考虑负荷优化控制的区域配电网储能配置

针对分布式电源接入区域配电网对负荷特性的负面影响,综合考虑储能充放电功率约束、运行约束以及配电网潮流平衡约束,建立了储能系统优化配置模型。以"削峰填谷"和"平滑负荷"分别作为负荷控制目标。针对"削峰填谷"提出控制负荷峰谷差、控制负荷方差以及控制负荷率3种优化策略,针对"平滑负荷"提出控制负荷变化量、控制负荷变化平方量以及控制负荷变化率3种优化策略,并结合储能系统的成本优化,利用两阶段粒子群算法进行模型求解。最后得出,控制负荷方差对于"削峰填谷"最有效,控制负荷变化平方量对于"平滑负荷"最有效。此外,得出不同储能充放电功率约束下负荷特性的优化趋势和储能容量最优配置变化趋势,为储能系统配置提供了有效参考。     

计及规模化空调热平衡惯性的电力负荷日前削峰策略

目前,城市空调负荷的集中使用已成为我国夏季电网负荷峰谷差增大的重要原因。因此,挖掘用电高峰时段大规模空调负荷的调峰潜力,并采用合理的调控方式削减空调负荷高峰用电,对改善我国夏季电网负荷特性和实现电网安全、稳定、经济的运行具有重要意义。提出了规模化公共楼宇中央空调负荷统一参与电网日前削峰的组合调控模型。首次建立了公共楼宇中央空调系统的等效热参数模型,并分别阐述了考虑制冷机运行效率的公共楼宇非蓄冷式和蓄冷式中央空调系统降负荷控制策略。对南京市某综合区内的16栋公共楼宇中央空调系统进行了算例研究。仿真结果表明:在调峰时段内,公共楼宇中央空调系统总负荷能够很好地跟随电网调度指令,同时区域电网负荷得到了有效削减。     

计及负荷峰谷特性的储能调峰日前优化调度策略

为了使储能系统达到最优的削峰填谷效果,提出一种计及负荷峰谷特性的储能调峰日前优化调度策略。根据调度日内的负荷曲线,以储能系统的额定容量与额定功率为约束条件,分别计算在调峰过程中所能达到的最高填谷功率线、最低削峰功率线以及与之对应的充放电电量。根据所需的充放电电量差值,在储能系统未动作区间内,以储能系统经济性和负荷峰谷差改善量最优为目标,确定各时刻储能系统的充放电功率,实现充放电电量平衡。分别建立填谷调度模型、削峰调度模型及电量平衡调度模型,并制定相应的调度策略执行流程。构建调度策略评价指标,以某电网的负荷及风电数据为基础验证所提调度策略的有效性。     

电池储能系统参与电网削峰填谷控制策略

现有针对电化学储能在电网调峰领域的研究缺乏在不同负荷场景下不同控制策略的应用对比,使得削峰填谷控制策略的选择缺乏理论依据。本文结合已有相关研究和对储能系统特性的分析,首先在考虑电网负荷、电池功率、电池容量等约束条件下,建立了以削峰填谷效果为目标的储能系统优化模型;然后在现有典型控制策略的基础上,提出了电池储能参与电网削峰填谷的恒功率充放电控制策略和功率差控制策略;最后,以某地区实际负荷数据为例,结合电池储能装置自身充放电特性,通过仿真对比了2种控制策略的优缺点,验证了考虑实际约束条件的功率差控制策略具有更优的削峰填谷效果。     

基于二次规划的电池储能系统参与电网削峰填谷离线优化

正参与电网削峰填谷是电池储能系统的基本功能之一。为使电池储能系统有效参与电网削峰填谷,提出一种基于二次规划的电池储能系统参与电网削峰填谷离线优化策略,该方法充分考虑电池储能系统实际约束,并能有效跟踪负荷波动规划电池储能系统充放电时间段及充放电功率。通过实例分析,验证了该算法简单、实用且可行。     

