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。     

基于短期负荷预测的微网储能系统主动控制策略

提出了一种基于短期负荷预测的微网储能系统主动控制策略。采集了智能电表上的分布式电源出力和微网负荷数据,对微网中的负荷进行了短期预测。在考虑蓄电池容量、充放电特性以及充放电次数限制的条件下,主动控制储能系统的充放电,优化微网负荷曲线,实现了削峰填谷。通过采用上述控制策略,储能系统还可工作在静止无功补偿器状态,为微网提供无...     

电池储能系统参与电网削峰填谷实用算法

为使电池储能系统简单有效参与电网削峰填谷,提出一种电池储能系统参与电网削峰填谷功率优化模型以及电池储能系统参与电网削峰填谷实用算法。该算法充分考虑电池储能系统实际约束,并能实用方便的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,该算法简单、实用、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。     

区域能源互联网视角下的风储协同调度方法研究∗

立足于区域能源互联网视角,从用户供电需求出发,探寻了风力机和储能电池接入场景下的协同优化调度方法.利用MP P T控制提高分布式能源发电效率,并选择用户峰谷负荷差为优化目标,依据负荷变化实时计算储能电池的充放电容量,实现区域内负荷曲线的削峰填谷,保障电网安全有序运行,并基于MATLAB验证了控制策略的可行性.     

储能电站容量约束下的动态调峰控制策略

针对储能容量限制的问题,提出一种通过确定负荷区间调整储能电站运行的控制策略,对储能电站充放电功率的选择做出合理优化;针对因负荷预测误差较大导致的储能控制策略峰谷识别不准、储能电站充放电运行时容量利用率不佳等问题,提出了一种实时调整削峰填谷目标的调峰控制策略,对储能电站的运行策略进行最优配置。基于某地区实际用电负荷数据和短期负荷预测的算例,验证了该控制策略的可行性和有效性。     

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。     

用于光伏微网储能系统削峰填谷的控制策略

首先介绍了光储微网系统结构和光伏阵列功率模型,提出了光伏系统可靠性指标。负荷缺电率(LOLP)技术指标衡量了削峰填谷的作用效果。针对储能系统(BESS)的削峰填谷的功能分析,建立了基于蓄电池储能系统的运行模型,优化了储能系统配置容量。最后提出了一种用于削峰填谷功能的实时、动态储能系统控制策略,以实际算例分析验证了策略的合理性。     

变电站扩容和电池储能系统容量配置的协调规划方法

充分考虑电池储能系统（BESS）的充放电效益对变电站扩容建设的推迟作用,建立了变电站扩容建设和BESS容量配置的协调规划模型。新模型基于一个含风电场的典型地区配电网络及其日负荷曲线,考虑了购电费用和BESS与变电站扩容的综合投资运行费用目标,同时还考虑了BESS的充放电特点和网络的安全约束。其中对于变电站扩容容量包含给定待选与连续可调两种情况。该模型是一个多时段非线性规划问题,在变电站扩容容量为给定待选的情况下还包含整数变量,需将其转换为含互补约束条件的连续优化问题,再采用原对偶解耦内点法将其解耦为单时段优化问题进行协调迭代求解。算例结果表明该方法可以有效减小电网的扩容投资,并实现储能系统容量的优化配置。     

Optimal Size and Location of Battery Energy Storage Systems for Reducing the Wind Power Curtailments

Both the lack of the downward regulation capacity and the transmission capacity limit have led to considerable wind power curtailments in China. The battery energy storage system (BESS) provides a new solution to reduce the wind power curtailments due to its relatively high energy density and flexible installed location. In this paper, a new bi-level programming model is proposed to optimize the size and location of BESS for reducing the wind curtailments. The revenues of BESS, when it is located either at the wind farm or the load center, are considered comprehensively. Moreover, a numerical optimization algorithm is developed to solve the proposed model. Simulation results demonstrate the validity of the proposed model and developed algorithm. They also reveal that the BESS located at the load center offers more net profit compared to the one located at the wind farm. Subsequently, sensitivity analysis is performed to assess the effect of key parameters on the optimal values of BESS.     

用户侧电池储能系统运行策略优化与效益分析

现阶段,电池储能系统（BESS）在用户侧得到了广泛应用。对安装在用户侧的BESS来说,运行成本主要体现为电池损耗成本,收益体现为用电负荷时序平移和月最大需量减少带来的电费支出下降。为发掘用户侧BESS的最大使用效益,建立了以用户综合用电成本最小为优化目标的BESS运行策略优化模型,并采用CPLEX求解器求解。仿真实验表明,对BESS运行策略进行优化可降低用户综合用电成本; BESS接入用户侧后,若容量选择得当,收益可覆盖成本,具有经济上的可行性。     

