基于虚拟储能的微网风光储容量优化配置方法研究

风光储互补发电系统能够提高微网系统的稳定性。为了提升微网储能资源的合理配置,文章基于虚拟储能和电力弹簧概念,提出了计及主配储能协同的微网风光储容量双层优化配置方法,并利用改进的粒子群算法对风光储容量双层优化配置方法求解。最后,通过算例分析表明,文章配置方法提高了微网系统调节能力,降低了电压偏移率。     

复合储能在微网中的应用研究

微网是接纳分布式能源的有效方式之一,储能技术应用于微网可以改善电能质量、控制功率平衡、提高运行稳定性以及优化能量管理等。复合储能系统将功率型和能量型储能元件有机结合,兼具两类储能元件的优点,可以有效发挥储能技术在微网运行控制中的作用。从复合储能在微网中的应用模式、控制策略以及优化配置三个方面研究其在微网中的应用情况。首先根据储能元件在系统中连接方式的不同,分析集中式与分布式复合储能的应用模式和适用场合;然后基于储能单元改善微网运行特性的控制方法,分析复合储能系统中各储能元件的协调控制以提高系统动态响应特性和运行经济性;最后分析复合储能在微网中的优化配置问题,结合复合储能在微网中的运行控制提出其优化配置建议。     

基于自适应VMD的混合储能容量优化配置研究

针对用户用电需求和可再生能源发电情况,提出一种由重力势能储能、蓄电池和超级电容组成的混合储能系统,建立其数学模型.针对其不同的特性,提出基于自适应变分模态分解的混合储能系统容量优化配置策略,对混合储能容量优化配置模型求解.以某风光互补电站典型日功率数据为例,对最佳储能系统的分解尺度K和高中、中低频分界点及其对应的储能配...     

Energy storage for enhancing transmission capacities and trans-regional reserves of a UHV AC/DC power grid

探索应用储能为弱受端电网提供故障后大功率支撑以提升特高压交直流输电线稳态输送能力,同时兼作送端电网调峰的跨区备用源以增加新能源发电空间,以有效促进新能源跨区外送降低弃风弃光率。基于特高压交直流馈入受端电网的功率缺额与频率变化间的对应关系,提出在电网频率最低点满足要求的前提下,电网受电能力提升程度与储能容量配置间的数学模型;依据送端电网典型日各时段负荷特性建立可释放的新能源发电空间与所需储能备用调峰容量间的数学模型。结合考虑事故功率支撑与跨区调峰备用的容量需求特性及优先级别,探索两种功能联合应用下的容量需求方案和技术经济可行性。以交直流馈入的弱受端河南电网及新能源富集的送端新疆电网为例,验证了该新能源消外送纳能力提升方案的有效性。     

基于负荷预测的储能功率分配优化策略

针对目前电力系统调峰、调频储能电站容量有限的情况,文章提出了一种基于负荷预测的储能电站调峰、调频功率分配策略。首先建立了基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)优化BP神经网络的负荷预测模型,对电力系统中的负荷进行精准的预测,为储能电站参与调峰、调频提供计划调度参考;在此基础上,计及储能电站参与调峰、调频辅助服务的收益以及成本,建立储能电站参与调峰、调频功率分配经济模型,并利用粒子群算法对其进行优化求解,确定储能电站最优分配结果;最后,基于MTALAB仿真平台,验证了所提功率分配策略的有效性。     

基于二阶滤波的混合储能系统能量管理控制策略

针对由超级电容器与蓄电池储能构成的混合储能系统,提出一种基于改进型二阶滤波功率分配的荷电状态（state of charge,SOC）恢复控制策略。首先,分析传统一阶低通滤波算法的功率分配过程,构造具有功率误差反馈环的二阶滤波传递函数,消除传统一阶低通滤波器在响应高频功率指令时的积分作用,改善混合储能系统对目标功率指令的跟踪控制效果。然后,以归一化后的混合储能系统SOC为控制指标,制定滤波时间常数新型调整规则,动态优化混合储能系统功率分配指令。仿真结果表明,该控制策略可有效平抑风电并网功率波动,最大化利用超级电容储能可用容量,同时延长蓄电池使用寿命。     

考虑源-荷发展不确定性的电网扩展规划模型

在城市电网的发展过程中,随着可再生能源及储能等可控负荷的大规模接入,系统内源-荷实时功率供需关系与未来容量发展的不确定性将会增加,导致可再生能源利用率降低,并给上级电网带来调峰压力。为解决这一问题,文章充分考虑源-荷发展不确定性对系统的影响,以总规划成本最小为目标,建立了基于多重不确定性的电网模糊扩展规划模型及其求解方法。通过仿真算例验证了所提模型可有效地提升电网规划的经济性。     

