计及电池寿命损耗的多能源微网储能优化配置

储能容量的优化配置是提升多能源微网系统经济性和安全性的重要手段.针对容量配置问题,提出了一种以储能投资置换成本和运行成本等年值最低为目标函数、计及电池寿命损耗的多能源微网储能容量双层优化配置模型,其上层模型对储能容量进行优化,下层模型对系统运行策略进行优化.可在规划阶段详细考虑含储能多能源微网的经济优化运行,并构建了电...     

基于双层优化模型的多能互补微网储能优化配置

在多能互补微网系统中,为优化储能装置在不同运行状态下的容量配置,建立了同时考虑离网及并网运行状态的储能配置双层优化模型,采用考虑极值变异的混合型粒子群算法求解,获得了储能装置并、离网状态的协调优化配置方案。算例验证结果表明,求解得到的储能优化配置结果比传统单层优化模型更优,具有较快的收敛速度和较好的计算精度。研究结果为微网储能优化配置策略提供了参考。     

含热泵储能的独立微网电源容量优化配置方法

在对独立微网电源容量进行优化配置时,为了在保证供电可靠性的前提下进一步提高经济性,提出一种考虑源荷不确定性与激励型需求响应(DR)的含热泵储能(PHES)的独立微网电源容量优化配置方法。首先,给出含PHES的独立微网基本结构图,基于该结构图阐述PHES的工作原理并建立PHES的简化数学模型;其次,基于鲁棒优化方法构建不确定场景集;然后,建立考虑激励型DR的双层鲁棒容量优化配置模型;最后,采用内嵌混合整数线性规划的遗传算法对模型进行求解。算例结果表明,将PHES这一储能成本低、不受地理条件限制的新型储能替代成本较高的电池储能作为系统储能方案,能够进一步提高经济性;考虑源荷不确定性与DR两者共同作用对配置结果的影响,能够完善独立微网优化配置模型,使计算得到的配置结果更为合理。     

计及负荷可控性的微网储能容量优化配置

合理配置储能容量,是保证以可再生能源为主体电源的独立微网经济可靠运行的关键。基于微网地下水开采负荷的可控性,提出可再生能源/储能/负荷协调的微网系统功率分配策略。在此基础上,考虑蓄电池储能的运行特性对其寿命影响,提出微网电池储能的容量优化模型。以中国西北地区风光互补独立微网为例,对电池储能容量优化进行研究,仿真结果验证了所建模型的合理性。     

基于风光互补的独立微网系统容量优化

相比单一的光伏或风能独立供电系统,风光互补发电系统利用风能和太阳能的互补特性,其输出功率波动小,能很好地适应环境的变化。针对独立风光柴储微电网电源容量优化配置问题,建立了设备初始投资成本、运行和维护成本、燃料成本和污染物治理费用经济性模型,同时在优化过程中引入了停电惩罚费用与能量浪费惩罚费用模型,以总投资最少为目标函数,以供电可靠性、风光互补、蓄电池充放电次数等为约束条件,采用遗传算法探讨系统中各个电源在给定调度策略下最优容量配置。该方法充分利用风光互补特性,只需较小的蓄电池和柴油发电机容量即可保证高供电可靠性,并减少了蓄电池的充放电次数和放电深度。算例验证了模型和算法的合理性。     

含储能的冷热电联供分布式能源微网优化运行

分布式综合能源微网具有冷/热/电/气多能耦合的典型特征,如何进行包含冷热电联供和多种储能设备的运行优化,一直是现阶段的重点和难点研究工作之一。本文建立了储能设备和冷热电联供系统模型,基于电/冷/热和烟气余热利用平衡等式约束、储能设备充放能约束以及系统各个设备上下限约束,并通过配置权重系数,以一个运行周期内运维总成本和CO2总排放量为综合运行优化目标。构建了某大学城典型场景,以储冷设备为例,配置储能设备的容量分别为0/2/4MW,分析了储能容量对分布式能源微网运行优化的影响。配置合适的储能设备容量,一个周期内的综合运行优化目标越低,越能兼顾经济性和碳排放的要求。     

独立光伏微网容量优化配置

独立光伏微网系统中,因太阳能固有波动性、不可控性等特点,微网电源间的相互协调与控制变得复杂。所以,解决电源与负荷的能量匹配问题是独立运行状态下微网稳定的首要条件。将改进的粒子群算法应用到解决光储柴(光伏、储能、柴油发电)协调配合的全年独立运行的微电网电源容量优化配置中,建立光伏、储能、柴油发电的稳态数学模型。通过全年微网运行综合费用分析,建立以全年综合费用最低为目标的成本数学模型。针对微网的不同运行状态,提出微网电源协调配合的能量管理策略。遵循提出的能量管理策略,利用改进的粒子群算法得到微网电源的最优容量配置方案,结果表明改进的粒子群算法具有全局寻优能力强的特点。     

