5.6.5.新型无线通信技术在配电网的应用
(一)研究目的针对智能配电网终端用户量大面广通讯困难的问题,研究和应用以新型无线通信技术为基础的配网通信系统,加强配网自动化系统的升级,使之具备全网一体化的数据采集平台和优化分析功能。
(二)主要内容
研究Zigbee、WiFi、WiMax、WMN和3G等无线通信技术在电网应用的测评和管理的技术体系和标准化;研究无线通信技术在变电站的站控层和间隔层的应用及其安全可靠性测评;研究无线通信技术在输电线路智能化的应用;无线通信技术在配网自动化信息、大用户和终端用户电能计量的接入研究。
智能化配电变电站通信系统研究。针对站内通信网,研究星型、总线型、双环网型等不同网络结构的特点,研究面向间隔、面向对象、面向功能等不同结构的灵活组网拓扑模式。
(三)预期目标
1)向通信管理部门申请获得专用的2.4G频段。
2)实现Zigbee、WiFi、WiMax、WMN和3G等无线通信技术的试点应用。
3)以配网通信系统建设为基础,加强配网自动化系统的升级。
5.7.新能源及接入关键技术
5.7.1.多类型分布式电源灵活接入及其与配电网互动运行
(一)研究目的针对大量风力发电机、微型燃气轮机、内燃机、燃料电池、光伏电池等分布式电源接入电网,需要研究分布式电源的数值仿真和物理仿真模型、优化控制和调度,以达到分布式电源灵活接入并与配电网互动运行的目的。(二)主要内容研究风力发电机、微型燃气轮机、内燃机、燃料电池、光伏电池等分布式电源的数值仿真和物理仿真模型建立方法;研究全过程数字仿真和动态物理模拟仿真方法及实验验证理论,构建物理模拟和数字仿真相结合的综合仿真实验平台。研究分布式发电并网系统优化控制技术和关键控制设备,对风电系统、太阳能光伏发电系统等新能源发电的并网方式、并网容量和电压等级、并解列条件、电能质量要求、反送功率要求、继电保护配置等并网运行技术进行深入分析。
开展风力发电系统、光伏发电系统、燃料电池、微型燃气轮机、冷/热/电联供系统等分布式电源稳态、暂态响应的典型特征研究,研究不同类型的分布式电源的故障特征,分析分布式发电并网对电力系统的安全稳定控制影响,包括分布式电源接入后对电网电压、频率、电能质量、配网损耗等方面的影响,研究故障时对电力系统暂态稳定性的影响,着重考察其对系统阻尼、故障电流、节点电压及发电机转速的影响。
研究风能、太阳能、潮汐能等可再生能源在多种时间尺度下的功率预测方法,降低其不确定性对调度和发电计划的不利影响。研究分布式供电的能量管理方法和并网交易模式;研究南方电网风、光、火、水、储能等多种分布式电源的协调控制、联合调度与优化运行技术。
(三)预期成效
1)建立发电系统、光伏发电系统、燃料电池、微型燃气轮机、冷/热/电联供系统等分布式电源的数值仿真和物理仿真模型,构建物理模拟和数字仿真相结合的综合仿真实验平台。
2)揭示多类型分布式电源的稳态、暂态响应及其故障特征,减小对电力系统安全稳定控制的不利影响。
3)揭示多类型分布式电源随机性特性与配电网交互作用的机理。
4)建立含多类型分布式电源的配电系统综合能量管理支持平台。
5.7.2.支持大规模电动汽车充电的电网控制与交互技术
(一)研究目的针对大规模电动汽车需要接入电网的需求,通过开展对电动汽车大规模接入对电网影响和电动汽车充电站运营模式的研究,达到支持大规模电动汽车推广应用及产业化的目的。(二)主要内容电动汽车大规模接入对电网的影响研究。建立电动汽车充电行为仿真平台和大规模同时充电过程评估方法,分析充电行为对电网的影响;结合储能设备的应用在充电站布点规划、电网运行等方面给出具体的措施建议。
