计及动态非均匀热特性的储能软包锂电池充放电热路模型

当前锂离子电池热行为解析模型与仿真模型在储能应用中面临效率或精度挑战。提出一种计及动态非均匀热特性的软包锂电池热分析方法，为储能系统提供电池状态在线评估工具。首先，构建热路模型和解析偏微分方程组，以捕捉充放电过程中电池动态非均匀热特性。其次，建立迭代机制确定求解参数，发展一种兼顾精度和效率的求解算法。将热解析模型和算法应用于商用储能锂电池温度评估。多种充放电工况下的实验结果表明，所提方法具有毫秒级计算成本和小于3%的温度误差，参数标定、迭代机制增强了该方法的工程适用性。该方法对储能电池管理系统展现出良好的应用潜力。     

以净效益最大为目标的储能电池参与二次调频的容量配置方法

针对储能电源参与电网辅助调频问题,提出一种以净效益最大为目标的储能电池参与二次调频的容量配置方法。综合考虑实时电量、备用功率和环境效益,构建储能电池全寿命周期的成本-效益计算模型;进而建立以净效益最大为目标,以容量及功率为决策变量,综合考虑实时出力、调频需求约束和荷电状态(SOC)约束的储能电池优化配置模型;基于经验模态分解(EMD)原理,设计一种考虑常规机组爬坡率限制的储能参与二次调频的初始功率指令分配方法;并给出了利用遗传算法辅助求解该优化模型的容量配置方法流程。仿真结果表明,所提出的容量配置方法不仅可以得到能够较好地协调经济效益和调频效果的容量配置方案,同时可得到储能出力功率,该功率可作为储能电池的运行调度参考方案,提高了配置方法的工程实用性。     

提升火电机组AGC性能的混合储能优化控制与容量规划

以铅酸电池和全钒液流电池组成的混合储能为例,针对常规机组调频的固有特点,研究了混合储能装置配合传统机组参与自动发电控制(AGC)的充放电策略和最优容量配置计算方法。首先,针对常规机组调频的特点,提出一种考虑抑制反向调频、死区振荡、储能装置过度放电、荷电状态水平强制归位的优化控制策略;其次,综合考虑配置储能装置成本和发电侧调频收益,构建储能装置系统经济运行优化函数的容量规划模型;最后,根据某发电厂实际运行数据进行仿真计算,利用粒子群优化算法求解,结果表明该方法的调频效果、运行经济性等比常规机组调频均有提升。     

风力发电系统中储能容量的优化配置

在风力发电系统中,合理地规划配置储能系统的容量对于风力发电产业的长远发展具有非常重要的意义。首先建立了电池储能系统的模型,提出一种基于该类储能系统的容量优化配置策略,并在此基础上将电池储能系统的全生命周期成本作为储能容量的优化目标,建立了以发电系统能量缺失率等运行指标为约束条件的储能容量优化模型,运用粒子群算法对该复杂优化配置模型进行求解计算。通过对算例系统的求解,验证了所建模型和算法的正确性和有效性,同时也为风力发电系统中储能单元的容量优化提供了参考。     

计及无功补偿的园区风光储系统稳定协调策略研究

在风光发电系统并入园区公共电网时,存在重构电网结构和潮流分布特性等问题.考虑到储能系统的"调峰调频"特性,从能量协调控制角度出发,提出一种以储能装置为调控核心的园区风光储一体化系统无功优化控制策略,并利用神经网络-粒子群结合算法迭代求解储能容量优化不同控制目标的出力效果.与传统协调控制方式相比,在合适的储能容量迭代优化...     

规模化储能参与下的电网二次调频优化控制策略

近年来,大规模电池储能参与电网二次调频控制是其继调峰之后最具潜力的应用方向之一,但是传统的二次调频控制策略无法区分不同电池储能技术特征的差异,进而难以充分发挥其调频优势,造成资源浪费。为此,提出一种计及电池储能技术特征的电网二次调频控制策略。受传统机组的调频成本模型启发建立电池储能调频成本函数,定量描述具有不同技术特征的储能在承担调频责任时所对应的调频成本。以调频成本最小化为目标,配置储能调频责任以满足电网二次调频需要。利用MATLAB/Simulink搭建含多个电池储能的区域电网动态模型,验证所提二次调频策略的可行性,并与其他2种调频策略进行对比分析。仿真结果表明,所提控制策略能够充分考虑不同电池储能的技术特征,从而精确地调度储能以满足电网调频需要,并实现荷电状态的均衡控制。     