电池储能系统恒功率削峰填谷优化策略研究

以南方电网MW级电池储能示范工程为背景,以求解采用恒功率充放电策略运行的电池储能系统削峰填谷策略为目的,提出了电池储能系统恒功率削峰填谷优化模型及求解该模型的实用简化算法。该算法令电池以最大功率充放电,可以快速求解电池1d充电1次、放电多次情况下的电池储能系统充放电策略。给出了削峰填谷实时控制策略。针对深圳碧岭站的2组实际负荷数据建立了恒功率削峰填谷优化模型,分别采用多初始点的序列二次规划法和实用简化算法进行了优化,对2种算法的求解结果做了比较,证明了该算法的有效性。深圳宝清电池储能站的现场测试结果也验证了该算法的有效性。     

基于需求侧响应的空调负荷虚拟储能模型研究

为降低夏季高温峰值负荷、减小传统储能配置容量,考虑空调-建筑系统具有热储备能力,可以等效为一种虚拟储能装置参与到需求侧响应中。基于此,首先在空调负荷热力学模型和人体热舒适度模型的基础上建立虚拟储能模型,并推导其额定容量、功率和充放电时间等指标的理论计算公式。其次定量分析环境参数、设定温度与虚拟储能评估指标之间的耦合关系,并采用蒙特卡洛模拟方法分析空调负荷群的虚拟储能聚合模型特性。然后设计了2种用于临时性削峰场景的虚拟储能控制策略,最后在理论分析的基础上,已实际空调建筑作为算例,对空调负荷虚拟储能的性能,及其在需求侧响应中的典型应用进行了验算和对比分析。     

工业用户配置储能系统的经济收益分析

针对工业用户配置储能系统以降低基本电费和增加低储高发收益的需求,考虑工业用户年度负荷数据,提出了储能系统可实现的削峰能力判据,并提出了削峰后峰值负荷的迭代求解方法。然后按照负荷峰谷类型和电价峰谷时段划分了充放电模式,在此基础上提出了基于回溯方法的充放电策略计算方法,实现了考虑负荷特性的储能收益分析。算例验证表明负荷特性对储能收益的影响非常显著,根据历史数据进行年度充放电策略的详细计算,能够给工业用户储能系统配置提供准确的经济收益辅助数据,确保储能系统配置的合理性和经济性。     

需求响应下的变频空调群组削峰方法

通过对变频空调负荷特性的研究,建立变频空调负荷模型;结合温度控制和频率控制两种方法的优点,在约定需求响应激励方案并满足用户舒适度要求的情况下,确定了一种考虑时间约束的变频空调频率控制方法;并以空调群组的削峰优化模型为基础,设计了一种直接易行的空调群组削峰控制算法。根据空调调控顺序的不同,分别达到充分利用负荷削减潜力或经济性最优两种目标,通过算例验证了所述方法的正确性和优越性,并分析比较了不同目标或因素影响下的削减效果。     

基于增强烟花算法的移动式储能削峰填谷优化调度

移动式储能技术的发展与应用为配电网削峰填谷提供了新的思路与方法。基于移动式储能系统提供充放电服务的时空灵活性,提出一种综合考虑削峰填谷可靠性与经济性的双层优化调度方法。首先,建立移动式储能削峰填谷双层优化调度模型,上层以等效负荷标准差最小和净收益最高为优化目标,旨在减小负荷峰谷差,同时实现价格套利;下层以网损最小为优化目标,确定移动式储能最优调度策略。然后,开发适用于移动式储能削峰填谷优化调度的求解算法,针对下层模型的高维非线性特性,提出一种柯西变异与高斯变异相结合的改进增强烟花算法。最后,结合IEEE 33节点配电系统和某地区实测负荷数据进行仿真分析,结果验证了所提模型与求解算法的有效性和可行性。     

