基于铁路功率调节器的高速铁路牵引供电 系统储能方案及控制策略

针对高速铁路牵引供电系统中大量再生制动能量不能得到有效利用的问题,提出一种基于铁路功率调节器(RPC)的牵引供电系统储能方案及其控制方法。首先,研究牵引供电系统储能方案的拓扑结构,分析四种典型工况下系统的能量传输特性;接着,分析RPC动态补偿电能质量的基本原理,并提出一种计及储能装置的RPC控制策略;然后,研究基于电流闭环的储能装置控制策略;最后,通过仿真算例证明本文所提出储能方案和RPC控制策略的正确性和可行性。结果表明,所采用的储能方案能有效回收利用高速铁路牵引供电系统产生的再生能量,所提出的RPC控制策略能更好地解决储能装置接入牵引供电系统后的负序和谐波电流补偿问题。     

城轨交通牵引供电系统参数与储能系统容量配置综合优化

在城轨交通中安装地面式超级电容储能系统将有效回收列车再生制动能量,降低系统运行能耗。各个变电所、牵引/制动列车与储能系统通过牵引网进行实时能量交互,组成一个复杂的多能源耦合系统,因此,为了提高牵引供电系统的整体能量效率,减少投资成本,该文提出供电系统参数与储能系统容量配置综合优化方法。首先建立不同列车运行场景的等效电路模型,分析变电所空载电压和制动电阻启动电压对变电所、牵引/制动列车与储能系统之间能量传递效率与有效传输距离的影响;其次,建立以系统能耗和配置成本为目标的多目标优化问题,将NSGA-II优化算法与城轨牵引供电潮流计算相结合,对供电系统参数与储能系统容量配置进行综合优化;最后,基于北京地铁八通线算例,求解综合优化的帕累托最优解集。结果表明,相比于单一储能系统优化,综合优化在投资成本相近的情况下有效提高了储能系统的节能率。     

计及系统动态可靠性评估的光伏电站储能经济配置

随着光伏渗透率的增加,光伏间歇性对系统运行的影响不可忽视,有必要配置储能系统降低光照强度变化对系统频率影响,使系统获得更大的经济收益。建立动态可靠性评估模型,根据动态可靠性指标分析储能接入的成本与收益,确定光伏电站配置的储能系统。首先,将一次调频控制、二次调频控制与可靠性评估相结合,建立电池储能与发电机协调频率控制的动态可靠性评估模型和动态可靠性评估指标。再次,根据动态可靠性指标评估不同容量及功率的储能装置接入系统的成本与收益,以最大经济效益为目标配置储能系统。最后,利用所提储能系统经济配置方法,分析山西大同100MW光伏电站需要接入的储能容量及充放电功率。     

基于分时电价的光伏-储能系统容量优化配置

针对光伏系统并入配电网和储能装置结合过程中的配置优化问题,根据对光伏日发电预测曲线和配电网分时电价特性的分析,建立经济调度模型;在其基础上通过粒子群算法计算光伏系统的综合运行成本,进而得出加入储能系统成本后的综合费用,根据综合费用确定光伏和储能的最优容量。仿真分析和计算结果表明,合理容量的光伏和储能装置不仅能提高配电网系统运行的经济性,还能缓解系统的功率波动,有一定的削峰填谷效应。     

考虑源荷不确定性与碳减排的复合储能系统优化配置模型

在大规模光伏接入的清洁低碳型配电网建设背景下,为实现分布式光伏、负荷、储能设备与电网之间的协调运行,提升配电网的碳减排能力,针对光伏出力与负荷需求不确定性问题,提出了一种考虑源荷不确定性与碳减排的复合储能系统优化配置模型。通过对配电网内光伏和负荷特性进行分析,建立光伏出力与负荷需求不确定性模型;以复合储能系统综合成本最小、碳排放量最小、光伏功率波动平抑效果最好、能源利用效率最大为目标,基于概率的机会约束IGDT构建配电网复合储能系统优化配置模型,并进行求解;通过进行算例仿真验证所提复合储能系统优化配置模型的有效性。     

分布式光伏储能系统的优化配置方法

光伏发电的随机性和间歇性导致资源利用率低,储能具备控制灵活、响应快速的特性,是当前解决光伏并网和提高消纳的有效手段之一。目前,高昂投资成本是制约储能推广应用的关键,文中从成本角度出发研究了分布式光伏系统中储能的优化配置方法。首先,以分布式储能系统的投资和运行成本为目标,同时考虑储能接入位置、配置容量、荷电状态和电网运行状态等为约束条件建立双层优化模型;然后,介绍优化模型求解方法,外层采用遗传算法优化储能配置位置、功率和容量,内层采用粒子群算法结合MATPOWER潮流计算工具优化储能日内运行策略;最后,在Matlab软件中采用IEEE9节点系统验证了优化配置方法的可行性和有效性。     

地铁储能型再生能量回收装置控制策略研究∗

针对地铁牵引网电压波动剧烈及机车再生制动能量利用率不高的问题,在地铁牵引供电系统中装设超级电容储能元件,提出一种地铁储能型再生能量回收装置.该装置不仅可实现机车再生制动能量的回收利用,还可通过装置与供电系统间协调控制,达到双向稳压、削峰填谷的目的.首先分析系统主电路结构及工作原理;然后构建系统上层能量管理,下层变换器控制的协调控制策略;最后搭建系统仿真模型,模拟分析多种运行工况,验证该装置及控制策略的正确性和有效性.     

