分布式电源电动汽车充电站储能系统电价分析

含分布式电源的电动汽车充电站的可再生能源供给常常小于电动汽车充电负荷,须要配电网辅助补充部分电能,不利于配电网的稳定运行。文章提出基于微电网内不平衡率的充电站储能系统的电能与电网电能联动策略。考虑配电网有峰、谷、平3种电价,故将充电站储能系统SOC分成3部分与之相对应,根据微网内可再生能源实时出力与负荷求出不平衡率U_R。当充电出现缺额时,由充电站储能系统和电网以不平衡率为比例协同补充充电缺额,实现了微电网内的能源协调控制。文章采用蒙特卡洛方法模拟电动汽车负荷,通过对比不同用户响应度的配电网等效负荷和充电站储能系统SOC,验证了该策略在微电网运行优化的有效性。该策略充分发挥了充电站储能系统和电网的联合运行优势,减小了电网负荷峰谷差,优化了电网负荷曲线。     

考虑效率和效益提升的配网多能源系统投资决策模型

针对配网多能源系统当前能量供给难以适应负荷容量不断增加的问题,文章在研究通过投资建设提升系统可靠运行能力的同时,兼顾投资建设过程后设备的利用效率及收益,利用可再生能源发电设备、储能设备和改造线路在多时空间尺度上对配电网的支撑作用,进行投资容量和选址决策。首先,给出了配网多能源系统拓扑结构,在此基础上分别建立配网多能源系统储能、可再生能源发电和线路改造投资收益模型。然后,对于所需投资设备进行分期规划,建立考虑效率效益双目标的投资时段决策模型;再基于所提出的改进枚举求解方法,对储能设备、可再生能源发电设备和线路改造求解容量和分期投资决策模型。最后,基于某地区多能源电网实际运行数据,建立配网多能源系统投资决策仿真模型,仿真结果验证了所提投资决策模型能够提升配网多能源系统投资的效率和效益。     

基于改进海洋捕食者算法的配电网储能多目标优化配置北大核心CSCD

分布式电源(distributed generation,DG)的大量接入是配电网重要发展趋势之一,而储能系统的合理配置是提升配电网接纳DG能力的重要手段。本工作考虑高比例DG接入配电网造成电能质量下降问题,建立使配电网电压偏移最小、线损率最低、储能规划成本最优三个指标的储能多目标优化配置模型;针对目前侧重改进传统优化算法求解储能配置多目标优化问题性能不足方面,采用一种基于快速非支配排序和边界交叉构造权重设置参考点的方法对海洋捕食者算法改进,进而求解配电网储能多目标优化模型,得出储能在配电网中的最佳并网位置、额定容量和储能电池调度周期内的充放电功率。通过在IEEE-33节点系统上进行算例分析,结果显示:采用改进的多目标海洋捕食者算法能够有效地求解出在最优储能规划成本下使配电网经济、稳定运行的储能配置方案,及储能电池运行周期内最佳的充放电策略;并且通过对比多种智能优化算法,证明了所提改进海洋捕食者算法在求解储能多目标优化配置问题上具有良好的收敛性能、分布性能。     

与需求响应联合优化的联网型微电网储能容量随机规划

针对含分布式电源、需求响应资源的联网型微电网,提出一种与微电网内多类型需求响应资源联合优化运行的储能系统容量配置优化规划模型。模型以微电网用能成本与储能设备年投资成本之和最小为目标函数,考虑需求响应资源可柔性调节区间、储能设备的荷电状态、微电网与主网间变电容量等约束条件,并计及分布式电源出力的不确定性影响,建立储能容量随机优化规划模型,利用混合整数线性规划算法求解。对某实例微电网仿真分析优化配置储能容量对提高微电网运行和规划的经济性的影响,结果表明模型可实现微电网储能系统最佳容量配置决策,同时优化需求响应资源和储能系统的运行策略。     

