 2020年首届电力、控制与计算技术国际会议(ICPC2T) - 基于哈里斯鹰优化的太阳能光伏/风能/沼气/生物柴油发电机孤立微电网负荷频率控制
摘要: 本研究提出了一种由太阳能光伏、风力涡轮机、沼气、生物柴油发电机、飞轮和电池储能系统组成的孤立微电网近似数学模型,用于负荷频率分析。建议采用一种名为PI-TIDF的比例积分(PI)级联倾斜积分微分带导数滤波器(TIDF)控制器进行微电网负荷频率调节。为整定控制器参数,应用新提出的哈里斯鹰优化算法(HHO),并利用ITAE适应度函数。通过与GOA、CSA和GA等其他技术比较,验证了HHO的优越性。随后利用HHO对PIDF、TIDF和PI-TIDF进行负荷频率控制比较。从频率响应发现,经HHO整定的PI-TIDF相比TIDF和PIDF具有更优性能。最后通过改变扰动的频率和幅值检验所提技术的有效性,在扰动变化情况下,所提控制方案无需重新整定控制器参数即表现出令人满意的性能。
关键词: 微电网、负荷频率控制、可再生能源、哈里斯鹰优化算法、PI-TIDF控制器
更新于2025-09-23 15:21:01
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X波段高增益低副瓣波导缝隙阵列天线的设计、仿真与制造——方位角与俯仰角方向均实现零波束倾斜
摘要: 本文提出了一种面向智能微电网的智能动态能量管理系统(I-DEMS)。研究引入了进化自适应动态规划与强化学习框架来实现I-DEMS的在线演化。该系统是能执行并网与孤岛运行模式的优化或近优能量管理系统,主要能源采用风能、太阳能等可持续、绿色环保的可再生能源系统(RES),但这些能源具有不确定性与不可调度性。通过备用电池储能系统与热力发电来应对这些挑战。利用I-DEMS进行调度分配,可使可再生能源与储能设备得到最大化利用,从而持续保障关键负荷供电?;谖⒌缤低匙刺琁-DEMS生成能量调度控制信号,同时前瞻网络对分配的控制信号进行时序评估。研究展示了不同发电与负荷工况下的典型结果,并将I-DEMS性能与基于决策树方法的能量管理系统(D-DEMS)进行对比。通过考察不同电池储能条件下的微电网运行,验证了I-DEMS的稳健性能。
关键词: 微电网、自适应动态规划、强化学习、进化计算、动态能源管理系统(DEMS)、可再生能源、神经网络
更新于2025-09-23 15:21:01
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[2019年IEEE电力与能源学会大会(PESGM) - 美国佐治亚州亚特兰大(2019.8.4-2019.8.8)] 2019年IEEE电力与能源学会大会(PESGM) - 光伏接入配电网中开三角型分接电压调节器远程档位估计新方法
摘要: 我们描述了一种基于直流电的开放能源系统(OES)的总体概念和实际可行性,该系统提出了一种在本地社区内房屋之间交换间歇性能源的替代方式。每栋房屋都配备了一个直流纳米电网,包括光伏板和电池。我们通过增加双向直流-直流转换器和网络控制器来扩展这些纳米电网,从而可以通过外部直流电源总线在房屋之间交换电力。通过这种方式,需求响应波动不仅被本地电池吸收,还可以分散到系统中的所有电池上。通过结合使用电压和电流控制单元,我们实现了一个独立于物理过程的高级控制软件。另一层用于自主控制的软件基于分布式多智能体系统,采用类似点对点的架构处理电力交换。与软件并行,我们制作了一个四节点OES的物理模型,可以在其上模拟和比较不同的电力交换策略。初步结果显示,由于电力互换,太阳能替代率得到了提高,从而减少了交流电网的消耗。该概念的可行性已在冲绳一个全规模OES平台上的前三栋房屋中得到验证。
关键词: 微电网、电力传输、电力系统控制、直流互联电力系统、智能电网、直流配电、直流-直流转换器
更新于2025-09-23 15:21:01