计及多属性综合指标与经济性的电网侧储能系统选址配置方法

针对大规模储能技术在电网侧的多功能应用需求,将网侧储能系统的规划问题分解为两个层次,即储能系统的多点选址和功率容量优化配置。在储能系统多点选址层面,结合储能系统在电网侧的多功能需求及系统稳定性和经济性,基于线路负载率、网损灵敏度、电压灵敏度,计及指标的时序性,构建了多属性综合指标评估模型。在储能系统功率容量优化配置层面,建立了双层规划数学模型,外层考虑延缓输电线路升级收益,减小系统网损收益、储能投资成本和系统运行成本,以配置储能系统的净收益最大为目标,优化多点布局储能系统功率与容量;内层以配置储能系统后的运行成本最低为目标,优化源、储运行曲线。最后基于改进的IEEE 24节点算例验证了所提模型的有效性,为大规模储能技术在电网侧的规划奠定了基础。     

不同投资主体电池储能系统的经济性

基于不同投资主体,着重分析电网侧和新能源电厂侧电池储能系统的经济性,考虑并量化储能各方面的效益和成本。电网侧模型包括低储高发套利、减少常规备用容量、减少电网停电损失、降低电网网损和延缓电网升级投资等5个方面的效益,以及投资建设和运行维护等2个部分的成本;新能源电厂侧模型包括减少新能源发电旋转备用容量、减少新能源并网通道的建设容量、减少碳排放的环境效益和假想峰谷上网电价下的低储高发套利等4个部分的效益。以安徽金寨地区实例仿真分析,结果表明:目前电池储能系统能够盈利但成本较高,投资回报率偏低。     

基于运行策略智能生成方法的增量配电系统储能优化配置

为提高增量配电系统储能配置的经济效益,该文提出一种基于运行策略智能生成方法的增量配电系统储能优化配置方法。首先,分析增量配电系统配置储能在给定市场条件下可以获得收益类型以及相应的运行方式,并通过建立储能的成本、延缓电网升级改造、提升可靠性、电能量市场和辅助服务市场等多项收益模型,计算单位容量储能获得各类收益经济性排序。根据年、日负荷特性,基于优先获取高收益原则,提出一种储能运行策略智能生成方法。其次,考虑放电过程中储能容量的衰退,建立面向增量配电系统的储能优化配置模型,并基于年仿真计算运行成本和收益。模型采用差分进化算法求解。算例表明,该方法可有效提升储能配置的综合效益。当系统充裕性不足时,配置储能的提升供电可靠性收益较好。研究成果可为增量配电网系统配置储能提供有益参考。     

高比例新能源系统经济运行及储能配置分析

高比例新能源接入电力系统将造成系统功率实时平衡困难等问题，通过对高比例新能源系统经济运行及储能配置进行分析，能够为系统经济、稳定运行提供有效的保障。首先，构建考虑弃风成本、失负荷成本以及碳捕集成本的高比例新能源系统经济运行模型。其次，对高比例新能源系统进行储能容量优化配置，降低新能源功率强随机波动性对系统运行的影响。最后，通过仿真分析不同比例新能源接入对系统运行的影响以及储能容量配置的最优值。仿真结果表明，随着新能源接入比例的提高，系统运行稳定性降低，单位供电成本呈先减后增趋势，合理配置新能源接入比例以及储能容量可以提升系统运行的经济性、稳定性。     

储能接入对云南电网短路电流影响分析

“十四五”期间云南电网将有大规模新能源接入，配置储能可提升电力系统运行灵活性和安全稳定水平。本文采用PSD-SCCP软件计算储能接入对云南电网短路水平的影响，开展了集中式和分散式储能接入前后短路电流的计算，分析了储能不同配置容量、方案和出力水平对新能源多场站短路比的影响。通过分析表明，配置储能装置将会增加母线短路电流，同时可略微提高新能源多场站短路比，为后续大规模新能源配套储能接入下的电网规划设计和稳定运行提供参考。     