风光互补发电系统混合储能系统容量优化方法研究

风光互补发电系统受风光资源影响发电功率波动较大,配置适当的储能系统可提高新能源发电的消纳能力和电能质量。针对风光互补发电系统储能容量优化配置问题,将运行投入成本作为优化目标,提出以抽水蓄能为基础,蓄电池和超级电容参与的混合储能系统模型。该储能模型以跟踪负荷曲线作为平抑目标函数,利用集合经验模态分解和滑动平均法,对抽水蓄能机组、蓄电池和超级电容设备进行功率分配。建立了风光发电系统模型,利用带免疫的粒子群算法对储能配置容量进行寻优求解。计算结果表明,所提基于抽水蓄能的混合储能容量优化模型,对发电系统输出功率波动情况改善明显,电能消纳能力和运行经济性有所提高。     

改善风电并网电能质量的飞轮储能系统能量管理系统设计

设计了应用于改善电网电能质量场景下飞轮储能系统的双层结构能量管理系统,其中能量管理系统的上层——决策管理层利用模糊算法,考虑飞轮储能系统状态和平抑风电功率波动需求来确定飞轮储能装置的充放电功率参考值,下层——调度控制层通过双环控制背靠背双PWM变流器实现飞轮储能与电网间的功率交换。在Matlab/Simulink下仿真分析飞轮储能的运行状态和比较风电场采用飞轮储能调节有功功率前后的公共连接点(point of common coupling,PCC)处电压波动,仿真结果验证了飞轮储能系统能量管理系统的有效性,可提高储能装置的利用效率,改善电能质量。     

考虑储能容量的电网电能质量治理策略

为提高储能参与电网电能质量治理的能力,延长储能系统寿命,文章提出了一种考虑储能容量的电能质量治理策略。首先,介绍了储能变流器(Power Conversion System,PCS)的结构,并给出了参考电流生成方法;随后,根据储能系统当前容量,选择补偿控制方法,并重点针对储能容量不足情况,提出了基于比例矢量比例积分(Proportional Vector Proportional Integral,PVPI)的PCS分频控制策略,利用PVPI控制具有的频率选择特性,根据储能剩余容量有选择地治理电网谐波、无功、三相不平衡等电能质量问题;最后,搭建含储能装置的分布式电源进行并网运行的相关实验,实验结果表明,所提出的储能变流器控制策略能够在储能容量不足时,有效地改善并网电能质量。     

综合能源系统中的混合储能配置优化研究

综合能源系统中混合储能系统的配置优化可以一定程度上提高系统的整体能源利用率和运行可靠性,对区域内的能量协调规划具有重要意义。建立了一种由超级电容、锂电池、压缩空气储能构成的综合能源系统中的混合储能系统,分析3种储能方式的不同性能特征,建立各个储能系统的数学模型。基于滑动平均法的原理,采用二次移动平均滤波法进行功率配置,并基于能量平衡进行容量配置优化,实现了多种储能方式的优势互补,推动综合能量系统的整体高质量运行。     

基于能量预测的光伏微网储能系统控制策略

以光伏微网储能系统为研究对象,提出一种融入光伏发电与负荷预测技术的储能系统模糊控制策略。该方案考虑了光伏输出功率随天气条件变化的随机性,建立了光伏短期功率预测最小二乘支持向量机(LSSVM)模型;考虑电力负荷影响因素的多样性与不确定性,基于灰色关联度(GRA)建立了电力负荷LS-SVM预测模型;考虑建立在偏远地区的微网系统,因分布式电源上网造成电能质量下降和电能传输过程的浪费,建立储能系统模糊控制策略,以确定电能最优分配及就地消纳,以保证系统能源利用效率。根据算例分析表明,该控制方案不仅可准确预测光伏微网能量,而且可提高储能系统运行效率,降低电能传输过程中线路损耗以及对电网电能质量的影响。     