基于改进人工蜂群算法的区域电网储能系统能量管理优化策略

为提高新能源消纳水平及系统运行效率,需对储能系统充放电功率进行优化,以平抑功率波动,降低网络损耗,提高经济效益。基于源荷状态判断储能各时段充放电状态,以区域日网损降低收益、日高储低放套利收益及日环境效益最大为目标,综合考虑储能自身约束及网架潮流状态约束等条件,建立了区域电网储能能量管理优化模型。求解过程中提出了一种改进人工蜂群算法（improved artificial bee colony,IABC）,并针对吐鲁番区域网架结构及运行特点进行了建模仿真。结果表明,对储能进行能量管理优化可提升整体经济效益,且改进人工蜂群算法具有很好的全局搜索能力及收敛性。     

基于改进人工蜂群算法的区域电网储能系统能量管理优化策略

为提高新能源消纳水平及系统运行效率,需对储能系统充放电功率进行优化,以平抑功率波动,降低网络损耗,提高经济效益。基于源荷状态判断储能各时段充放电状态,以区域日网损降低收益、日高储低放套利收益及日环境效益最大为目标,综合考虑储能自身约束及网架潮流状态约束等条件,建立了区域电网储能能量管理优化模型。求解过程中提出了一种改进人工蜂群算法（improved artificial bee colony,IABC）,并针对吐鲁番区域网架结构及运行特点进行了建模仿真。结果表明,对储能进行能量管理优化可提升整体经济效益,且改进人工蜂群算法具有很好的全局搜索能力及收敛性。     

基于并行多维近似动态规划的综合能源系统动态经济调度

针对随机动态经济调度模型难以高效求解的问题，提出一种用于快速求解电-气-热综合能源系统（IES）随机动态经济调度问题的并行多维近似动态规划算法。该算法将原有的高维状态空间中的状态变量聚合到IES的电储能系统(ESS)的可用容量和蓄热罐(HST)的可用热量中，实现了状态空间的降维，进而解决了动态规划中“维数灾”的问题。此外，利用ESS和HST的运行约束，将无效状态剔除，降低了问题的求解规模。在风电、电价和负荷等不确定场景充分训练后的值表模型中，通过近似值函数的迭代寻优，将含有经验知识的值表应用于在线测试中，实现应对不确定性的IES最优调度决策。以改进的2个系统为例，验证了所提模型和算法的有效性。     

基于多变量模糊控制的储能系统辅助火电机组调频

综合考虑区域电网的负荷需求和电池储能系统的荷电状态(SOC)两者之间的关系,提出了一种基于多变量模糊控制的电池储能系统辅助火电机组参与调频的控制策略。以储能装置为研究对象,设计相应的多变量模糊控制器,通过多变量模糊控制方法控制电池储能系统的输出功率,改善系统调频的动态性能。建立了含电池储能系统的区域电网仿真模型,并基于MATLAB/Simulink平台对所提控制策略进行仿真验证。仿真结果表明,控制策略在改善火电机组的调频效果和提高储能装置的使用寿命方面更具有优势。     

基于动态随机模型的微电网群能量管理方法

微电网可以协调调度分布式电源、储能装置和负荷,最大限度地利用可再生能源。文中以互联微电网群为研究对象,研究微电网间能量交易方法。针对微电网的动态随机因素,采用多时间尺度方法进行处理,包括日前调度和日内优化,提出微电网能量管理框架。然后建立微电网能量管理模型,包括日前调度模型和日内优化模型,确定其目标函数和约束条件,利用粒子群算法求解实现日经济成本最低,提高微电网群的经济性。选取3个微电网构成的微电网群系统进行算例分析,对所提动态随机模型、能量交易方法和能量管理模型进行验证和分析,仿真结果表明,文中所提微电网群能量交易方法能够有效提高微电网群的运行经济性。     

计及储能寿命与调频性能的风储联合投标模型及算法

风电与储能联合投标可有效应对风电的随机性,提高风电与储能的综合效益。文章针对电力市场环境下风储联合投标的模型与算法问题开展研究。首先,详细考虑储能电池循环寿命、风储联合调频性能、风储联合运行条件及电力市场方面的约束,建立风储联合参与电能量市场和调频市场的投标模型。然后,将所提模型转化为马尔科夫决策过程,并提出一种改进动态规划算法进行求解。该算法利用情景记忆避免对各个子问题的重复计算,可显著提高计算效率,并有效处理风储联合投标过程中出现的随机性、非线性、离散性问题和逻辑变量。最后,通过算例说明了所提方法的有效性。     

