用户侧电池储能系统运行策略优化与效益分析

现阶段,电池储能系统（BESS）在用户侧得到了广泛应用。对安装在用户侧的BESS来说,运行成本主要体现为电池损耗成本,收益体现为用电负荷时序平移和月最大需量减少带来的电费支出下降。为发掘用户侧BESS的最大使用效益,建立了以用户综合用电成本最小为优化目标的BESS运行策略优化模型,并采用CPLEX求解器求解。仿真实验表明,对BESS运行策略进行优化可降低用户综合用电成本; BESS接入用户侧后,若容量选择得当,收益可覆盖成本,具有经济上的可行性。     

基于LCC和量子遗传算法的电动汽车充电站优化规划

电动汽车充电站优化规划是电动汽车与智能电网灵活互动的重要研究内容之一。面向电动汽车充电站运营周期,详细分析了充电站的成本效益及全寿命周期成本（LCC）的计算方法;基于上述工作,提出利用交通路网车流量信息估算充电站容量,以充电站运营商获得的净现值收益最大为优选目标,以交通路网车流量、电网电能质量和经济性、用户充电需求为约束条件,确定充电站的选址和容量;进一步地,提出了计及LCC的充电站优化规划模型,并采用量子遗传算法求解该模型。算例仿真表明,优化规划模型及其求解方法有效。     

大用户代理购电交易中的过网费

大用户代理购电的形成机制有利于保证发电厂回收投资,补偿成本,激励电网发展,使大用户的用电成本降低,有可观的收益.本文将大用户代理购电的过网费分为固定成本和可变成本.提出基于邮票法,按最大需求分摊固定成本,可变成本采用基于边际成本法的实时分摊方法,两者结合的综合定价方法.     

考虑用户满意度变化和差异的智能小区代理商定价及智能用电服务计划

售电公司或代理商希望利用峰、谷、尖、平电价,制定可灵活调节的电价,推进智能小区与电网的灵活互动,获得更大收益。前提是不增加用户用电总成本,且满足其满意度要求,但更应该顾及不同用户的满意度变化和差异。因此,提出考虑用户满意度变化和差异的智能小区代理商定价及智能用电服务计划双层模型。上层以代理商利润最大为目标,制定用户电价并传至下层。下层以用户用电费用最低为目标,计及用户满意度变化及差异约束,生成智能用电计划并传回上层,通过上下两层混合整数规划迭代求解该双层模型。算例结果表明,考虑满意度变化和差异后,增加了代理商收益,降低了用户用电费用,减小了负荷曲线峰谷差。智能小区代理商定价可调节用电市场的灵活性,改善电力负荷峰谷差曲线特性,考虑用户满意度变化和差异后可为用户提供更加个性化的智能用电服务。     

区域电网过网损耗实用化分摊方法研究

针对当前区域电网内“谁用电谁承担网损”原则下的网损分摊问题，对国内外各种算法进行了研究比较，在平等对待区域电网用户的前提下提出了区域电网过网损耗实用化分摊算法，并进一步提出了网损基数认定和联络线的简化处理方法。针对目前研究集中于某一运行方式下网损分摊方法的现状，提出了一种根据负荷曲线合理制定典型运行方式并按照其计算结果对年网损电量进行结算分摊的方法，对电网公司在电力市场运营中分析和掌握自身输电成本的构成具有重要的指导意义。     

计及需求响应的区域综合能源系统双层优化调度策略

需求响应聚合商通过需求响应聚合用户的可转移负荷和可削减负荷,提高区域综合能源系统运行的灵活性和经济性。考虑综合能源系统运营商和需求响应聚合商之间的交互博弈关系,建立了计及需求响应的区域综合能源系统双层优化调度模型。上下层分别以区域综合能源系统运营商和需求响应聚合商经济收益最大为目标,利用KKT条件和线性化方法将双层模型转化为单层混合整数线性优化模型进行求解。结果显示,通过分时电价和需求响应补偿价格引导用户调整用能计划,可在提高综合能源系统运营商和需求响应聚合商的利润的同时实现削峰填谷,减少对电网安全稳定运行造成的影响。     