基于时序运行模拟的新能源配置储能替代火电规划模型

随着风电、光伏自身成本不断下降,经济性上逐步具有替代火电的条件,同时,随着风电、光伏替代火电规模的增加,系统需要引入储能来应对系统不断增强的净负荷波动。为更加科学地量化评估新能源配置储能替代火电的经济性和规模,首先建立计及电力系统灵活性需求、基于精细化时序曲线运行模拟的电源和储能联合优化规划模型,以系统总成本最低为优化目标,考虑投资决策约束和运行约束,统筹优化不同成本情景下的电源和储能容量,提出新能源配置储能替代火电的经济性分析流程。其次,基于以上模型方法,优化计算某区域电网高、中、低3种成本情景下的电源和储能容量,并分析不同成本情景下新能源配置储能替代火电的演变过程。最后,提出新能源配置储能不同程度替代火电的条件。     

大规模储能系统提升西北地区可再生能源消纳能力分析

目前我国西北部地区弃风弃光问题突出,已成为制约可再生能源发展的主要因素之一。随着电化学储能技术的快速发展,可通过大规模储能系统的时空功率特性来丰富电网调峰调控手段,提高电网供电可靠性,从而提升西北地区可再生能源消纳能力。首先分析了西北电网中新能源的消纳现状,提出了大规模储能系统在西北电网中的应用场景,分别基于新疆、甘肃及青海电网的实际结构及运行数据对大规模储能系统参与系统调频调压进行仿真验证,基于仿真结果得出储能系统的容量配置方案及投资效益。文章研究结果可为大规模储能系统在我国西北地区的投资运营提供参考依据。     

计及节煤效益的储能系统容量优化配置

电网中储能系统的优化配置研究具有工程应用价值,为了量化配置储能系统后的节煤效益,探讨了电网配置储能,通过削峰填谷,改善发电侧机组运行特性获得的节煤效益,提出了单位储能日节煤量的概念。同时,综合分析了储能延缓配电网升级效益、减少网损效益、低储高发套利等方面的经济价值,并考虑了蓄电池储能系统投资成本、运行维护及处置成本,构建以年净收益最大为目标函数的蓄电池储能系统优化配置模型。最后,通过优化算法对模型求解,确定储能系统容量。算例分析表明,电网配置储能通过削峰填谷能够创造较好收益,并在一定程度上降低煤耗,实现节能减排。     

基于双电源电价机制差异的油田注水站储能容量优化配置与运行策略研究

大力部署新能源发电已成为油田企业构建清洁低碳、安全高效供能体系的有效手段.部分油田通过调整内 部电价机制,提升新能源的消纳能力.油田注水环节供电可靠性要求较高,可由油田电网与地方电网联合构成双电源 为之供电,同时配置储能可以更有效地利用双电源网络的电价差异和进行削峰填谷.针对油田电网与地方电网的电价 机制差异,提出了一种考虑分时电价的注水站储能容量优化方法,基于运行效益最优确定储能容量的配置策略和充放 策略,并以投资回收率和投资回收期两个指标对配置方案进行效益分析.结合某油田注水站电源配置与负荷情况,验 证了适用于该场景的储能配置策略的有效性.     

考虑灵活性的储能容量多阶段分布鲁棒规划

储能作为一种灵活性资源,具有促进新能源消纳和电力系统安全稳定运行的作用。然而受储能投资成本的制约,难以仅依靠大规模的储能满足系统的灵活性要求。为此,提出了一种考虑灵活性的电力系统储能容量规划模型,计及现有可调节的传统发电机组对灵活性的影响,并采用分布鲁棒机会约束描述新能源出力的不确定性;根据系统不同时间尺度的运行特性,综合考虑储能的投资成本、新能源出力的不确定性和系统运行的灵活性,建立了多时间尺度下的储能配置模型;采用多阶段迭代线性优化的方法提高求解效率。基于IEEE-RTS 24节点系统进行算例分析,结果验证了所提方法在求解储能配置容量方面具有较好的经济性和鲁棒性。     