多阶段规划工业园区的双重功能共享储能配置

以工业园区共享储能为研究对象,提出了包含储能和不间断电源双重功能的工业园区共享储能结构框架,建立了共享储能设备容量和共享储能运营商净现值的模型,为通过优化配置共享储能设备以实现新能源出力备用和替代不间断电源提供了一种可行的路径;采用场景树表示工业园区电力负荷和光伏的随机性,建立了一个旨在使共享储能运营商经济效益最大化的多阶段随机规划模型,并采用随机对偶动态规划算法对模型进行求解;利用具体算例验证了模型的有效性。     

光伏储能系统电池能量管理研究

为延长蓄电池的使用寿命、降低光伏发电系统的运行成本,分析了光伏发电系统中储能蓄电池工作状况的特殊性和建立一套完整的蓄电池能量管理系统的必要性.分析了蓄电池能量管理系统的主要组成模块,提出了一种以实现蓄电池优化管理和提高光伏发电系统能量利用率为目标的分组自治能量管理策略.实时在线估算蓄电池的荷电状态SOC是实现分组自治能量管理的基础,采用蓄电池Thevenin模型、利用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法实现了蓄电池SOC的估算.仿真结果表明,EKF算法具有较好的精度,并对初始值的误差有较强的修正作用.     

基于电池荷电状态和可变滤波时间常数的储能控制方法

针对可再生能源输出功率波动性大且随机性强的特点,在计及储能电池使用寿命等约束条件的基础上,提出了一种基于实测电池荷电状态的可变滤波时间常数储能控制方法。该方法通过实时调节储能系统的输出功率,对可再生能源输出功率中某一特定频段的波动成分进行补偿;同时根据电池的荷电状态值,对滤波时间常数进行调节,从而使电池的荷电状态值稳定在一定的范围内,避免了电池的过充/放电。在PSCAD中搭建的光储系统仿真模型,验证了所述方法的有效性。     

基于荷电状态的混合储能系统协调控制策略

为优化混合储能系统运行状态,提出了一种新型混合储能分层协调控制策略,包括上层能量管理与下层混合储能控制。上层能量管理层根据微电网母线电压、频率以及混合储能系统综合荷电状态（SOC_HESS）,利用模糊逻辑算法优化混合储能系统的充放电功率,使得储能设备的荷电状态维持在合理范围。下层混合储能控制层在低通滤波器的基础上根据磷酸铁锂电池和超级电容器各自的SOC,建立分配功率修正算法,优化储能单元的SOC状态。仿真实验证明,所提出的基于荷电状态SOC的分层协调控制,有效地降低了混合储能的SOC的变化范围,防止储能设备的过充或过放。     

基于寿命模型的混合储能参与二次调频的经济性研究

针对储能电池在参与电网二次调频过程中的寿命损耗问题,提出一种计及电池寿命的混合储能参与调频的控制策略。在含有磷酸铁锂电池和铅炭电池的混合储能系统中,考虑放电深度、循环使用次数等因素,建立电池寿命模型;在功率分配环节,利用一阶低通滤波器对区域控制需求信号进行高低频的划分;综合考虑混合储能损耗、调频需求及评价指标等约束,以滤波时间常数为优化变量,进而建立以经济效益最大为目标的混合储能系统调频模型。利用Matlab/Simulink对含有混合储能的区域电网二次调频模型进行仿真验证,结果表明该模型不仅能有效改善调频性能,而且对降低电池损耗及后期更换成本具有重要意义。     

考虑储能系统动态全寿命周期特性的多功能应用需求规划方法

为充分发挥配电网中电池储能电站（battery storage power station, BSPS）调峰、调压和改善系统可靠性等多功能特性。提出了一种以削峰填谷为主,同时兼顾调压、新能源消纳等多功能应用需求的规划方法。该方法旨在使经济效益目标最大化的同时,确定BSPS的位置、功率和容量。为使结果更加准确,考虑电池老化影响,将BSPS分成建设、运行、衰退等多时段,构建动态全寿命周期模型,并采用量子遗传算法求解。算例分别对干线和环网2种不同结构,以峰谷差大、电源、负荷分布不均衡的某省实际电网数据为例,验证了所提规划方法的有效性。     

计及蓄电池寿命的风光储微网系统能量优化管理

随着新能源电力比重的快速增长,风光储互补发电已成为我国电力供应的重要组成部分。本文提出一种针对风光储微网系统的能量优化管理策略。综合考虑系统运行成本、蓄电池寿命损耗成本和购电环境成本,建立经济调度模型;以综合发电成本最低为目标,考虑出力约束和安全性能约束,利用粒子群优化算法对该模型求解,产生能量管理策略的调度参数,实现功率优化调度。在不同天气条件下,对本文策略和常规策略进行了算例对比,验证了优化效果。基于算例数据,进一步讨论了蓄电池充放电深度和次数对寿命的影响,并证明在本文策略中蓄电池的使用寿命较长。