抑制风电并网影响的储能系统调峰控制策略设计

大规模风电并网引发调峰问题的本质原因在于风电出力具有不可控性,电池储能系统能够实现对电能的吞吐而被认为是控制风电出力、提高电网接纳风电能力的有效手段。针对风电出力反调峰特性导致系统调峰容量不足的情况,分析了大规模风电接入对负荷低谷时段常规机组出力计划制定的影响机制和储能系统对提高电力系统调峰容量的调控机制,设计了含动作死区参与负荷低谷时段调峰的电池储能系统控制策略。算例分析表明,所设计电池储能系统控制策略可有效减少因风电接入所引发的火电机组启停调峰次数,大大提高电网运行的经济性。     

风电大规模接入对蒙西电网调峰能力的影响

电网的调峰能力是制约风电装机大规模接入电网的主要因素之一。根据内蒙。古西部电网十二五规划,对2010—2015年内蒙古电网的调峰能力进行了分析。针对风电独特的物理特性,探讨了风电场大规模接入电网,易导致电网调峰能力不足、调节速度也难以适应风电出力的大幅度变化等问题。根据分析结果,提出了采用调整电网电源结构、增加旋转备用容量、优化火电机组调峰能力及改善电网负荷特性等措施,以达到减轻电网调峰压力、提高电网接纳风电装机容量能力的目的。     

规模化新能源接入下受端电网调峰方式综合评估研究

规模化新能源接入下受端电网调峰问题逐渐暴露,有必要对其调峰手段和效果进行综合评估研究.为此提出了规模化新能源接入下受端电网多种调峰方式组合的综合评估方法.首先根据风电、光伏场站实际数据,采用截断通用分布模型拟合新能源出力;接着建立了受端电网调峰方式以及调峰能力评估指标体系,提出了多种调峰组合方式参与调峰的能力评估模型,运用随机规划和启发式算法对模型进行求解;最后采用客观熵权法对各种调峰组合方式进行综合评估,得到不同新能源渗透率场景下的最优调峰组合策略建议.以IEEE 57节点系统为例,验证了所提方法的有效性和实用性.     

电网侧独立电化学储能电站投资经济性的分析与研究

<正>随着光伏和风电等新能源项目的并网发电，电网的稳定性和调节能力面临严重挑战。电网侧独立储能电站是解决电网接入难题、维持电网稳定的重要手段。通过分析和研究独立储能电站调峰调频和租赁收入，探讨电站投资收益率，为独立式储能项目投资活动提供数据支持。     

基于电力平衡的辽宁电网接纳风电能力分析

确定电网允许接入的风电场最大装机容量是在风电规划阶段电网公司最关心的问题.文中基于辽宁电网的电源负荷特性及峰谷差情况分析,预测了风电机组运行后电网调峰可能面临的严峻问题.在充分考虑尖峰电源备用、低谷火电机组出力减到非常规调峰定额等情况后,提出了基于电力平衡确定最大接纳风电能力的计算方法,并总结出计算用公式,给出了辽宁电网2010年、2012年、2015年、2020年4个水平年的接纳风电能力情况,指出可接纳容量小于规划容量,最后提出了提高辽宁电网接纳风电能力的具体措施.     

考虑风电大规模接入的电力系统调峰平衡分析

电力系统调峰平衡是其维持静态稳定的关键,在风电大规模接入的形势下,亟需研究风电接入对电力系统调峰平衡的影响。以适用于含风电电力系统调峰平衡计算的数学模型及算法为基础,研究了风电接入对电力系统调峰平衡的影响,并提出相应计算方法。在此基础上,以区域电网为例,根据其实际情况设计电网的调峰运行方式以及风电接入方式,基于电网实际数据,仿真计算了其在3种风电接入方式下的调峰盈余,分析了风电大规模接入对电网调峰平衡的影响,结果表明,风电大规模接入将对电力系统的调峰平衡带来显著负面影响,而影响程度与风电接入电网的方式密切相关。     