基于频谱功率分配的微电网微源容量优化配置

光伏等新能源发电具有波动性,将其与可控发电装置或储能等可控微源相结合以微电网的形式发电,可减小功率波动对电网的影响。针对含光伏的独立型微电网,对其中微燃机和储能进行协调容量优化配置,通过对微电网的净负荷进行频谱分析,并考虑微燃机与储能对负荷波动的响应特性,利用优化频域分频点的方法确定微燃机与储能的功率分配策略,根据此功率分配策略,计及储能和微燃机的运维成本及储能的循环使用寿命,将分频点和电源容量作为优化变量,建立了以年综合成本最小为目标的双层优化配置模型。算例结果表明,合理的分频点可使储能与微燃机的容量配置更为经济,并可提高储能的循环使用寿命和降低微燃机的运行成本。     

分布式多源储能模糊聚类集群协调优化模型

分布式多源储能系统是针对高渗透新能源电网能量供需平衡过程的电热多能源协调复合储能系统,具有布局分散、时域调节灵活性强的特点。为充分挖掘分布式多源储能系统运行的调节能力,文章提出分布式多源储能系统集群协调模型。首先,研究分布式多源储能系统调节特性以及调节能力量化方法,提出基于分布式多源储能系统节点调节能力的系统节点集群划分模型,将分布式多源储能系统划分为基于调节能力的若干子群落;然后,提出分布式多源储能系统集群协调调度方法,以提升新能源接纳能力,降低分布式多源储能系统运行成本;最后,采用我国北方某城市电网数据及电热联合系统数据进行仿真算例分析,验证文章所提方法的有效性。     

基于改进支持向量机的多能源电力系统中储能容量规划及运行模型

研究多能源电力系统中储能装置的定容及运行,有利于减小功率波动,降低对电网的冲击,提高电能质量。以青海省海西千万瓦级可再生能源基地为例,首先根据光伏电站和风电场的历史数据分析了两种新能源发电系统的出力特性,在此基础上建立了支持向量机模型,对新能源电站的输出功率进行了短期预测。根据光伏电站和风电场的出力预测误差,建立了ARMA误差预测模型,进一步修正了光伏电站和风电场的预测曲线,最后根据出力预测曲线的功率谱确定了储能系统的容量及出力曲线。研究成果可为新能源并网提供技术支持。     

Frequency control in micro-grid power system combined with electrolyzer system and fuzzy PI controller

The widespread use of various kinds of distributed power sources would impact the quality of the power supply within a micro-grid power system, causing many control problems. This paper focuses on the stability of micro-grid operation and discusses the control techniques of combining a micro-turbine with the fuel cell and electrolyzer hybrid system to expand the micro-grid system's ability to solve power quality issues resulting from frequency fluctuations. The paper examines the feasibility of fuel cell and electrolyzer hybrid system control, especially dynamic control of an electrolyzer system, to secure a real power balance and enhance the operational capability of load frequency control. The proposed control and monitoring system can be considered to be a means of power quality control, both to improve the frequency fluctuations caused by random power fluctuations on the generation and load sides and to relax tie-line power flow fluctuations caused by frequency fluctuations in the interconnected micro-grid power system.     

基于改进粒子群算法的混合储能独立调频的容量优化研究

新能源与可再生能源在“3060双碳”战略目标下深入构建清洁能源体系,针对储能以独立主体向电网提供调频辅助服务以应对间歇性和随机性功率波动的优化问题,提出飞轮和锂电池混合储能的容量配置策略。首先,以考虑调频里程的储能经济效益最大化建立数学模型;然后采用自适应噪声完备集合经验模态分解将调频指令分解为高频需求和低频需求;最后构建算例,在不同分频参数下嵌入混合储能的充放电功率控制和荷电状态约束,并运用反向搜索前期寻优和变异交叉策略后期寻优的改进粒子群算法求解。结果表明,该方法求解得到的配置方案有效提升了混合储能整体的经济性和安全性。     

储能电池在风光互补发电系统中的容量配置分析

储能电池是分布式发电系统的关键组件。增加储能电池的容量可以提高发电系统的可靠性,但会增加系统的投资和运行费用。基于上海地区全年8 760 h的气象数据,计算了风光互补发电系统在不同储能容量下的负荷缺电率和能量溢出率的变化。对于独立的风光互补发电系统,在满足能量溢出率小于0.3的情况下,如果系统缺电率维持在1%左右时,需要配置3天的储能容量;如果系统缺电率为0,则需要配置5天的储能容量。     

基于VMD的混合储能容量优化配置

针对光伏发电输出功率的波动性以及混合储能容量优化,以光储联合的发电系统为研究对象,提出一种基于变分模态分解(VMD)的混合储能容量优化配置策略.该策略采用VMD对光伏输出功率进行处理,利用欧氏距离方法将相关模态和非相关模态进行区分,利用滑动平均法提取非相关模态中的持续分量信号,将其与相关模态进行重构作为满足国家标准的并...     