伏波动平抑下改进K-means的电池储能动态分组控制策略

针对电池储能系统(battery energy storage system, BESS)进行光伏波动平抑时寿命损耗高及荷电状态(state of charge, SOC)一致性差的问题,提出了光伏波动平抑下改进K-means的BESS动态分组控制策略。首先,采用最小-最大调度方法获取光伏并网指令。其次,设计了改进侏儒猫鼬优化算法(improved dwarf mongoose optimizer, IDMO),并利用它对传统K-means聚类算法进行改进,加快了聚类速度。接着,制定了电池单元动态分组原则,并根据电池单元SOC利用改进K-means将其分为3个电池组。然后,设计了基于充放电函数的电池单元SOC一致性功率分配方法,并据此提出BESS双层功率分配策略,上层确定电池组充放电顺序及指令,下层计算电池单元充放电指令。对所提策略进行仿真验证,结果表明,所设计的IDMO具有更高的寻优精度及更快的寻优速度。所提BESS平抑光伏波动策略在有效平抑波动的同时,降低了BESS运行寿命损耗并提高了电池单元SOC的均衡性。     

考虑充放电能量不均衡的双电池系统状态评估与控制策略

电池使用寿命是风电场功率波动平抑场景中影响储能系统经济性的重要因素。为了延长电池使用寿命,基于充放电任务分开执行的双电池系统运行模式,建立了给定最佳放电深度运行的双电池储能系统充放电数学模型,讨论了该运行模式下因充放电能量不均衡出现的极端运行情况。针对储能系统的实时运行状况和风电功率的波动情况,提出了能够表征双电池储能系统运行能力的充放电饱和能力指标和充放电运行平稳度指标,进而设计了模糊控制策略以自适应调节低通滤波器时间常数,优化控制储能电池的荷电状态,避免系统进入因充放电能力不足的不稳定运行区间。利用MATLAB/Simulink仿真平台,从荷电状态优化控制效果和波动平抑效果两方面对所提控制策略进行了仿真分析。仿真结果表明,所提模糊控制策略能够维持双电池储能系统长期稳定运行,并保证了波动平抑效果。     

用于提高风电场运行效益的电池储能配置优化模型

为风电场配置电池储能系统(BESS)可以有效提高风电接纳能力,增加风电场运行效益。首先,提出一种考虑网架结构的BESS配置双层优化模型。外层模型计及系统安全约束,以风储联合系统相较风电场单独运行的效益增加量最大化为目标,确定BESS最优配置节点、功率、容量;内层模型以风储联合运行效益最大化为目标,以发电机组、风电场、BESS出力为决策变量,考虑功率平衡、旋转备用以及储能系统功率、容量等约束。其次,提出基于改进帝国竞争算法(ICA)的数值优化算法求解该模型。最后,在改进IEEE 118节点系统中验证了所提模型的有效性。结果分析表明:该模型得到的BESS最佳配置方案可有效增加风电场运行效益,随着其投资成本降低或并网电价提高,风储联合运行效益增加量与弃风改善情况均呈增大趋势,且合理设定BESS初始荷电状态可以进一步提高风储联合运行效益;改进ICA相较ICA在保证收敛性的前提下可以有效提高计算速度。     

电池储能系统可靠性建模及其对配电系统可靠性的影响

储能系统的可靠性和运行策略对接入电力系统的可靠性有着重要影响,基于此背景,在分析并网储能系统物理结构的基础上,运用状态空间法建立电池储能系统的可靠性模型,并获得其等效可靠性参数。采用可靠性评估软件RAMSES,对电池储能系统在配电系统中的不同配置方案进行可靠性评估。对电池储能系统工作在充电和放电模式下接入配电系统的可靠性进行综合分析,结论表明储能系统对配电系统可靠性的影响与接入区域负载率、接入母线可靠性等因素有关。在最优配置下,储能系统能较大提高配电系统可靠性。     

电池储能系统用于风电功率部分“削峰填谷”控制及容量配置

为缩减风电输出功率小时级的峰谷差,减小风电功率间歇性、波动性对规模化风电并网带来的不利影响,基于风电功率短期预测技术的小时级风电功率输出指令,提出风电功率部分“削峰填谷”控制策略,利用电池储能系统（battery energy storage system,BESS）缩减小时级尺度的风电功率峰谷差,并在各时间窗口内将风储合成出力的风电功率波动限制在一定的带宽范围以内;提出基于正态分布的储能功率计算方法,基于电池储能系统优化控制策略,分析电池储能系统实现部分“削峰填谷”控制策略与储能容量之间的关系。仿真实验结果验证该控制策略下储能容量配置的正确性与可行性。     

配网末端交直流系统功率互济方法研究

配电变压器在电力系统运行过程中会因负荷率较低存在欠载运行,也会因负荷率过高存在过载运行,同时过电流状态将造成设备过热及烧毁现象,严重影响电力系统供电的可靠性与经济性。为满足配网末端系统的动态平衡、经济与可靠运行,首先,根据每日不同时段配电变压器的负荷率确定电池储能装置充放电状态,提出在配网末端用户每日谷时段(22:00—次日8:00)对电池储能装置进行充电,而在用户每日峰时段(8:00—22:00)电池储能装置将储存的电能释放回电网的控制策略,以避免配网变压器出现欠载与过载现象;然后,建立了以储能为核心的交直流配网系统实现对配网末端的有功互济及就地无功补偿控制策略,并根据负荷功率变化提出了系统储能设备容量的基本配置方法;最后,通过仿真验证了所提功率互济控制策略的可行性。