登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
2017城市能源互联网发展(北京)论坛暨能源互联网示范项目建设与合作研讨会于2017年12月1日在北京举办。下午技术论坛环节,清华大学电机系副教授袁立强发表演讲,主题是:面向能源互联网的电能路由器。
下面由电力头条APP为您带来袁立强的精彩演讲
袁立强:
我今天的报告是面向能源互联网的电能路由器。我们从电力电子的角度谈一谈对电能路由器的理解。包括定义功能、发展历程、应用分析和关键技术来谈谈我一点点体会。在座想听关键技术,恐怕要失望了,我今天只是抛砖引玉讲一些故事。
我们对能源互联网和电能路由器的理解是这样,我们认为它俩是非常密切相关,都是从朴素的理念出发,我们用微信、手机分享很多信息,我们能不能创造一个能源互联网来分享能源,这是非常朴素的想法。基于这样的想法,我们来想能量路由器在能源互联网的作用就很简单了。比如在类互联网过程中,能源路由器跟能源互联网的作用就跟普通路由器跟普通互联网的作用是差不多,但是它俩有巨大差别,能量不可区分,不妨碍我们对重要性的理解。
从狭义能源互联网理解,传输的能量主要以电能为主,能源路由器在里面就非常有作用。
过去十年能源互联网和电能路由器。无论有能量路由器还是电能路由器有很多定义,什么是电能路由器?
两年前我们兄弟院校浙江大学有一个教授发文章阐述这样一个概念,电能路由器为电能提供变换、隔离和管理的作用。它是一种集成了信息技术和电力电子技术,实现分布式能量的高效利用和传输设备,这种概念很棒,没错,总感觉哪个地方地方没吃透,这是一个新概念,怎么办?今年,我们团队的一个教授,在电机工程学报发了一篇文章,从多个角度阐述这件事情,从电力系统角度看,就是一个面向主动配电网或者智能终端电力管理调节器,从互联网思维,今天上午和刚才很多人说得很清楚,就是一个物理系统和信息系统相互制约和管理的设备。从用户角度,你能为我实现什么,实现电压变换、谐波治理、即插即用等。从电力电子的角度,是多端口、多级联、多流向多、形态的电力电子变换器。这样的定义有什么功能?同样在这篇文章,我们团队的头阐述了五个基本功能。
第一,能够为新能言发电和分布式储能装置提供即插即用的交、直流接口。可以接入直流的微网也可以接入交流的微网也可以直接接入不同电压器和电流的负载,同时接入传统10千伏或者低压3.8伏的配给装置。
第二,能够实现电压变换电气隔离,能量流向可控,提升电能质量。我们现有很多的电气设备部分功能集中在一起,我们帮它理解成电能路由器。
第三,能够根据故障和系统需求,自主的与主网进行分离或者并网提供电网的自愈性,能独立运行可以和电网协同运行,并网同时上网,并网不上网,搞光伏的很多人了解这个概念,什么叫并网不上网等等。
第四,能够快速实施能量路由,保证各个线路所需快速匹配范围。在构建面向未来配电网过程中,核心的电力电子装置,电能路由器或者能量管理中心或者固态变压器也好都发挥了至关重要的作用,都是实现这样一个能量的快速路由的功能。
最后,能量路由器或者电能路由器,必须能够实施同步共享信息,实现信息流与能量流相互制约和管理。在这样一个图,能量流和信息流两个网络相互嵌套在一起。这样好用的功能是不是今天发明出来,其实不是,很早有人提过这个东西。早在1968年和80年左右美国就有案例,电子变压器,固态变压器,智能的,电力电子,能量管理中心、电能路由器等等,很早就有这样一个观念,无论从哪个方式来讲,从电路拓扑上,电气结构上不断迭代和发展,可以简单梳理,从这样一个时间轴来看。
