关键词:
双碳”目标
电力电子变换
能量与信息同步调制变换器
摘要:
为应对日趋严峻的能源危机、环境污染和气候变化问题,国家提出了碳达峰、碳中和(“双碳”)战略目标,推动能源系统转型.电能系统与信息系统的深度融合是推动综合能源智能化转型和支撑国家“双碳”战略目标实施的前沿科技.长期以来,传统电能系统与信息系统在各自不同的理论体系指导下,沿着相对独立的学科范式发展,学理基础和发展路径基本处于割裂状态.随着基于电力电子变换技术的能源转换装备在新型能源系统中的大规模渗透,以电力电子装备为媒介实现能量和信息的同步调控,为电能系统与信息系统的深度融合带来了新的历史机遇与挑战,形成了电力电子变换信息调控技术新方向.能量与信息同步调制(能信同调)变换器(talkative power converters/conversion,TPC)是其中代表性的研究成果,它改变了电力电子变换装备仅调控电能而不参与信息编码的历史.本文阐述能信同调变换器的基本概念和原理.在此基础上,分析并论证变换器的频带特性,结合信号注入机制和信号形态给出了能量与信息同步调制的实现方法,总结各类能量与信息同步调制技术的特征和分类框架.针对全类别电力电子变换器的能信同调方法设计、信息调制与数据编码效率、信息传输模型与可靠性和电能自主溯源机理及安全传输机制分别进行了探讨,为能信同调变换器理论和方法的进一步研究阐明了方向.最后,介绍了能信同调变换器的代表性应用,包括光伏发电、电池储能管理系统、智能电网、智慧照明和无线电能传输系统.