计及共享储能与光伏的园区多用户综合收益优化

针对含共享储能与户用光伏的园区场景,文中提出一种用户侧综合收益双层优化方法,充分挖掘共享储能灵活性及用户用电需求差异性,在实现用户整体经济效益最优的同时提升光伏消纳能力。模型上层为月前优化阶段,以用户月度用电成本最低为目标,考虑系统能量平衡、储能充放电约束以及储能荷电状态约束,优化工业用户最大用电功率,降低需量电费;模型下层为日前优化阶段,综合考虑用户综合收益及光伏消纳能力,以上层优化结果为约束条件,兼顾功率、储能等约束,提出共享储能充放电功率及用户与电网交互功率等日前优化策略,在用户月度整体经济性最优的前提下,实现用户侧每日经济效益的优化。最后,以南方某实际园区作为算例验证了文中所提方法的有效性。     

考虑需求侧响应的微电网经济调度双层优化

为了在提高微网经济运行水平前提下挖掘用户侧调控资源的潜力，降低用户侧的用电成本，在考虑用户需求侧响应的基础上建立了微电网双层优化的调度模型。上层考虑用户的购电成本以及用电满意度，利用动态电价激励机制和负荷可转移特征对用户负荷曲线进行优化；下层在上层优化的基础上进行微电网的经济调度，以动态电价和负荷曲线作为上下层之间的桥梁进行迭代求解。最后对一个含有风力发电、光伏发电、微型燃气轮机和蓄电池的并网型单微电网进行仿真分析。结果表明，考虑动态电价不仅降低了微电网的运行成本和用户用电成本，还增加了风光消纳量，证明了模型的合理性和经济性。     

计及用户响应电价关联与多主体共赢的电动汽车充放电定价优化

针对电动汽车用户响应电价时存在的不确定行为,导致配电网负荷波动及运营商成本增加的问题,提出了一种计及用户响应电价关联与多主体共赢的电动汽车充放电定价优化方法。首先,根据用户对充放电电价的响应方式,分析了不同用户充放电转移与电价变化的关联关系;然后,定义了单位投入成本函数,以电网负荷峰谷差最小、运营商节省成本最大及用户用电满意度最大为优化目标,以电动汽车行驶里程、电池电量、充放电时间和车网互动放电电价为约束条件,构建了协调多主体利益的充放电定价多目标优化模型;最后,在人工鱼群算法的基础上,结合免疫算法和Pareto最优解集,提出了基于收缩空间的改进免疫鱼群算法对多目标优化模型进行求解。算例分析结果表明,所提定价优化方法在降低系统负荷峰谷差和运营商成本的同时,增强了对用户分时段有序接入电网的调控能力,验证了所提方法的有效性和优越性。     

区域综合能源系统双层多目标模糊优化模型预测控制方法

针对区域综合能源系统需满足电网调度要求的特点和自身优化问题,提出一种区域综合能源系统与电网协同的双层多目标模糊优化模型预测控制方法。首先,在考虑区域综合能源源荷储特性模型及其约束基础上,建立双层优化模型,上层模型以电网调度关心的综合能效最大及清洁能源消纳最大等多目标为优化目标;下层模型以运行及用能成本等多目标最小为优化目标。然后,基于模型预测控制,求解单层模型获取上下层目标函数区间,将其模糊化,提出以最大满意度为新目标的模型预测控制方法并求解,从而获得兼顾上下层多目标的优化结果。最后,采用算例仿真验证,表明所提方法正确有效。     