考虑多能互补的区域综合能源系统多种储能优化配置

在区域综合能源系统中配置多种储能装置可提高系统的经济效益,是区域综合能源系统规划的重要研究方向。基于区域综合能源系统的基础架构和模型,研究了蓄冷、储热、储电和混合储能在冷热电联供(CCHP)机组和电制冷等设备多能互补协同运行情况下的盈利策略,讨论了系统配置不同储能的经济性和可行性,建立了全寿命周期的冷热电储能调度规划双层优化模型,并利用确定性迭代算法进行求解。针对某实际区域综合能源系统的多个供能季不同日负荷曲线,应用双层优化模型求解运行调度方案和储能配置容量。算例结果表明:配置蓄冷和储热在多能互补协同运行系统中有较大的盈利空间,而配置储电的利润空间较小,且考虑多能互补的混合储能方法可以进一步挖掘系统的盈利能力。     

基于多能互补的综合能源微网优化调度方法研究

针对综合能源系统优化运行方法进行研究,首先,构建了包含多种能源和装置的综合能源微网系统;其次,以系统的运行成本为目标函数,以多种能源和装置的数学关系为约束条件,建立了系统的优化运行模型,并介绍了用于求解运行模型的遗传算法;最后,对提出的优化模型进行了仿真分析,验证了模型的可行性.     

含多种分布式能源的独立微网优化配置研究

考虑微网系统以及分布式能源发电具有随机和不确定性的特点,提出含分布式能源的独立微网优化配置问题。构建含太阳能光伏发电、风力发电、柴油机、蓄电池储能等多种分布式电源的微网系统,设计了系统结构图,并运用HOMER软件进行仿真分析。针对微网系统的可靠性和经济性,结合仿真与调试的结果,确定最终含分布式能源的独立微网优化配置方案。     

基于多状态建模的独立型微网优化配置

针对风速、光照强度和负荷不确定性对独立型微网优化配置的影响,应用三者的概率密度函数对每个月份构造典型日,利用多状态系统理论对典型日各个时刻风光出力和负荷进行了多状态建模。以经济性和环保性为目标,建立了基于多状态建模的独立型微网多目标优化配置模型,并采用改进的非劣排序遗传算法(NAGA-Ⅱ)对模型进行了求解。最后,针对某一算例分别使用所提出的优化配置方法和已有的基于确定历史场景的优化配置方法进行了仿真计算,通过对仿真结果在若干随机场景下的比较分析,验证了所提优化配置模型和方法的合理性和有效性。     

考虑电池寿命损耗的园区综合能源电/热混合储能优化配置

针对园区综合能源系统(PIES)储能容量优化配置问题,为提升PIES规划-运行经济性,提出了考虑电池寿命损耗的PIES电/热混合储能优化配置方法.首先,构建了适用于PIES规划问题的电池寿命损耗模型,用于量化评估电池寿命损耗;进而,在考虑PIES多能互补特性基础上,引入电池置换成本体现电池寿命损耗的长期影响,以电/热混...     

储能系统在东福山岛独立型微电网中的优化设计和应用

为解决东福山岛军民供电供水困难的问题,基于实际工程开展风光柴储独立型微电网的研究和探索,重点分析储能系统的选型、优化设计和运行参数选择等问题.在储能系统选型中,综合考虑各种储能的技术、经济、安全和成熟度4个方面因素,现阶段最终选择基于可再生能源应用的改进型阀控铅酸蓄电池.在储能优化配置中,以尽量减少柴油发电机运行时间、最大化可再生能源利用率和最大化储能系统循环使用寿命为优化目标,进行多目标优化设计.在储能系统运行参数选择中,结合系统协调运行控制策略,以蓄电池组端电压为标准进行模式控制、模式切换和储能系统保护,优选运行控制参数以使系统有序、高效、可靠地运行.通过实际运行分析,证明了该研究方法的实用性和有效性.     