民用建筑中光伏系统形式选择

正太阳能光伏电源系统主要有以下划分方式。1)根据提供电力的种类,分为直流供电系统、交流供电系统和交直流供电系统。2)根据系统是否与交流电网连接分为并网光伏发电系统和独立光伏发电系统。3)根据系统是否配有储能装置,分为有储能和无储能光伏发电系统。独立光伏发电系统均为有储能光伏发     

一种降低高铁牵引供电系统负序电流的光伏发电接入方法

光伏发电是一种绿色节能的发电技术,近年来在电力系统中得到大力发展,但在牵引供电系统中尚未有工程应用。针对光伏接入牵引供电系统的情况,提出了一种利用光伏能源来降低牵引供电系统负序的方法。根据牵引系统供电臂负荷电流差值选择光伏接入方式,理论分析了改善牵引供电系统负序的基本原理,提出了相应的控制方法。针对不同的负荷情况,在Matlab/Simulink仿真平台上搭建了电气仿真模型进行分析,仿真结果表明:所提方法和控制策略能有效改善牵引供电系统负序电流问题。     

含分布式电源的配电网中混合储能优化配置

以光伏及风力发电为代表的分布式电源,其出力的波动性、间歇性及随机性等特点使得所接入的配电网面临来自规划、运行的多重挑战,储能装置的快速响应特性使其成为应对间歇式电源在配电网渗透率日益提高形势下电网安全经济运行问题的重要手段。针对配电网的削峰填谷及平滑负荷变化场景需求,搭建了以成本和电力系统优化运行为目标,同时计及电网和储能装置运行约束的混合储能系统容量优化配置模型,并基于典型储能功能定位计算得出储能类型及容量。算例分析结果表明,该模型智能化地实现了典型场景下混合储能的优化配置。     

基于储能调度模式的分布式光伏两阶段多目标就地消纳模型

随着分布式光伏接入配电网容量的提高,分布式光伏就地消纳模型成为日益重要的课题。提出了一种基于储能调度模式的分布式光伏两阶段多目标消纳模型。该模型以储能调度策略为主要控制变量并配合机组出力,以分布式光伏消纳率最大为优先目标,以系统运行成本最小为次要目标,计及储能运行约束等必要约束条件。针对建立的模型采用JAS算法配合分段线性化的混合整数规划,并结合智能单粒子算法构成的混合算法进行求解。通过一个算例验证了该模型能在不同渗透率情况下最大化光伏消纳率的同时最小化运行成本,使得模型更加符合实际和具有应用价值。     

面向高密度分布式光伏接入配电网电能质量治理的节点灵敏度分析方法

复合储能装置是有效解决高功率密度分布式光伏接入配电网所导致的瞬时功率越限、电压越限、谐波污染等一系列电能质量问题的方法。在高功率密度分布式光伏接入配电网的条件下,复合储能装置可供选择的安装节点多,导致其选址定容的计算量大和效率低,本文提出了一种面向高功率密度分布式光伏接入配电网电能质量治理的节点灵敏度分析法,实现了复合储能装置选址定容的快速求解。首先,建立了包括节点电压偏差、电流总谐波畸变率以及安装成本等多目标优化函数的复合储能装置选址定容优化规划模型;其次,应用节点灵敏度分析方法,通过对所有节点进行预处理,缩小了待选安装节点个数,获得了复合储能装置优化规划模型可行的安装节点备选集合,从而在采用改进多目标粒子群算法进行模型求解的过程中,大大减小了计算量,提高了优化效率;最后,以IEEE 33节点配电系统为例进行了仿真验证,结果表明了节点灵敏度分析法的优越性。     

基于分解协调方法的光储系统配置—运行协同优化

以光伏-储能电池系统为研究对象,构建光储系统的配置-运行优化分解协调模型.首先,将考虑储能投资成本与光储系统运行成本在内的综合费用作为目标函数,利用Benders分解方法将模型分解为规划配置主问题和运行调度子问题,然后,通过分解协调优化得到储能电池的最优配置方案与系统的优化运行策略,通过设定光伏消纳率、自给率、内部收益率、动态投资回收期等一系列指标,对模型进行评价.此外,实现了 Benders分解法收敛过程和Bender割集累积过程的可视化,直观展现出容量配置与优化运行的交互作用.基于此,进一步利用K-means聚类分析算法建立了年光伏出力模型,求解长时间尺度上储能电池的最优配置,探讨了分解协调优化模型在中长期尺度下求解的可行性.     