考虑电能质量的配电网增值服务双层优化模型

大规模分布式光伏接入使得配电网谐波污染严重，而谐波治理效果与网络拓扑结构相关，存在其他就近节点“搭便车”的现象。为改善用户的用电效率和提升配电网的经济效益，提出一种考虑电能质量的配电网增值服务双层优化模型。首先，采用支持向量机算法预测谐波源不同出力情况下负荷节点的谐波电压畸变率。然后，建立了配电网与需求用户的购售电双层优化模型。上层以配电网运营商作为主体，考虑网络拓扑结构对电能质量治理效果和成本的影响，以配电网运营商收益最大为目标，建立谐波电压治理模型，制定不同电能质量等级的电价。下层以对电能质量有需求用户作为主体，根据不同电能质量等级的电价，用户以运行成本最小为目标，建立电能质量选购策略模型。最后采用IEEE14节点算例进行分析验证，结果表明所提模型能够更有针对性地提升电能质量，提高配电网的经济收益，并为用户的差异化用电提供了解决方案。     

计及动态响应可靠性的电力负荷调度优化

当前，以卖方市场主导的需求响应方式具有较高的可靠性和可实施性。首先，以电网侧的利益最优为目标进行电力负荷的调度优化，为降低用户行为随机性对调度可靠性的影响，分析了不同类型电力负荷的响应可靠性性模型；其次，为提升用户的响应积极性，分析了不同用户的动态响应可靠性评估模型；最后构建了调度容量可靠性最高和电网侧调度运行成本最低的调度模型，以用户的最低出清利益为约束，在提升用户响应积极性的基础上，得到电网利益最优的需求侧资源调度运行方式。算例分析验证了调度优化模型的有效性。     

考虑配电网状态的共享储能优化运行方法

考虑共享储能接入对配电网的影响,提出一种考虑配电网状态的共享储能优化运行方法。首先,阐述了共享储能的运行模型,通过共享储能运营商将储能资源统一起来,构建共享储能电站的运行模型、配电网稳定性模型和用户用电成本模型。然后,构建考虑配电网状态的双目标优化模型,基于多目标优化的概念完成配电网和共享储能电站的博弈,基于欧氏距离法满足用户用电期望。最后,基于33节点配电网系统进行仿真,证明了所提方法的优越性。算例表明,该方法可有效降低共享储能电站运行成本,使电网运行更加稳定,同时降低了用户用电成本。     

实时电价下源网荷各侧收益的优化研究

基于用户在峰谷分时电价中的响应机制和价格弹性理论,用户会随着电价的变化调整自身用电量,因此通过电价变化引导用户主动地调整用电计划,从而达到缩小负荷曲线峰谷差,降低源网荷各侧成本以及增加收益的目的。文中采用模糊聚类算法对日负荷进行峰平谷分类,根据各小时的峰平谷隶属度建立实时电价模型,并且依据新电改之后相关政策对电源侧和电网侧的收益建立数学模型,以电源侧和电网侧收益最大、峰谷差最小为目标函数,将以负荷侧用户用电成本不上涨为约束条件的源网荷各侧收益作为优化模型,采用粒子群算法进行求解,并在Matlab仿真平台上验证了该模型缩小峰谷差和增加收益的有效性。     

考虑容量约束的储能规模化应用商业模式评价

考虑储能应用价值的容量相关性约束,提出了一种储能规模化应用商业模式精确定量评估方法。采用双梯级函数来表征电网对储能、火电等灵活性调节资源性能和容量的要求;根据储能在源、网、荷侧产生的发电量、输配电量、电费和辅助服务收益等增益,建立“储能+”场景下新能源业主、电网运营商、用户、储能业主等相关方的收入函数;根据增益耗费的储能容量,建立相关方分摊的储能成本函数;综合考虑新能源、电网、用户或者第三方等投资主体的净收益最大,建立储能投资博弈模型。最后,根据甘肃省的实际情况,评价了不同模式场景下规模化推广储能的商业模式,并对关键参数进行了灵敏度分析,论证了不同组合运营方式在特定源荷区域的效果,验证了所提方法的可行性。     