从60年,主要是高频链变换器,80年代不隔离纯粹变换器,上个世纪末到直流到交流的变换。20世纪初到了三级式。前几年为了让变换器能量功率等级提升,模块化结构成为一个标准,最新非常热门多端口模块化的结构,为什么有这样一个流程?从这个流程中我们会看到一些比较有趣的故事,为什么有那么多名字?拓扑结构为什么这样发展。
最早,叫电子变压器。电力电子是50几年开始创立,这个东西好用,第一个想到改造变压器,提高变压器的频率,性能会有改革,最初最根本的想法把电子设备加入到传统的铜和铁。到了80年代固态的半导体材料全面替代了以前的,就叫固态变压器。到上个世纪末,很多新的技术和拓扑加入进来。首先引入了双向开关,加入了真正的第一个智能功能就是功率因素校正,让变压器带上一点智能的味道。后来不断把频率提高、功率提高,到上个世纪末,99年或者2000年,三级式的结构成为大家所欣赏的拓扑,让隔离级从前后级中间拖开,高频隔离是大家逐渐关注的特点。至于三级式的架构奠定了后续拓扑发展的基础,过去十几年,呈现了一个非常多元化的发展,包括矩阵式,模块化多点评、交叉并联,单输入单输出变成多端口,这样电力电子变压器过渡到电能路由器的时代。
其实从它的发展历程中我们基本上能够看到一些它的应用前途,现阶段我稍微梳理一下,这个东西电能路由器能拿来干吗用?我们逐层递进看看功能。
中间有一个标志性的事件,2010年美国能源部和自然基金委投资了6千万美金,后来在2014年重新追加了,为这个系统追加多少钱,我没查,为整个范畴增加1.4亿美金,建立了这样一个系统,我刚才提到未来可再生能源传输与分布系统。在这个系统中最核心的部件,电力电子变压器,被MIT评为前十大未来应用之一。
我们看它的应用,第一个性能提升,电力牵引和提升功率密度。先进行电力电子变换再加上电能路由器,让效率提升,让功率密度大大提高上来。
第二,功能升级。互联网发展了很多,互联网发展离不开数据中心,数据中心配电网络的改造是他们非常关注的一个事情。这个图上,左边这个已经是数据中心第一代和第二代的改造,将内部低压交流配线,变成低压直流配线,但现在远远满足不了需求,如果电能路由器能够渗入到数据中心,不但让性能提升,将新能源、其它网络,储能的形式跟它高度集成在一起。
第三,面向能量多功能,真正说是能源互联网,这里只是给了一个简单的框架,是两个交流的配电网带四个负载中心的情况。通过路由器交叉互联,让整个中心和配电网之间的能量完全进行共享这个才是真正实现能量路由的功能,这个架构基于35千伏或者10千伏的交流以及20千伏直流架构来实现。
这样的变换器这么好用,是不是好做?其实并不好做。因为这样的一个装置,包含电力电子很多前沿难点问题。我们用到最新的器件和最新的材料,宽禁带半导体器材,高频导磁材料。同时由于这种变换器的拓扑结构复杂、端口复杂,对于它的组合特性就带来新的挑战。当然控制上也成为问题。原来我们变换器面对都是简单应用,拓扑电机,储能,现在应用面临所有负载、储能、还要跟互联网相连,多形态问题就暴露出来。
如果从材料和元器件层面看,我们把变换器跳出来看是什么。其实就是导电、导磁,半导体和绝缘材料的综合应用,几个材料相互匹配、比例关系很有意思的事情。有人说铜和铁的价格会下降,不满足摩尔定律,我们做装置做应用来说这是很头疼的事情。我选择很多,多不等于好,如果有一种器件解决这个问题,我们就不用思考。技术考虑很难吗?实际上这里头不单纯是技术问题。大家做工程应用货实际研发,你做基础材料就要考虑相互的这些关系,上游和下游配套关系。下面几轮做变压器,是用5K还是500K,怎么跑铜耗和铁耗的问题,绝缘等级的问题,我相信很多变压器厂没搞明白,这是我们现在材料底层上技术上6一个难题。
变换单元组合技术。单一的模块和功率有限和系统功能和容量不断增加,多因素综合考虑,承压同流能力、损耗、成本、控制、复杂度、器件利用率,电气隔离、新能源高效接入,交直流混合微网的互联。