考虑蓄电池与电制氢的多能源微网灵活性资源配置双层优化模型

高比例可再生能源的间歇性进一步加剧了电力系统安全稳定运行风险,使得灵活性资源配置愈发关键,因此有必要开展电力系统灵活性资源规划配置研究。文章提出了一种考虑蓄电池与电制氢设备特性的微网灵活性资源配置与运行协同优化双层模型。上层目标为系统年碳排放量最小与年化综合利润最大,下层目标为系统日运营利润最大,开展满足电-氢负荷下的容量规划案例分析,并设置不同灵活性技术成本下降情景,设计经济性、清洁性、灵活性指标对比评判不同情景下两种技术的竞争力。结果表明：所提优化配置方法能够以较小的经济代价实现系统环境效益的大幅提升,目前蓄电池相较电制氢技术更具综合性优势,但后者在未来具有更大的获益空间和市场潜力。     

液态金属电池储能系统在光氢耦合微电网中的优化配置

液态金属电池是一种新型电池,其与氢储能共同构成的综合储能系统可以很好地满足微电网的需求。首先为该综合储能系统设计了一套以经济性最优为原则的调度方案,使两种储能装置协调配合,共同平抑并网光伏电能的功率波动。其次,仿真计算该调度方案下的液态金属电池配置成本、微电网年利润、电池预期使用寿命、电池容量不足的天数等指标,并利用这4项指标构建液态金属电池储能系统性能的综合评价模型。最后,以某光氢耦合微电网为例,利用上述模型对不同容量液态金属电池的性能进行评价,得出了电池的最优配置容量。     

基于双铅碳电池储能系统的微电网优化运行控制策略

针对风力、光伏发电与电动汽车充电波动性威胁微电网安全运行问题,基于对铅碳电池全生命周期内吞吐电量与充放电深度关系的研究,提出了基于双电池储能系统(DBESS)运行平衡度指标控制的充放电模式切换路径优化策略,以及基于铅碳电池最佳充放电深度的DBESS充放电控制策略。利用包含风光发电、双铅碳电池储能系统、锂离子电动汽车充电和常规负荷的实测运行数据,对上述控制策略与传统控制策略的计算结果进行了对比分析,结果表明所提出的控制策略不仅可以达到优化DBESS充放电路径的目的,最大限度拓展DBESS可用容量,还可打破DBESS始末荷电状态一致的限制,提高储能系统使用灵活性。最后以DBESS充放电饱和能力指标及充放电稳定性指标为评价标准,验证了所提出控制策略的合理性和有效性。     

考虑消纳风电的区域综合能源系统电转气与储能设备优化配置

电转气（PtG）技术与多类型储能设备相结合,可以大量增加可再生能源的就地消纳,减小系统弃风。针对区域内集成有电、气、热、冷多种能源的综合能源系统,首先对系统进行建模,具体介绍了电转气技术与多类型储能设备的工作原理。其次,以综合能源系统总年费用最低为目标,建立电转气与多类型储能设备的联合优化配置模型,并采用Big-M方法将模型线性化进行有效求解。最后,基于不同季节典型日负荷及风电预测曲线开展算例仿真,结果表明电转气与多类型储能设备的联合优化配置有利于最大化风电消纳,提高系统整体经济性。     

风电场混合储能系统优化配置方法

以钒电池VRB(Vanadium redox flow battery)和超级电容SC(supercapacitor)组成的混合储能系统为对象,建立了混合储能系统优化配置模型,研究用于平抑风电场功率波动的混合储能系统容量配置问题。结合专家系统和改进遗传算法提出了一种混合储能系统优化配置方法。首先,以电网节能和电压稳定为指标建立了风电场目标输出曲线;再将基于专家系统的协调控制策略引入改进的遗传算法中,得到混合储能系统的优化配置结果;最后,对典型日风电场出力下的钒电池和超级电容的工作情况进行分析,得到了专家协调控制策略具有延长钒电池寿命的结论,并验证了配置方法和模型的正确性。     

考虑功率波动及储能寿命的微电网储能容量优化配置

高比例接入可再生能源的独立运行微电网中,针对其出力与负荷功率的不确定和波动性、可再生能源存在浪费的情况,优化配置储能容量,使整个微电网的运行达到污染排放最小和经济性最高.在储能容量优化规划中采用双层优化模型,外层优化模型负责求解微电网系统储能容量规划投资问题,内层模型考虑在运行过程中运行成本、储能寿命损耗、污染气体排放...     

基于ISSA的光储微网混合储能容量优化配置

近年来,新能源的大力发展促使分布式能源结合本地负荷的微网结构应运而生,针对光储微网混合储能容量优化配置的问题,提出一种改进的麻雀搜索算法（ISSA）对以经济性为目标建立的储能容量配置模型进行求解。首先,利用分时电价策略优化混合储能系统充放电功率,建立以储能系统年综合成本最小为目标的容量优化配置模型;其次,针对传统麻雀搜索算法求解精度低、收敛速度慢、易陷入局部最优等问题,采用精英反向学习初始化种群,并结合粒子群算法改进麻雀位置更新公式,同时引入莱维飞行策略扩大算法搜索范围。最后,通过算例分析验证了所提策略的合理性和有效性。