考虑大规模风电接入的电力规划研究

由于风电出力的不确定性、反调峰性和风电场选址的限制等问题,大规模风电并网后要求电力系统留有更多的备用电源和调峰电源,且电网结构薄弱远距离输送能力有限,使得多数风电场出力无法被消纳,对系统的稳定运行、电源规划和电网规划等方面造成了很大的负面影响,阻碍了风电的规模化应用。分析了大规模风电接入对系统可靠性、系统备用以及运营成本等带来的挑战,从电力规划角度回顾和评述了国内外风电接入系统在电源规划、电网规划以及电源电网协调规划等领域的研究进展和研究现状,明确了该领域的研究重点和研究方向。     

多重应用场景下的电网侧储能需求评估方法

储能设备作为一种优质的灵活性资源,在电网调频、调峰、平抑新能源波动等方面均能起到重要作用。现有储能规划研究中缺乏对多重应用场景下系统储能需求边界的评估方法。文章基于系统运行历史数据与电力系统运行模拟方法,给出了一种适用于多重应用场景的系统整体储能需求评估方法。基于江苏电网2020年规划测试系统,应用此方法计算了江苏电网调频、调峰、平抑新能源波动等3个场景下电网侧储能的需求。其中调频储能需求为289.3 MW/134.2 MW·h;平抑风电与光伏波动的储能需求分别为389.6 MW/ 629.2 MW·h与636.8 MW / 433.5 MW·h;调峰储能需求为1 245 MW /1 680 MW·h。文章还同时给出了储能类型选择的建议。     

适用于蒙西电网的大规模储能技术分析

随着蒙西电网风电、光伏装机容量不断增加,风电、光伏渗透率不断提高。由于新能源发电的随机波动性和间歇性,使得电网调峰、调频问题尤为严峻。按照国家相关政策,我国将逐步推广100 MW级全钒液流电池储能系统、10 MW级钠硫电池储能系统和100 MW级锂离子电池储能系统等储能技术。对锂电池、全钒液流电池及铅炭电池3种储能技术进行仿真计算,验证了铅炭电池的调峰性能及经济性最优。并以磷酸铁锂电池储能技术为例,分析了储能技术应用于电网调频的作用。分析结果表明,大规模储能技术在蒙西电网调频、调峰以及黑启动等方面有较大的应用前景。     

规模风电并网条件下储能系统参与辅助调峰服务容量配置优化研究

由于风电等可再生能源装机比例不断加大,电网对辅助调峰的需求也日益迫切,而储能系统是解决电网调峰问题的有效途径之一。本文在东北地区建设辅助调峰市场所提出的补偿机制下,对储能系统参与火电机组辅助调峰服务容量配置优化模型进行研究,设计了储能系统参与辅助调峰的充放电控制策略,考虑受风电波动影响的电网综合负荷,在火电及储能约束条件下,分别得出经济性最优、消纳风电出力效果最优以及兼顾经济性和消纳风电效果综合最优的储能系统容量配置方案,并从火电企业、新能源企业、政府政策制定等多角度对比分析并提出建议。     

兼顾技术性和经济性的储能辅助调峰组合方案优化

高比例可再生能源发电并网给电力系统调峰带来了较大压力,应用储能辅助调峰是解决系统调峰问题的有效途径,但现阶段储能的高成本限制了其规模化应用。为充分发挥有限储能的调峰作用,降低储能调峰的容量需求,文中提出一种储能与正常调峰、深度调峰、投油调峰和启停调峰等常规手段优化组合调峰的实用方法。分别建立基于年调峰不足概率的技术性指标和基于年调峰费用的经济性指标的计算模型,构建组合调峰方案的技术性指标曲面和经济性指标曲面,将两个曲面交线处的组合调峰方案作为不同可再生能源渗透水平下电力系统的组合调峰优化方案。最后,以含风电、光伏发电的区域型系统和规划的全国系统为例,制定和分析了不同可再生能源渗透率下系统的组合调峰优化方案。     