全年不同负荷运行下的冰蓄冷空调控制策略

冰蓄冷空调一般用冰作为储能介质,在供电谷段制冰蓄冷,在供电峰段融冰释冷来满足用户冷负荷需求,对电网可以起到削峰填谷的效果。以冰蓄冷空调为主要研究对象,在不影响用户温度舒适度的前提下,通过分析空调在不同负荷下的蓄冰量、制冷机组功率以及响应潜力的变化,提出了一种全年不同负荷运行的冰蓄冷空调控制策略。在仿真算例中通过将冰蓄冷空调调控前后的蓄冰量、制冷机组功率和响应潜力进行对比,验证了该控制策略可以有效地降低用户运行费用,增加响应潜力,验证了此策略的可行性和有效性。     

虚拟电厂背景下的空调负荷控制策略

在虚拟电厂背景下,提出一种供需互动的空调控制策略。利用入户能量管理装置对用户房间温度进行预测,并计算入户能量管理装置控制的负荷可调容量。各入户能量管理装置将可调容量上报后,电网侧下发切负荷指令,入户能量管理装置接受指令,对其控制的空调负荷进行集中调控,最大限度保证用户舒适度的情况下,为电网侧提供大量可调容量。本文充分利用了虚拟发电厂技术,与物理端的入户能量管理装置结合,实现了大规模空调负荷的集中调控。     

基于空调自适应修正模型的户用微电网能量优化

空调负荷作为居民用户中的主要负荷,成为户用微电网能量管理的重要对象。以空调负荷为研究重点,结合户用微电网中其他可控负荷及储能设备,提出一种计及空调模型自适应修正的户用微电网能量管理策略。针对空调所属建筑物热力学模型中空调能效比系数、建筑物参数不易获取的问题,提出根据空调在当前场景下运行的历史数据,用遗传算法拟合得到适应当前场景的更为准确的热力学模型参数。针对室内人员活动、其他冷热型负荷工作状态改变等环境动态变化因素导致室内温度偏离优化温度的问题,用Q学习算法对空调设置温度进行在线自适应修正。最后,通过算例和实验证明了所提策略可以适应不同场景和环境的动态变化,提高了能量管理的适用性和准确性。     

基于弹性温度可调裕度的中央空调集群需求响应双层优化

不同于小容量温控负荷,中央空调具有良好的削峰填谷和需求响应潜力。提出了一种基于弹性温度可调裕度的中央空调控制策略,针对负载率型中央空调终端用户的差异性,结合用户的主观及客观情况,综合考虑用户响应意愿对中央空调负荷群体进行调控,并基于该控制策略,从负荷聚合商角度,构建一种新型双层优化控制模型,满足空调负荷响应出力与目标一致的前提下,通过综合考虑用户的响应意愿,实现聚合商的利润最大化。算例分析结果表明,所提策略研究合理有效,为空调负荷参与电网辅助服务提供相关理论与实施方法。     

基于柔性负荷可控裕度的多时间尺度调峰优化

如何引导海量分散分布的负荷侧资源参与电网调控运行成为电力系统面临的新挑战,然而目前对于海量异构负荷的协同控制方法尚缺少深入研究。文章提出了一种基于柔性负荷可控裕度的异构负荷集群控制方法。首先,对空调负荷、电动汽车充电负荷、分布式储能建立广义储能的聚合模型。其次,在聚合商-负荷设备层面,针对多类型负荷的异构特性,提出了一种基于可控裕度指标的状态序列化控制策略;在调度中心-聚合商层面,建立了日前-日内的调峰优化模型。在日前阶段,考虑了常规机组的启停计划、电动汽车充电计划和空调的中断计划,建立了以日前系统运行经济性最优为目标的调度模型;在日内阶段,聚合商中的分布式储能进一步应对风电和负荷预测的不确定性。最后,进行了算例仿真,在实现了系统削峰填谷的同时降低了系统运行成本,验证了所提控制策略和调峰优化方法的可行性与有效性。     