下一个是即插即用,这个东西到底是什么?到底怎么定义,我们只能从外围功能上进行描述,保证电路路由器接入源和荷的灵活性和实时性。
具有主动询问并接受各类负载、分布式新能源分布式储能接入系统的能力。
通过既定的握手协议等信息交互过程。
还有一个控制技术问题,电能路由器的控制比常规普通控制器的控制要复杂一些。电能路由器功能庞大,面临环境复杂,内部有高频开关速度,两个矛盾一叠加,还要让复杂变换器的控制性能比传统控制器性能要好,你要上新的策略,我们尝试能量控制平衡的行为,得到一些好的尝试。
除此之外,电能路由器需要分级通信、分级能量管理、快速仿真等等一大堆相关的辅助技术。
最后给大家一个案例,这是我们跟企业合作,在去年完成样机今年准备现场投用的三个端口的控制器。IsCH硅基器件,混合多电拓扑。
电能路由器是全新的电力电子装备的系统,在电气工程领域和电力电工行业,会带来一场全新的变革。我们团队有7位老师,打头是赵争鸣教授。其他的几个老师是组成。你们看七个人量子三各专业,包括电力系统、电力电子、包括柔输,这是搞电能路由器一个梦之队。
我的报告到这儿,谢谢大家!
(发言为现场速记整理,未经本人审核)
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。
3月28日,全球能源互联网发展合作组织(以下简称“合作组织”)在京召开咨询(顾问)委员会和技术(学术)委员会(以下简称“两委”)专家座谈会暨成果宣介会,介绍“两委”工作及换届情况,宣介合作组织重要研究成果。合作组织驻会副主席刘泽洪指出,当前全球面临气候变化、环境污染、资源匮乏、贫困
3月28日上午,长沙市雨花区与国网长沙供电公司签订新型电力系统深化合作协议,通过建立健全“政府主导、政企联动、责任共担、合作共赢”等工作机制,充分发挥各自优势,加强在能源电力领域的全面合作,加快构建新型电力系统,实现雨花区电网向能源互联网转型升级,为加快建设全国一流现代化强区提供强
近日,国家能源局公布能源绿色低碳转型典型案例名单,深圳供电局申报的“广东深圳虚拟电厂智慧调度运行管理云平台”成功入选,成为南方电网公司唯一上榜案例,也是广东省唯一上榜的绿色能源新模式类典型案例。近年来,在“四个革命、一个合作”能源安全新战略指引下,能源技术和发展模式不断创新。为了
国电南瑞公告,公司拟投资建设“江宁基地园区提升改造项目”,项目总投资为66,698万元,建设周期预计为52个月,资金来源为企业自筹。国电南瑞是以能源电力智能化为核心的能源互联网整体解决方案提供商,是我国能源电力及工业控制领域的IT企业和电力智能化头部企业。
最近,盐城供电公司国家电网公司客服中心、国网江苏省电力公司、江苏公司“营销2.0”培训创新基地感谢信,感谢公司对营销数字化转型工作的大力支持,充分肯定了营销部多名员工的工作成绩,高质量、高标准、高效率地完成了系统上线、业务切换各项任务,进一步优化了客户体验,全力推动了供电营销数字转
编者按近年来全球化石能源的大规模使用造成了严重的环境污染与气候恶化,这对人类生存与发展带来了严峻挑战。重塑能源互联系统、转变能源消费观念已成为全球共识,加速能源互联系统的转型成为能源高质量发展的有效支撑。与此同时,集数字化和智能化一体的数字孪生技术的迅速崛起为能源系统发展提供了良
近日,由国家电网有限公司高级培训中心(简称“国网高培中心”)作为主要编制单位参与编制的国际标准ISO/TR29996“Educationandlearningservices–Distanceanddigitallearningservices(DDLS)-Casestudies”(《教育与学习服务—远程与数字学习服务(DDLS)-案例研究》)正式发布,这是国家电网有限公司