高速铁路混合储能系统容量优化研究

随着我国高铁里程和班次的增多,高铁机车刹车时回馈送到电网的制动功率和能量越来越大.为了充分利用这部分能量,该文提出一种基于超级电容器和锂离子电池的混合储能系统及优化配置方法,旨在获得最大的经济效益.首先,建立混合储能系统的数学模型;然后,建立高速铁路牵引供电系统日运行成本的经济优化模型,以成本最低为优化目标,采用混合整数线性规划方法对储能配置方案优化;最后,以国内某高铁站实际负荷为例进行计算,结果显示采用混合储能系统部分吸收再生制动能量时经济收益最高,日总成本节省了3％.     

基于多场景模糊集和改进二阶锥方法的配电网优化调度

随着分布式光伏大量接入,储能、电动汽车、可平移的主动负荷等多种资源均参与到配电网调度之中,配电网亟需在消纳可再生能源的同时降低调度成本.针对光伏出力不确定性和复杂多资源接入下的配电网调度问题,提出了基于模糊集理论和改进二阶锥方法的日前-日内两阶段调度模型及求解算法.首先利用历史统计数据,基于event-wise模糊集理论构建了光伏出力不确定性调度模型,并进一步提出了考虑多类型主动负荷、电动汽车、储能在内的多种调节资源协同的日前-实时两阶段优化调度模型.日前调度采用改进的鲁棒随机优化方法求解,有效处理分布式光伏的不确定性影响,实现光伏消纳最大化的目标;实时调度则提出了二阶锥边界修正迭代算法,综合利用主动负荷响应、电动汽车多种手段追踪匹配光伏出力,实现以运行成本最小为目标的优化调度.最后,基于IEEE-33节点算例系统的仿真分析论证了所提方法的有效性.     

联网光伏发电系统调度运行控制方法研究

光伏联网是光伏发电系统的主流发展趋势,由于光伏出力受光照、温度等环境因素的影响呈现明显的随机性与不可控性,大容量光伏联网给电网调度带来一定困难。为了适应大容量光伏电源接入电网运行,本文采用混合储能平滑系统输出功率来提高联网光伏系统的可调度性,提出了一种基于不同补偿周期的双层混合储能能量管理方法,以实际供电曲线和调度曲线相关性、储能系统成本为优化目标,采用一种改进的基于小生境技术的Pareto遗传算法进行优化求解。通过算例优化配置了储能系统容量,分析验证了所提能量管理方法的合理性和有效性。     

光伏-储能联合微网系统工程方案设计

提出分布式发电光伏-储能联合微网系统总体设计方案,进行了并网光伏发电系统、储能系统和微网控制管理系统设计.重点介绍了光伏电池阵列、并网逆变器、储能装置充放电系统、储能系统容量规划、微网电网结构、光储联合微网系统整合运行等设计内容.本工程将建设一个分布式光伏电源、储能系统友好接入电网,实现微电网双向潮流环境下控制保护协调工作的系统.     

面向风光综合消纳的电力系统广域储能容量优化配置研究

针对含大规模风光接入的电力系统中广域储能优化配置问题,提出采用K-means聚类方法,对风电出力、光伏出力与负荷间的时序数据进行典型日场景集抽取;以年弃风成本、弃光成本与储能等效年投资成本3者之和最小为优化目标,建立面向风光综合消纳的广域储能优化配置混合整数线性规划模型,并采用智能优化算法进行求解,实现储能投资最小化和风光消纳最大化的综合最优。以宁夏电网实际运行数据为例,验证了所提模型的合理性与有效性。     

智能楼宇中的电-热储能系统双层优化配置模型研究

智能楼宇中的光伏系统需配置储能元件以提高其生产效率,然而在现有技术中,电池储能系统已经不再是最经济的解决方案.相比而言,热储能系统能提高光伏自消纳,同时降低电池储能装置的配置容量.因此,文章提出了智能楼宇中储能系统的优化配置模型,模型中包含了光伏系统、热泵装置、电-热储能装置.为了同时优化电储和热储系统,文中采用蒙特卡洛模拟和元启发式算法,以最小化智能楼宇的年综合运行成本.文章主要通过调节储能罐中的水流量以满足热能需求,同时基于需求响应控制热泵运行和电池储能系统的充放电行为.算例验证了所提模型的有效性.     

配电网中分布式储能系统的优化配置方法

分布式储能系统接入配电网可与分布式电源形成互补,弥补后者由于出力的随机性对配电网安全和经济运行造成的负面影响,还可对配电网与主网的功率交换进行调节,起到削峰填谷的作用。而对分布式储能系统接入配电网进行优化配置是实现上述作用的基础,基于此,提出了配电网中分布式储能系统的优化配置方法。首先,为处理负荷功率、风电和光伏发电的随机性,利用聚类算法得到典型日负荷曲线、典型风电和光伏发电出力曲线。其次,以储能系统投资与运行成本最小为目标,考虑接入位置、功率大小和配电网安全运行等约束条件,建立多时段非线性混合整数优化模型,并采用两层优化的方法求解模型。该方法在外层采用改进的遗传算法对储能系统的配置方案进行优化,在内层采用最优潮流算法对配置方案的储能充放电进行优化。最后,对一个含风电和光伏发电的配电系统进行测试,证明了该方法的有效性,并分析了风电和光伏发电的额定功率、负荷需求变化等因素对储能系统配置结果的影响。