中国电科院李建林:“储能系统规划配置控制技术专题”特约主编寄语

大规模储能技术从电网有益补充的“小角色”,正逐步演变为不可或缺的“当家花旦”。伴随着能源互联网的飞速发展,储能系统规划配置技术正与那些诸如区块链、微能源、云计算等新型技术备受业界关注。

五部委颁布的《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》明确了促进我国储能技术与产业发展的重要意义、总体要求、重点任务和保障措施。加快储能技术与产业发展,对于构建“清洁低碳、安全高效”的现代能源产业体系,推进我国能源行业供给侧改革、推动能源生产和利用方式变革具有重要战略意义,同时还将带动从材料制备到系统集成全产业链发展,成为提升产业发展水平、推动经济社会发展的新动能。

因此,解决储能领域当前存在的问题,研究和开发先进储能技术,挖掘各类储能的应用潜力,对于我国现代能源产业的发展具有重要的科学和现实意义。

国家重点研发计划项目、山西省重点研发计划项目、湖南省重点研发计划项目相继对锂电、液流以及飞轮等关键技术及工程示范进行立项,取得了一系列喜人的进展。以兼顾运行效果与技术经济性为目标的储能配置比例问题仍无定论,源侧与网侧的复杂电气耦合特性也给储能系统的逆变控制带来极大的挑战。

虽然直流逆变器伴随着电力电子技术的快速发展,工艺和控制水平日臻完善,但是由于对储能运行特性以及并网暂态过程的理论认知不足,导致针对储能的逆变器技术在实际运行过程中难以满足并网暂态过程对故障穿越及电能质量方面的较高要求。

储能的能量管理与控制策略是发挥储能功能,实现储能价值的关键一环,如何在保障电池安全健康运行的同时发挥储能最大潜力,也一直是储能应用领域关注和研究的难点和热点。

本专题针对储能领域的几个研究热点,从规划配置、设备研发、控制及应用技术等方面,发表了8篇文章。这些文章揭示了储能应用过程中存在的系列问题,对现有方法和技术进行了具有开创性的创新和改进,并通过仿真证明或实际应用结果证明了所提出方法和技术的科学性及有效性。

专题论文对于加快储能行业发展,促进相关技术瓶颈的突破都具有重要意义。

《风光储系统储能容量优化配置策略》的研究建立了储能容量配置的双层决策模型,并基于动态规划方法进行求解,实现了系统稳定性和经济性的兼顾。

在电气化铁路当中,提高再生制动能量的利用率能够在改善电能质量的同时提高系统运行经济性,《一种基于超级电容储能系统的新型铁路功率调节器》提出了一种由铁路功率调节器和超级电容储能系统构成的新型储能式铁路功率调节器,该技术不仅能实现两供电臂能量双向流通,还能通过铁路功率调节器和储能系统的协调控制,提高再生制动能量利用率并实现削峰填谷功能。

储能逆变器研究方面,《基于子模块工况分析的模块化多电平储能系统开路故障诊断方法》的研究提出了一种在超级电容模组宽工作电压范围下的开路故障诊断方法,提高了诊断过程的快速性。

《单相电流源型逆变器储能电感电流优化调制及控制策略》的研究则考虑储能电感的充放电过程,通过建立单相CSI在两相旋转坐标系下的数学模型,设计了逆变器闭环控制策略,在满足交流侧电流需求的同时使储能电感电流维持在了限定值附近。

在储能的能量管理与控制方面,《含复合储能和燃气轮发电机的直流微电网母线电压波动分层控制策略》针对直流微电网母线电压波动问题,利用混合储能的互补特性以及燃气轮机的快起优势,提出了一种直流微电网母线电压分层协调控制策略。

《基于分布式下垂控制的微电网分布式储能系统SOC平衡策略》针对孤岛交流微电网中的分布式储能系统荷电状态不平衡问题,提出了一种分布式下垂控制策略,在保障微网频率稳定的前提下优化了电池SOC的平衡。

《基于状态观测器的风电机组单机储能系统虚拟惯量控制》针对变速恒频风电机组不具备惯量响应特性的问题,提出一种利用储能补偿风电机组惯量的控制策略,使风储联合系统输出功率迅速响应系统的频率变化,提高了风电机组对电网的频率支撑能力。

专题稿件均来自国内储能领域的知名高校和科研院所。承蒙各位作者、审稿专家和电工技术学报编辑部等方面的大力支持,本专题得以顺利完成。专题论文适合于储能技术、电力电子、以及新能源研究等方向的研究者阅读,有助于提高对储能设备研发及应用控制方面的认知。

涉及化学、材料、电气、控制和能源等诸多专业知识,研究工作和工程应用仍面临很多的问题和困难。本专题的容量有限,故专题论文介绍了先进储能技术的研究结果和代表性工作,无法全面体现储能领域的所有最新进展和发展动向,敬请注意和谅解。

本专题的顺利完成离不开各位同行作者以及电工技术学报编委会和编辑部的工作。与各位专家的讨论极大地提升了专题文章的质量。从审稿专家到评审意见汇总,以及最后的定稿、修改和出版,编辑部始终认真负责。本专题文章的出版期望能使广大研究人员受到启发和帮助。最后,衷心的感谢各位作者、审稿专家和编辑部的辛勤工作。

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