1月31日,全球能源互联网发展合作组织(集团公司)2024年工作会议召开。合作组织主席、中国国家电网有限公司董事长辛保安出席会议并讲话。合作组织驻会副主席刘泽洪主持会议并作总结讲话,全球能源互联网集团有限公司董事长、国家电网公司副总经理陈国平作集团公司工作报告。辛保安表示,2023年,合作
1月26日,国网光山县供电公司召开二届四次职代会暨2024年工作会议,认真落实市供电公司四届四次职代会暨2024年工作会议、县委经济工作会议部署,总结工作、分析形势、部署任务,为建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业,奋力谱写“两个更好”、推进现代化光山建设作出新的更大贡献。2023年,国网
1月24日,国家电网有限公司2024年审计工作会召开。会议以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,认真贯彻习近平总书记关于审计工作的重要指示批示精神,全面落实二十届中央审计委员会第一次会议和全国审计工作会议精神,按照公司“两会”要求,持续提高审计监督整体效能,以新时代审计工作高质量发
1月11日,国网山西省电力公司利用自主研发的生产控制大区网络安全漏洞自主挖掘平台,发现漏洞1处并立即落实整改。随着能源互联网的快速发展,分布式能源、储能、电动汽车等交互式、移动式设施广泛接入电网,网络安全防御关口增多、难度加大。为解决生产控制大区网络安全漏洞发现不及时、修复滞后等问题
近日,由中国电力科学研究院有限公司牵头编制,特变电工西安电气科技有限公司为主要编制单位的国家标准GB/T40097-2021《能源路由器功能规范和技术要求(Functionalspecificationsandtechnicalrequirementsofenergyrouter)》正式发布,经国家市场监督管理总局(国家标准化管理委员会)批准发布,将于2021年12月1日正式实施。
随着分布式能源系统和智能配电网的发展,可再生能源发电装置、储能设备及各种类型的电能负载大量接入,传统的电力系统设备已经无法满足供电形式多样化、能量多向流动以及功率流主动调控等要求,无法适应未来电力市场化的需要。而基于电力电子变换技术的电能路由器,可为新能源发电装置和小规模类型负载
2017年7月22日,中国电机工程学会在昌吉市组织召开了特变电工800kV/5000MW柔性直流输电系统换流阀和基于电能路由器的光伏高压直接并网成套装置产品技术鉴定会,由李立浧院士担任鉴定委员会主任委员。特变电工产品技术鉴定会通过现场考察、审查文件、听取汇报和现场答疑后,鉴定委员会一致认为800KV/500
能源互联网并不是科学的预言,而是实践的必然。能源互联网必将成为现代能源的主流业态,无论是否欢迎,能源互联网已经到来。2016年能源互联网示范项目已在各大媒体上吵得沸沸扬扬,7月6日,示范项目终于尘埃落定,国家能源局正式公布了首批能源互联网示范项目共计55个,科陆电子、阳光电源、上海电气等
浙江大学电气工程学院的研究人员宗升、何湘宁等,在2015年第18期《中国电机工程学报》上撰文,随着可再生能源发电装置、储能设备及各种类型的电能负载的接入,传统的电力系统设备无法满足供电形式多样性和能量多向流动以及功率流的主动调控等要求,无法适应未来电力市场化的需要。基于电力电子变换技术
科学合理设计新型电力系统建设路径是当前重大战略任务,电力体制机制建设是其重要内容,与技术创新、商业模式创新共同驱动新型电力系统发展。源网荷储多向协同、灵活互动、一体化运营是新型电力系统的坚强支撑,分布式电源、储能是重要的技术组成。当前,我国电力市场范围、规模逐步扩大,竞争成效不断
