面向中压直流配电网的大容量新能源发电接入系统组成机理和运行控制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51577102
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0706.电力电子学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

AC/DC hybrid distribution networks and large-scale distributed grid-connected renewable generation are the two key challenges for the development of smart grid. Photovoltaic-energy storage system is an important technical development path to deal with these challenges. In this project, the large-capacity renewable generation system integrated into the medium voltage DC distribution network will be investigated by using the priority-based power flow optimization in terms of configuration, topology, operation mechanism and control strategy. The “Virtual DC machine” based grid-connected control strategy of the renewable generation system, the all voltage source mode based distributed control strategy of DC/DC converters with series-connected outputs, the maximum efficiency point tracking (MEPT) control strategy for the two-stage photovoltaic converters, a novel topology of the photovoltaic converter based on LC resonant circuits and distributed boost circuits will be proposed in this project. The final target of this project is to reveal the optimization principles of power flow in the large-capacity renewable generation systems, and to propose a novel solution of the photovoltaic generation integrated into the medium voltage DC distribution network with high performance, high efficiency, high reliability, high stability, flexible control, perfect protection and good extendibility. Based on the above works, the researches on the theory and technology in the field of “Renewable generation integrated into DC distribution network” will be promoted to a higher level.
交直流混合配电网和大规模分布式新能源并网是智能电网发展进程中的两项重大挑战,而面向中压直流配电网的光伏-储能系统正是应对上述挑战的重要技术发展途径。本项目以接入中压直流配电网的大容量新能源发电系统为研究对象,以基于分级管理的功率流优化为基本思路,从组成结构、电路方案、运行机制和控制策略四个方面开展研究,拟提出具有“虚拟直流电机”特性的新能源发电系统并网控制策略,输出串联DC/DC变换器的全电压源模式分布式控制策略,两级光伏发电变换电路的最大效率点跟踪(MEPT)控制策略,基于LC谐振电路和分布式升压电路协同运行的新型光伏发电变换器电路方案。最终目标是揭示大容量新能源发电系统中功率流的优化机理,提出并实现一整套高性能、高效率、高可靠性、高稳定性且控制灵活、保护完善、易于扩展的光伏发电接入中压直流配电网解决方案,使“新能源发电接入直流配电网”这一重要领域的理论研究与技术水平提升到一个新的高度。

结项摘要

交直流混合配电网和大规模分布式新能源并网是智能电网发展进程中的两项重大挑战 ,而面向中压直流配电网的光伏-储能系统正是应对上述挑战的重要技术发展途径。本项目以接入中压直流配电网的大容量新能源发电系统为研究对象,以基于分级管理的功率流优化为基本思路,从组成结构、电路方案、运行机制和控制策略四个方面开展了深入研究,取得了一系列重要的创新成果:1)针对面向中压直流配电网的光伏接入系统,提出了两级式系统架构,第一级采用差分功率处理电路,实现组串/组件级MPPT,第二级采用输入并联输出串联(IPOS)结构实现高效的高升压比变换;2)提出了新型隔离型DC/DC变换电路,前级采用交错并联Boost电路,主要实现MPPT,而后级采用全桥谐振LLC拓扑,主要实现软开关高升压比变换;3)提出了基于“虚拟直流电机”的光伏-储能系统跨模块协同控制策略,提升了并网运行的稳定性;4)提出了隔离型DC/DC变换电路和差分功率处理电路的效率优化方法,改善了系统综合效率;5)提出了一种基于模块化三端口变换器(TPC)的新型光伏中压直流接入系统架构及其控制策略,同时实现了分布式光伏MPPT和模块输出侧均压。项目成果揭示了大容量新能源发电系统中功率流的优化机理,提出并实现了一整套高性能、高效率、高可靠性、高稳定性且控制灵活、保护完善、易于扩展的光伏发电接入中压直流配电网解决方案,提升了“新能源发电接入直流配电网”这一重要领域的理论与技术水平。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(11)
专利数量(4)
High Step-up/Step-down Soft-switching Bidirectional DC-DC Converter with Coupled-Inductor and Voltage Matching Control For Energy Storage Systems
用于储能系统的具有耦合电感和电压匹配控制的高升压/降压软开关双向 DC-DC 转换器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Industrial Electronics
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Hongfei Wu;Kai Sun;Lei Zhu;Liqun Chen;Yan Xing
  • 通讯作者:
    Yan Xing
A family of isolated Buck-Boost converters based on semi-active rectifiers for high output voltage applications
一系列基于半有源整流器的隔离式降压-升压转换器,适用于高输出电压应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Power Electronics
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Yangjun Lu;Hongfei Wu;Kai Sun;Yan Xing
  • 通讯作者:
    Yan Xing
面向中压直流配电网的光伏发电接入技术综述与分析.
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    分布式能源
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    史海旭;孙凯;肖曦;吴红飞
  • 通讯作者:
    吴红飞
Analysis and evaluation of dual half-bridge cascaded three-level DC-DC converter for reducing circulating current loss
双半桥级联三电平DC-DC变换器降低环流损耗的分析与评估
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Zhiqiang Guo;Kai Sun;Li Zhang
  • 通讯作者:
    Li Zhang
Bidirectional soft-switching series-resonant converter with simple PWM control and load-independent voltage-gain characteristics for energy storage system in DC microgrids
用于直流微电网储能系统的具有简单 PWM 控制和负载独立电压增益特性的双向软开关串联谐振变换器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Hongfei Wu;Shun Ding;Kai Sun;Yuewei Li;Yan Xing
  • 通讯作者:
    Yan Xing

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其他文献

地理空间数据来源本体及其在数据关联中的应用
  • DOI:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    孙晓明;王敏;薛婷;孙凯
  • 通讯作者:
    孙凯
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    内燃机学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贾亢;孙凯;王天友;鲁祯;桂勇;韩连任
  • 通讯作者:
    韩连任

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大容量可逆固体氧化物燃料电池系统中的电力电子变换理论与技术研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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