基于改进状态空间模型的空调负荷控制策略

空调负荷因其可中断特性可以实现系统控制信号的快速响应与调节。提出了一种基于改进状态空间模型的空调负荷控制策略。首先扩展状态空间长度,建立了更为精确的改进状态空间模型,实现无控条件下空调负荷聚合特性的跟踪。在此基础上,建立了空调聚合控制模型,实现温控信号下空调负荷动态聚合特性的跟踪。最后,对空调群进行温度优化控制,实现空调群的负荷调节。仿真结果验证了空调负荷的改进状态空间模型、聚合控制模型和温度优化控制策略的有效性。     

基于小区源-储-荷协同的微网多能协调控制策略

小区光伏配备的储能装置容量有限且运行模式单一,不能充分发挥储能作用。文中将天燃气储气备用、空调可控负荷产生的虚拟储能与储能装置一起组成储能系统,提出使储能系统在光伏平抑波动、电网有功功率波动和峰谷电价套利3种模式下协调运行的控制策略。在光伏平抑波动和电网有功功率波动模式中,利用小波包分解得到虚拟储能输出功率参考指令,根据空调、燃气管道等状态信息得到虚拟储能输出功率,储能装置根据荷电状态选择性地作为虚拟储能的后备。峰谷电价套利模式中,利用储能装置空闲时段并结合分时电价信息进行充放电控制。3种模式协调运行,可实现小区源-储-荷能量管理。在Matlab中仿真不同模式组合下储能系统的输出功率,验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

参与调峰控制的空调负荷建模仿真研究

调控空调负荷参与电网削峰填谷对于维持系统稳定运行、减少发电机备用容量提高效率,从而增大电网运行效益具有巨大潜力。基于家用分散式空调的工作原理,在MATLAB/Simulink环境下搭建了简化空调房调温模型,以该模型为基础依次探究了定/变频空调调温、增大变频区间调温的特性。考虑空调的工作特性,提出了一种对空调控制系统进行简单改造,使其自适应电网预测负荷大小进行互补运行的策略。最后开展基于RT-LAB实时仿真平台的模型仿真测试与试验,验证了仿真模型的正确性以及控制策略促进空调负荷参与调峰控制的有效性。     

考虑空调负荷虚拟储能的产消者鲁棒日前申报策略

在分布式可再生能源大力发展的背景下,产消者将成为新的重要利益主体参与电网运行。考虑到产消者中空调负荷具有良好的调控潜力,文中首先建立了空调负荷的虚拟储能模型,并在此基础上分析了虚拟储能与常规储能的不同之处。针对虚拟储能可参与日内调控的特点,考虑可再生能源出力不确定性,提出了产消者鲁棒日前申报策略,并进一步提出了将虚拟储能日前决策与实时调整相结合的产消者最优申报及调度策略,运用改进的列约束生成算法进行求解。最后对具体算例进行比较,证明了最优策略在产消者运行灵活性与经济性方面的优势,并分析了可再生能源出力不确定性、惩罚价格选取及室外温度对实际结果的影响。     

大规模空调负荷聚合建模及跟踪控制方案研究

需求响应技术可以削峰填谷,提高能源利用效率,提升电力系统稳定性。直接负荷控制通过直接控制用电负荷使得需求侧负荷变成可调用资源,是实施基于激励的需求响应的一种有效方法,实现相对容易。空调用电量大,储热、储冷能力较好,将空调在高峰时段的用电量转移到低谷时段,对用户的影响小。因此,空调能够影响总负荷曲线的峰谷差异,是重要的需求响应资源。基于此,建立了空调的热力学模型,提出了基于蒙特卡洛方法建立大规模空调负荷聚合模型,并研究了实施直接负荷控制的空调负荷跟踪控制方案,讨论了空调负荷参与需求响应的负荷削减潜力。根据负荷调峰的需求计算控制空调温度或开、关状态的参考信号,然后采用自适应爬坡控制方法,跟踪参考信号的实施情况。仿真结果表明,通过跟踪参考信号来实施空调负荷的直接负荷控制可以依据需求有效削减负荷。