面向配电网优化的混合储能系统控制策略

文章提出一种面向配电网优化运行的混合储能系统控制策略。首先建立光伏-混合储能系统柔性并网模型,针对配电网"源-网"经济运行和节点电压优化目标,提出光伏-混合储能系统参与配电网优化运行策略,获得混合储能最优目标功率;然后根据荷电状态及其充放电状态,提出混合储能多目标分频和内部能量协调控制策略,合理分配蓄电池和超级电容器的充放电功率。仿真结果表明,该策略不仅可以有效实现配电网经济运行和节点电压越限治理,而且能够充分发挥不同储能介质的技术特性,延长混合储能系统的运行寿命。     

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。     

改善光伏高渗透率配电网电压水平的储能电池最优容量配置方法

针对高渗透率分布式光伏电源接入配电网后引起系统节点电压越限致使电能质量失优这一问题,提出一种基于用户侧储能电池改善配电网电压水平优化模型并最终获得储能电池最优容量的优化配置方法。该方法考虑储能电池参与配电网电压调节运行,以改善节点电压水平为目标,以储能电池充电功率限值及系统功率平衡为约束,通过遗传算法寻优,获得储能电池的最优充电功率值,进而可确定储能电池的最优配置容量。仿真算例表明该方法可有效地使系统中各节点电压的越限情况得到良好改善,同时可实现对储能电池容量的最优配置。     

新型中高温蓄热技术及发展趋势

储能作为能源利用的重要环节,对工业节能和可再生能源利用具有特别重要的作用。采用高温转换、利用中高温蓄热进行稳定的能量供应,是提高利用效率的根本途径。而提高蓄热系统的传热速率、蓄热效率、蓄热容量和长期稳定性等是目前面临的重要课题,本文介绍了在中高温蓄热技术方面的最新进展及研究重点,其发展思路是开发新型高效的传热蓄热材料、发展过程可控的蓄热方式、实现蓄热系统的控制策略与集成优化。     

计及多影响因素的发电侧混合储能系统容量配置方法及配置工具北大核心CSCD

储能是推动主体能源由化石能源向可再生能源转变的关键技术,对提升清洁能源消纳,保障电力连续稳定输出,提升火电效率,保障电能质量具有突出作用,是实现多能协同、清洁低碳、安全高效能源体系的重要支撑。本工作主要聚焦新能源场站参与电网一次调频应用场景下的储能系统配置,综合考虑了不同储能系统技术出力特性、储能系统成本、储能系统使用寿命、储能系统经济性等诸多因素,并在考虑储能系统能量及功率平衡、储能荷电率限制、储能出力置信度等多约束目标的基础上,运用多时间尺度小波分析、储能容量迭代优化算法和雨流计数电池寿命预测等数值分析理论,开发出适用于新能源场站参与一次调频的混合储能系统配置方法,并基于MATLAB开发了储能配置专用计算工具。本工作通过一个400 MW风电场参与一次调频场景中储能的配置验证了所开发的混合储能配置方法及工具。     

基于飞轮储能的牵引变电所能量回收和电能质量综合治理系统的设计北大核心CSCD

电气化铁路属于具有鲜明特点的大宗工业用户,如牵引负荷波动剧烈、负序电流较大、再生制动能量回馈电网等等。负序电流会造成局部金属件温升增高,甚至会导致变压器烧毁,还会使用电设备寿命缩短,加速设备部件更换频率,增加设备维护的成本。再生制动能量回馈电网会加剧两个供电臂负荷不平衡程度,使负序电流的影响更加严重,同时回馈到电网的能量部分不能被牵引供电系统所利用、造成能源的浪费。本工作研究了基于飞轮储能的牵引变电所能量回收和电能质量综合治理系统,在每个供电臂上安装变压器,飞轮储能装置通过变流器、变压器与馈线连接。飞轮储能系统可以有效降低两部制电价中基本电费的收取;同时飞轮储能装置作为储能体具备存储和释放电能的双重功能,可有效吸收再利用机车制动时产生的再生电能,减少电度电费支出;飞轮储能系统还可治理以负序为主的电能质量问题,较传统的电能质量治理方式产生了经济效益,解决了电能质量治理没有经济效益的难题。     