北极星储能网获悉,4月16日,中国能建发布雄安新区雄安项目分布式储能专项设计服务采购预告,据了解该项目采购人为中能建雄安城市发展有限公司,项目拟设置2.5MW/5MWh分布式储能系统,要求投标人近三年(2021年1月1日以后)在全国范围内容量不小于2MW的分布式储能设计服务项目不少于2个。原文如下:雄
近日,中国能建中电工程陕西院设计国内规模最大台区分布式储能项目国内首个用户侧的分布式储能项目竣工投运!该项目覆盖面积广,总共部署安装149套台区分布式储能设备,共覆盖近8000平方公里,分布在西安市长安区、西咸新区、三原县、周至县、大荔县、富平县、铜川宜君县等七个区县内的130个村中,其中
北极星储能网获悉,据中国能建陕西院消息,近日,中国能建中电工程陕西院设计国内规模最大台区分布式储能项目国内首个用户侧的分布式储能项目竣工投运!数量最多面积最广该项目覆盖面积广,总共部署安装149套台区分布式储能设备,共覆盖近8000平方公里,分布在西安市长安区、西咸新区、三原县、周至县
4月10日,青海西宁市南川工业园区建设工作全面启动。据介绍,南川工业园区将分三阶段打造零碳产业园区,三个阶段时间点分别是2025年、2028年、2030年。到2025年底前,建成绿电产业园区。基本完成区域内碳监测、核算系统,分期建设源网荷储一体化项目,创新用电模式及接入方式,绿电供应达到60%,清洁能
日前,湖北省发改委发文完善湖北省工商业分时电价机制,具体有哪些变化,有哪些利好,如何用好这个政策,请随小编一起了解一下。一、什么是分时电价?分时电价是指根据电力系统运行状况和电网的负荷变化情况,将每天24小时划分为高峰、平段、低谷等多个时段,对各时段分别制定不同的电价水平,峰谷之间
北极星储能网获悉,3月29日广东恩平发布《恩平市碳达峰实施方案(公开版)(征求意见稿)》。文件提出,引导新型储能电站项目高效有序建设,稳步推进“新能源+储能”项目建设。统筹考虑负荷和电源接入需求,提升电网对各类分布式电源接入、各类负荷送出适应能力,提高我市新能源电力消纳能力。加快太阳
在业内人士看来,在集中式新能源难以满足系统调峰需求的情况下,分布式光伏参与电网调峰或成常态。在此背景下,如何提高分布式光伏最大容量接入成为行业必答题。近日,随着河南低压分布式光伏配合调峰消息传出,分布式光伏消纳问题又一次被推到聚光灯下,成为行业讨论的焦点。分布式光伏参与调峰,意味
北极星储能网获悉,近日,华强化工厂储能电站建设项目并网投产,项目由江苏果下科技有限公司为华强化工集团股份有限公司建设并运营。项目坐落于湖北宜昌华强化工厂区内,装机规模为18.975MW/37.84MWh,是目前为止华中地区单体最大的用户侧分布式储能项目。
多花10分钟充满电,新能源车主将获得更低的充电价格;夏日用电高峰期,空调温度调高一度,写字楼、商场或许能获得额外经济补偿……山东正在建设虚拟电厂,探索如何在不影响社会正常生产生活的前提下,达到节能目的,推动能源转型向绿。既没有高耸的烟囱、成片的厂房,也不消耗煤炭等燃料。虚拟电厂并不
北极星输配电网获悉,按照成都市虚拟电厂建设工作部署,成都正加快推进“1+2+N”城市级虚拟电厂一体化发展格局,双流虚拟电厂是成都最早启动建设的虚拟电厂之一,目前该虚拟电厂已进入试运行阶段,预计今年3月底正式投运。据工作人员介绍,国网成都市双流供电公司目前正大力推广分布式光伏和储能建设,
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!