Analysis of a fuel cell micro-grid with a small-scale wind turbine generator

If electric power is supplied using an independent micro-grid connected to renewable energy, it can flexibly match the energy demand characteristics of a local area. And an independent micro-grid is expected to be effective in cutting greenhouse gas discharge and energy costs, as well as in eliminating the need for an emergency power supply system. Since the output of renewable energy is unstable, other energy equipment needs to cover the stability of output. Thus, the operating conditions of an independent micro-grid that supplies power with natural power sources and fuel cells are investigated. The operation conditions of a fuel-cell independent micro-grid with wind power generation were investigated by numerical analysis. Step loads and an apartment house power load model were analyzed using the dynamic characteristics of a fuel cell obtained from experiments. The output of wind power generation and fuel cells is controlled by proportional-integral control of an independent micro-grid for rapid power demand change.     

计及储能系统的微电网优化调度模型

为了缓解含风电、光伏等新能源微网并网对系统安全运行的影响,提出了在分时电价下,考虑储能系统的微网优化调度策略。以微网总成本最低为目标,分别考虑了投资成本、污染惩罚成本及主网购电成本,建立了微网主网联合运行优化模型,并以典型日负荷出力情况为例分析了不同情景下的优化结果。算例结果表明,所提策略和模型能有效实现微网优化调度,有效降低了含电动汽车和蓄电池等储能设备的微网年运行成本,同时能够保障微网和主网的联合安全运行。     

Enhancing the operation of fuel cell-photovoltaic-battery-supercapacitor renewable system through a hybrid energy management strategy

It is necessary to have an energy management system based on one or more control strategies to sense, monitor, and control the behavior of the hybrid energy sources. In renewable hybrid power systems containing fuel cells and batteries, the hydrogen consumption reduction and battery state of charge (SOC) utilizing are the main objectives. These parameters are essential to get the maximum befits of cost reduction as well as battery and hydrogen storage lifetime increasing. In this paper, a novel hybrid energy management system (HEMS) was designed to achieve these objectives. A renewable hybrid power system combines: PV, PEMFC, SC, and Battery was designed to supply a predetermined load with its needed power. This (REHPS) depends on the PV power as a master source during the daylight. It uses the FC to support as a secondary source in the night or shading time. The battery is helping the FC when the load power is high. The supercapacitor (SC) is working at the load transient or load fast change. The proposed energy management system uses fuzzy logic and frequency decoupling and state machine control strategies working together as a hybrid strategy where the switching over between both strategies done automatically based on predetermined values to obtain the minimum value of hydrogen consumption and the maximum value of SOC at the same time. The proposed HEMS achieves 19.6% Hydrogen consumption saving and 5.4% increase in SOC value compared to the results of the same two strategies when working as a stand-alone. The load is designed to show a surplus power when the PV power is at its maximum value. This surplus power is used to charge the battery. To validate the system, the results were compared with the results of each strategy if working separately. The comparison confirms the achievement of the hybrid energy management system goal.     

微网系统中电池储能系统应用技术研究

随着可再生能源发电技术的发展,能够整合分布式发电系统的微网成为满足日益增长的电力需求、节省投资和提高能源利用率的一种有效途径。储能系统作为微网必要的能量缓冲环节,其作用越来越重要。文章概述了电池储能系统的基本特性,分析了电池储能系统的运行及控制原理,并详细阐述了其在微网中的作用。基于蓄电池的储能系统,不仅能起到能量缓冲的作用,还能提供短时供电、缓冲微网中负荷波动、改善微网电能质量,对提高微网的经济效益具有重要作用。     

建筑集成微电网储能配置与控制方法研究进展

与建筑集成的微电网,能最大程度消纳分布式发电源能量,同时解决分布式发电源直接接入配电网所带来的功率波动性及电能质量问题。本文基于分布式电源类型、储能类型和用户经济,阐述建筑微电网在储能配置与控制方法的研究进展。展望建筑集成微电网的未来重点研究方向。     

风电场含退役动力电池的混合储能系统容量优化配置

针对退役电池在风电场平抑功率波动场景的应用,提出一种考虑退役电池时间尺度的混合储能系统容量配置方法。首先分析退役电池和新电池储能的优势,并介绍储能系统的成本构成;然后建立以全寿命周期经济性最优、考虑退役动力电池充放电时间尺度的混合储能容量配置模型,线性化后可调用求解器求解获取储能容量配置结果;最后用风电场实际数据进行分析,验证容量配置方法的有效性,并分析风电场不同储能配置时长政策要求、退役动力电池不同时间尺度以及不同控制策略下的混合储能容量配置结果。