高比例新能源微电网参与电网调峰能力评估

风能、太阳能等新能源的开发和利用越来越受到人们的重视,但其随机性和波动性将会对电网的稳定运行带来不利影响。高比例新能源微电网因其自身具备一定的调控能力,可用来参与电网调峰。围绕高比例新能源接入条件下电网调峰需求,提出了高比例新能源微电网参与电网调峰的3种模式,建立了高比例新能源微电网调峰能力评估指标体系,并对高比例新能源微电网调峰能力的具体指标的敏感度进行了分析评估,为我国新能源微电网参与调峰提供了一种有效的技术评估手段和方法。     

考虑储能站投资收益的配电网规划模型

随着储能技术的发展,储能站在电力系统中的建设与应用具备了基本条件。随着我国电力市场迅速发展,越来越多的供应商参与到配电网侧寻求利益分配。为了均衡配电网运营商和储能站投资商的利益需求,该文以配电网拓展规划和储能站接入为规划场景,提出了考虑储能站投资收益的配电网双层规划模型。上层规划模型以配电网线路建设成本最低为优化目标,实现配电网运营商利益最优;下层规划模型以储能站通过"低储高发"获利最高为优化目标,实现储能站投资商利益最优。以一个小型配电网系统为算例,通过遗传算法求解上层规划模型完成配电网线路规划,并通过下层规划模型进行储能站的选址定容。仿真计算结果表明,在提出的运行策略下,储能站投资回报率与储能站所接入节点的负荷特性密切相关:负荷峰值越高,峰值持续时间越长,接入储能站获得的收益越高。     

储能与间歇式DG的容量配比关系以及实用估算方法

随着分布式电源在配电网中渗透率逐步提高,其间歇性和波动性等特点给电网带来了一定的冲击。储能是解决间歇式分布式电源DG接入问题的关键,现有的研究尚未明确储能与DG的容量配比关系。基于DG频谱分析结果对平滑输出场景下储能DG容量配比问题展开了研究,并提出了一种实用的储能容量配置估算方法。首先,介绍了储能容量优化的原理和算法。其次,利用某地各项目的实际间歇式DG数据,使用频谱分析的方法得到容量优化结果,并分析得到DG最大波动值与最优储能功率容量的关系、储能功率容量与能量容量的关系。实际工程较易得到的为DG的额定功率,因此还补充分析了DG额定功率与最大波动值之间的关系,最终得到储能容量与DG额定功率之间的关系,即储能与DG的配比规律。据此可无需要储能优化算法而通过简单手工计算得到近似优化的储能功率容量和能量容量。最后,通过算例对比了储能容量优化算法和实用方法,结果表明该实用方法简单有效。     

考虑“风-光-荷-储”联合运行的配电网双层规划方法

分布式电源与储能系统在配电网中的应用是当前研究的热点。提出了一种风机、光伏电源、储能系统在配电网中的双层规划模型。上层模型以投资、运维费用为优化目标,同时考虑区域的购电费用及网损费用,完成风机和光伏电源的容量配置;下层模型提出了一种储能系统削峰填谷的运行策略,基于该策略完成储能系统的选址定容工作。针对以上模型,提出以下求解方法:基于遗传算法求解上层模型,并通过K均值聚类方法对比研究输入数据序列长度对规划结果的影响,通过帕累托分析研究了投资运维费用与购电费用及网损费用的关系;使用YALMIP工具箱完成储能系统运行策略的求解,进而完成储能系统的选址定容工作。最后,通过IEEE-33节点标准配电系统仿真验证了所提模型在风机和光伏电源以及储能系统规划方面的有效性,结果显示所提储能运行策略具有良好的削峰填谷效果。     