考虑配电网消纳能力的分布式电源与储能优化配置

计及经济性及电网运行约束对配电网中分布式电源及储能进行合理规划,是提高新能源利用率及消纳能力的重要解决方案。提出一种配电网中分布式电源及储能的选址定容双层优化方法,内层考虑新能源及储能电池的时序特性,基于日内最优潮流与虚拟调度思想确定消纳运行方案;外层基于运行方案,综合考虑电压偏差、运行成本、弃风弃光惩罚,利用粒子群算法确定最优配置方案,提高配电网的消纳能力。采用IEEE 33节点配电网测试系统算例验证了所提方法的有效性。     

蒙东地区适应新能源消纳的储能系统配置效果分析

近年来,蒙东地区新能源并网发电量快速增加,而传统的网架结构导致部分新能源发电无法及时消纳,存在弃风弃光问题。本文以蒙东地区新能源消纳问题较为突出的通辽电网北部地区即左中变电站—舍伯吐变电站—城园变电站—宝龙山变电站一带为例,建立了储能系统接入电网的潮流计算模型,通过改进型粒子群优化算法求解得到储能系统的优化安装地点和配置容量。仿真结果表明,储能系统合理的布点位置及容量配置可以有效改善通辽北部大规模风电场并网后电网的潮流分布,从而提高新能源消纳能力,缓解常规火电机组的调峰压力。     

计及可靠性成本的风光储微电网储能容量协同优化

对比常规能源,新能源具备可再生、污染低、资源丰富的优势,其中风光发电被大规模引入到微电网系统,但由于其发电量具有较强的不确定性,这使得如何提高新能源消纳水平、提升电力系统运行稳定性以及降低微电网配置成本成为了充满挑战性的重要问题。针对上述问题,文章提出一种计及可靠性成本,同时考虑风、光资源多时间尺度不确定性的风光储互补微电网系统储能容量协同优化的方法。该方法采用自回归滑动平均模型和Homer软件仿真离散的风速、光辐照度序列,构建出风机、光伏发电机的出力模型;采取电量不足期望值为评估指标建立可靠性成本函数,构建出微电网配置成本模型;使用改进二阶振荡粒子群算法求解系统最优配置成本。算例结果表明了该方法的可行性及经济性,可为实际风光储互补微电网系统配置规划提供参考。     

考虑电池寿命损耗的园区综合能源电/热混合储能优化配置

针对园区综合能源系统(PIES)储能容量优化配置问题,为提升PIES规划-运行经济性,提出了考虑电池寿命损耗的PIES电/热混合储能优化配置方法.首先,构建了适用于PIES规划问题的电池寿命损耗模型,用于量化评估电池寿命损耗;进而,在考虑PIES多能互补特性基础上,引入电池置换成本体现电池寿命损耗的长期影响,以电/热混合储能投资置换成本与运行成本等年值最低为目标函数,建立了PIES电/热混合储能容量双层优化配置模型;最后,通过算例验证了文中混合储能配置方法对系统规划-运行经济性、电池使用寿命的提升效果,并比较分析了电/热混合储能与单一储能对系统规划-运行经济性和电池使用寿命的影响.     

计及限风特性与经济性的大规模集中充放电储能系统容量配置研究

我国风电呈现"大风电、高渗透"的发展态势,随着风电的大规模开发,既有电网调节能力渐显不足,风电与电网的矛盾急剧升级,导致大面积弃风甚至危及电网安全。利用储能系统可以实现能量的时空平移,从而达到减少弃风、提高电网及风电运行安全性和经济性的效果。首先基于风电场实测限风功率进行限风特性分析,在此基础上制定了储能系统多场景调控的场景划分原则;然后提出一种计及限风特性与经济性的大规模集中充放电的储能系统容量配置方法,该方法综合考虑了限风时段的差异性、限风功率的分布特征以及储能系统的电量效益、环境效益、投资成本和维护费用等因素;最后通过算例分析表明,考虑限风特性的多场景调控策略比单一调控策略的综合收益更优,进而验证了所提方法的可行性。     