研究V2G技术的运行模式,分析不同类型的电动汽车对电网发挥作用的不同模式和作用大小。建立先进、简便的双向电能计量技术,实现对采用了V2G技术与电网相连的电动汽车与电网之间的能量双向流动的准确计量。
电动汽车充电站运营模式研究。通过适当的示范、试点运行工程,提出推动电动汽车产业化发展的可行性研究报告,开展电动汽车与充电站规模化后市场拓展的研究。以纯电动汽车、混合动力电动汽车、电池-电容混合型电动汽车能源供给需要为主要研究对象,研究符合我国国情的能源供给模式,设计出经济、可行的典型方案,研究低谷用电市场经济性分析。研究分析国内外相关政策现状,明确政策制订的目的和意义,通过对政策体系的研究,提出电动汽车推广应用及产业化发展所需的配套政策的建议。
(三)预期成效
1)建立电动汽车充电行为仿真平台,提出电动汽车大规模同时充电过程的评估方法;研究电动汽车充电行为对电网的影响,对充电站布点规划、电网运行等方面的措施提出建议;
2)建设电动汽车的充电站示范系统;制定电动汽车充电站规模化发展战略规划以及市场研究报告。
3)揭示电动汽车与电网交互作用的机理;建立V2G技术的双向电能计量数据平台和运营系统。
4)研究确定符合我国以及南方五省区的能源供给模式,提出电动汽车推广应用及产业化发展所需的配套政策的建议。
5.7.3.新型储能关键技术研究与应用
(一)研究目的
为适应复杂的电力系统应用,储能技术以由单一储能模式发展到多种储能技术复合储能,针对储能系统目前存在的成本问题、容量问题、环境问题、分析控制问题等,在储能本体、能量转换和应用特性等关键技术开展研究。
(二)研究内容
各类新型大容量储能方式的建模分析:根据各种储能元件的稳态储能特性及安全运行范围,建立其静态电能吸收/释放模型和电能预测模型,研究储能系统稳态运行特性;根据各种储能元件的暂态储能特性及控制特点,建立其暂态电能吸收/释放模型,研究储能系统动态响应特性。
复合储能技术:不同储能技术具有不同的优势和适用环境,电力系统的实际工作情况使得单一储能技术往往难以满足所有要求,复合储能技术是将两种或两种以上具有性能互补的储能元件协调的统一在一个控制系统之下,确定不同储能本体间的协调控制策略,以达到优势最大化。
储能系统与电力系统接口与控制技术:任何储能系统都要解决储能本体和电力系统之间的能量转换问题,重点研究变流器的拓扑结构和控制策略、模块化的标准设计、高效率、低成本及可靠性问题,针对各种储能形式的高电压、大功率、大电流级别的能量转换,以适应不同电压级别的电力系统。
储能系统与可再生能源结合关键技术研究:研究风电、太阳能等可再生能源出力特性与储能系统的匹配问题,对比研究分布式电源中采用集中储能方式和分布式储能方式对系统性能的影响研究储能系统的最优安放位置,结合不同分布式电源接入电力系统的典型模式研究储能系统与分布式电源容量的最优匹配关系等。
电动汽车储能电站关键技术:研究动力电池与电力储能技术混合配置时的能量管理策略;电动汽车的储能系统在电网中的接口拓扑和控制策略等。
(三)预期成效
1)建设针对目前主流储能模式的检测、测试平台。
2)建造大容量储能系统、分布式储能系统及多元复合储能系统的小型样机,针对应用特点提供大电网、微网等相应运行条件,构造对其进行深入研究的实验环境,研究储能系统对调峰、改善电网电能质量的作用。
3)建设结合新能源应用的风力发电、光伏发电、储能综合发电系统示范工程。
4)建设针对电动汽车充放电用储能站示范工程。
5)形成储能系统设计技术规范、储能系统设备技术规范、南方电网公司储能系统并网标准。