考虑火电深度调峰的多类型储能经济性分析

在清洁能源大规模接入和电网调峰压力日益加剧的背景下,储能装置和深度调峰火电机组作为促进新能源消纳和平抑电网峰谷差的重要调节资源,已受到学术界和工业界的广泛关注。文章综合考虑了多类型储能装置的自身特点,并结合了火电机组的深度调峰特性,对不同类型储能装置参与调峰的经济效益进行了深入分析。首先,选取并建立了最具代表性的3种能量型储能系统(抽水蓄能、压缩空气储能和锂离子电池储能)的运行模型;其次,考虑火电机组的深度调峰特性,建立了火电机组的运行模型和经济性模型;再次,考虑多类型储能系统的全寿命周期成本,构建了考虑火电机组深度调峰的多类型储能系统日前经济调度模型,并据此开展了多类型储能经济性对比分析;最后,基于某地区的典型日数据开展了算例仿真,对比分析了各类型储能电站的经济效益并给出了储能容量配置建议。     

高比例可再生能源电力系统调峰问题综述

随着可再生能源在电力系统中所占的比例日益提高,电力系统的电源结构发生了巨大变化,可再生能源的高渗透性、出力的随机性和不确定性,使得电源侧、负荷侧对电力系统调峰资源需求问题逐渐凸显。首先,总结可再生能源时序发电特性和空间分布特性,对高比例可再生能源电力系统的调峰问题进行了说明。然后,对多种调峰储能类型的配备、特点、发展趋势等研究成果进行总结与归纳,对需求侧参与电力系统调峰方式进行归纳总结,包括需求响应建设、发展电力市场和辅助调峰服务市场以及增强电力传输能力。最后,对未来高比例可再生能源电力系统调峰问题研究前景进行了讨论与展望。     

高比例可再生能源电力系统调峰问题综述

随着可再生能源在电力系统中所占的比例日益提高,电力系统的电源结构发生了巨大变化,可再生能源的高渗透性、出力的随机性和不确定性,使得电源侧、负荷侧对电力系统调峰资源需求问题逐渐凸显。首先,总结可再生能源时序发电特性和空间分布特性,对高比例可再生能源电力系统的调峰问题进行了说明。然后,对多种调峰储能类型的配备、特点、发展趋势等研究成果进行总结与归纳,对需求侧参与电力系统调峰方式进行归纳总结,包括需求响应建设、发展电力市场和辅助调峰服务市场以及增强电力传输能力。最后,对未来高比例可再生能源电力系统调峰问题研究前景进行了讨论与展望。     

基于经验模态分解的平滑可再生能源功率波动的储能容量优化

随着可再生能源并网渗透率的提高,可再生能源并网的功率波动对电网产生诸多不利影响。储能系统(energy storage system,ESS)可有效克服可再生能源发电系统的功率波动性问题。为了平滑可再生能源的功率波动并确定储能容量,应用经验模态分解(EMD)的方法:对可再生能源输出功率样本进行EMD分解,得到一系列固有模态函数(IMF)。基于分解结果,考虑ESS充放电效率、荷电状态(state of charge,SOC)以及可再生能源系统输出功率的波动率约束,确定所需最小的ESS容量。以某地区风电场实际功率数据为例,算例结果表明,采用该方法能有效平抑风电功率波动,所用的储能容量较小,且能保证系统稳定运行。     

Optimal Placement of Intermittent Renewable Energy Resources and Energy Storage System in Smart Power Distribution Networks

This paper presents an efficient strategy to optimally allocate renewable energy sources (RES), primarily wind and solar photovoltaic (PV), and energy storage system (ESS) in electrical distribution networks with a goal of minimizing costs and active power losses. The proposed planning strategy is used to determine the number of possible and optimal locations for the hybrid RES–ESS system. This paper further presents a control scheme to optimally dispatch the output of ESS, which increases the effective utilization of RES by reducing their day-ahead forecast errors in order to minimize the deviation between forecasted and actual values. In our proposed strategy, the location that produces the least overall power losses complying with the system constraints is considered as the optimal one. In order to evaluate the effectiveness of the proposed method, this paper considers a case study of a 16-bus test system that comprises of several loads, wind farm, PV, and ESS. The test results demonstrate that by determining the optimal bus location for the RES–ESS system, overall power losses as well as peak load can be significantly reduced.