基于梯级利用电池的储能系统经济运行分析

电动汽车退运电池的回收利用是新能源可持续发展迫切需要解决的问题,将梯级利用电池储能系统与大功率快速充电站相结合,提出了一种考虑动力电池梯级利用的快速充电站容量优化配置方法。基于快速充电站负荷规律,综合分析梯级利用储能系统建设运维成本、延缓配电网升级改造收益、降低网损收益及移峰填谷等方面的经济价值,建立储能系统的经济效益模型,并引入遗传算法对模型进行优化。算例结果表明,在电动汽车快速充电站配置梯级利用储能系统,可减小变压器容量,能为电网企业带来较好的经济效益。     

配电网中蓄电池储能系统的价值评估模型

根据典型日负荷曲线综合分析了配电网中蓄电池储能系统(BESS)在减少电网的扩建容量、削峰填谷节省总网损成本、低储高发套利、提高电网可靠性效益和减少新能源并网所需备用容量5个方面的经济价值。考虑了蓄电池储能系统的投资成本和运行维护成本,建立以年净收益为目标函数的蓄电池储能系统的最优化价值评估模型,并采用结合混合罚函数的粒子群优化算法进行求解,对蓄电池储能系统的价值进行评估。算例分析表明,目前蓄电池单位造价偏高,其经济性尚欠佳。     

计及经济性的高比例新能源区域电网的不同储能类型的容量配置对比分析方法

随着可再生能源在中低压电网中规模化发展,以锂电池储能和小型抽水蓄能为主的多耦合储能系统在低压区域电网迅猛发展。以含储能的高比例新能源区域电网的经济性为目标函数,综合考虑偏远地区自然资源分布情况,对区域电网的储能系统进行配置优化,并对系统的最优配置进行性能分析。采用多目标优化算法,从系统设备的运行状态、最优配置方案和经济性角度出发,分别对含锂电池储能和小型抽水蓄能的区域电网进行分析。结果表明,风光抽水蓄能系统在经济性、供电可靠性和电能损失方面均优于风光锂电池储能系统。针对两系统最优配置方案各组件运行状态进行分析,可知锂电池储能的调峰能力和能源储存效率高于小型抽水蓄能装置,但其使用寿命较短且安全性较差,从长远角度考虑,使用小型抽水蓄能装置更为合理。     

基于电池特性的风电场综合储能优化配置

为应对高风电渗透率，对其所在区域的电网稳定性提出了更高要求。储能作为应对高风电渗透率的关键因素，其配置与系统最终稳定性密切相关。为解决单纯依靠增加单一储能配置来提升电网稳定性将会造成投资成本高等问题，兼顾储能的可靠性与经济性，基于不同类型电池特性提出了一套储能配置方案：将锂电池功率调节性强与液流电池容量储存度大的优势相结合，依据通过实际需求所设立的技术指标，结合储能平均使用成本最小化的目标函数，利用免疫算法进行求解，得到所提储能功率与容量的综合配置方案。最后利用山东某风场数据进行实例分析，评估所提方案下的储能配置对于风场出力的改善情况，验证此方案的经济性与可靠性。     

基于随机潮流与双层经济性指标的微电网储能优化配置

配置储能可以有效降低新能源功率波动对微电网的影响。为充分考虑微电网中风光出力和负荷的不确定性,提出基于随机潮流与双层经济性指标的微电网储能优化配置方法。首先进行随机潮流计算,得出电网运行的功率分布的随机特征;然后将储能配置的经济性和电网运行的经济性相结合,构造双层经济性评价指标,以该指标最优为目标进行粒子群优化求解,确定最优储能配置方案;最后对比传统方案,所提的优化方案充分考虑微电网中风光出力和负荷的随机性,在降低储能配置成本的同时,可以减少电网运行损耗,提高电网运行的经济性。