考虑参与多市场交易的电网侧储能优化配置

基于电网侧储能投资者的角度,提出一种考虑多市场交易模式的电网侧储能系统优化配置双层模型。模型外层以储能投资综合效益最大为目标,考虑了储能能量市场收益、调频市场收益、调峰市场收益和投资成本;内层以系统运行成本之和最小为目标,考虑系统的发电成本、调频服务成本、调峰服务成本和弃风成本。通过内外双层模型综合考虑了储能的规划和运行决策问题,模型在改进的IEEE39节点进行仿真,算例证明了所提模型的有效性。     

基于改进天鹰优化算法的微电网多目标优化调度研究

微电网优化调度对降低企业用电费用,减少能源损耗和环境污染具有重要意义。研究了覆盖光伏、风电、储能、燃气轮机和柴油发电机的分布式电源,在微电网并网运行的情况下,为协调系统内部各微电源的出力情况,对光伏发电、风力发电和用电负荷功率进行预测,建立了以运行成本和污染治理费用最低的目标函数,并采用改进天鹰优化算法(IAO)进行求解,求得不同分布式电源和大电网的出力情况。仿真结果表明,该模型在保证用户持续供电的情况下,可以在一定程度上有效降低企业用户的用电成本以及减少污染物的排放,为微电网实际运行的功率分配提供指导。     

计及需求侧响应的用户侧储能最优运行决策分析

夏季用电尖峰时段,用户侧储能参与需求侧响应可以提高用电经济性.本文首先对基于激励的需求响应机制进行分析;然后建立用户侧储能参与峰谷套利、需求响应和最大需量管理的数学优化模型,获得储能最优充放电策略,并优化用户参与需求响应时上报的响应功率;然后建立用户侧储能全周期成本收益模型,比较参与需求响应前后的储能成本回收年限;最后经过算例分析可知,用户侧储能参与需求响应会使用户上交电费减少,储能成本回收年限缩短,提升了用电经济性.     

储能聚合商自营共享模式下电能交易方法

针对用户侧分布式储能成本较高、利用率低、运营模式单一等问题,提出了一种兼具电能自营和储能共享模式的储能聚合商(ESA)自营共享电能交易方法,ESA分别从与电网公司、用户的电能交易中获益。基于分时电价和用户负荷预测,建立ESA控制储能充放电的日前优化模型,以ESA与电网之间的交易成本最小化为目标,获得ESA日前各时段的充放电电量,并将其作为ESA实时优化和定价的储能控制策略。以最大化ESA效益为主目标、最大化用户日效益为从目标,以内部电价为控制变量、用户用电量为状态变量,以内部电价限价、用电刚性需求等为约束,建立一种基于主从博弈的电能交易实时优化模型。算例仿真表明：ESA对日前储能充放电的决策获得了最低购电成本;主从博弈优化的电能交易决策了内部电价,提升了ESA和用户的经济效益。ESA自营共享电能交易方法是电力系统在共享经济模式下的有效尝试。     

用户侧共享式储能的全寿命周期经济效益评估

当前储能投资成本较高且收益不明确，较难在用户侧规模化推广，如何降低投资成本并提高投资收益是亟待探索的问题。首先提出了用户侧共享式储能的设备结构，对用户的负荷行为进行分析并归类出四类客户。然后，分别从峰谷套利收益、变压器降容收益、投资成本、运营成本4个方面进行量化，以动态投资回报期为评估指标，建立用户侧共享式储能的全寿命周期经济效益评估模型。以典型日峰谷套利收益最大为目标，构建用户侧共享式储能的优化调度模型，对储能充放电策略进行优化。最后，以某工业园区用户为例，从经济性和安全性角度综合分析了用户参与共享式储能方案的投资效益。研究成果对当前储能商业化推广应用具有一定的指导意义。