基于蚁群算法的多类型分布式电源优化配置

鉴于不同类型分布式电源接入配电网的位置及注入容量对系统潮流分布的影响,主要体现在能源的梯级利用率、电网规划成本、供电可靠性和电能质量等方面,在配电网规划建设期间建立各种分布式电源(DG)的出力模型,综合考虑需求侧的经济利益,建立以用户侧的投资运行成本和网络损耗费用最小为优化目标的函数,采用蚁群算法对函数进行求解得到优化的位置和容量。算例分析表明,该方法可以得到较为合理的方案,并可有效降低系统网损、节点电压偏差,提高需求侧的经济效益和电能质量。     

临近空间太阳能无人机能量调度策略

针对临近空间太阳能无人机因表面太阳辐射不均匀及负荷不确定性导致的能源系统容量无法充分利用的问题,提出一种实时能量优化调度策略,旨在最小化每个光储模块在24 h周期末电量差值、太阳落山时刻最大限度地储存能量,通过构建调度模型和能量前移修正策略达到充分利用发电、储能设备装机容量的目的。利用Python软件对该模型及调度策略进行仿真验证,证实了该能量调度策略的合理性和可行性。     

考虑典型电能替代的配电网新能源接纳能力研究

随着配电网中的可再生能源渗透率快速增加和电能替代战略的实施,配电网的运行和控制面临更严峻的挑战,配电网的新能源接纳能力成为关键。文章提出了一种考虑典型电能替代的配电网新能源接纳能力分析方法。该方法在配电网接纳能力分析时,将常规负荷与电采暖负荷、电动汽车充电站和储能3种典型电能替代负荷进行综合考虑,建立了考虑典型电能替代负荷的配电网综合负荷等值模型。基于随机规划方法,建立了考虑典型电能替代负荷的配电网新能源接纳能力分析的随机优化模型,采用线性递减粒子群解算策略进行求解。采用IEEE-14节点算例进行了计算分析,仿真结果表明,文章所提出的方法在考虑典型电能替代的配电网新能源接纳能力分析时具有较好的适用性。     

计及多类型电储能的综合能源系统优化运行对比分析研究

综合能源系统是泛在电力物联网的重要组成部分,多种类型的储能设备在其中发挥了重要作用。目前的多数研究只考虑了单一类型电储能对综合能源系统优化运行的影响,或是通过对多种能量形式的储能进行联合优化调度展开研究。至于多种类型电储能在综合能源系统中的优化运行结果以及定量对比分析工作还开展的较少。鉴于此,文中提出了计及飞轮储能、电化学储能和超导储能等多类型电储能的综合能源系统优化运行模型,以系统日运行成本最低为目标,并采用人工智能算法来保障预测数据的准确性,利用混合整数线性规划方法进行求解,同时设置了3种运行场景,对不同场景下的优化结果进行了定量分析对比。算例分析表明,采用电化学储能可获得最低的系统运行成本以及最为显著的售电交易量;而超导储能具备充放调度灵活性高,充放潜力大的特点。     

Application of lithium battery energy storage in low-voltage distributed network

因地制宜推进配网侧储能应用,发挥储能在配电网局域调峰、提高供电可靠性、改善电能质量等方面的价值,是当前储能应用研究的热点。结合低压配电台区常见供电问题,基于对多目标场景下储能系统应用模式分析,充分考虑储能对电网投资替代效益,提出了适合低压配电台区应用的模块化储能系统典型容量配置和系统结构设计,并选择典型低压配电台区进行了实际应用,储能系统测试和运行结果表明,所提出低压配电台区储能系统设计方案具有较强的实用性和推广价值。