离网直流微网群混合储能容量优化配置方法

为了优化储能系统容量配置,提高直流微网群的供电可靠性和经济性,文中提出了一种考虑各子微网互为备用的独立型直流微网群混合储能联合优化配置方法。首先,以直流微网群混合储能整体投资运维等年值成本最低为优化目标,建立混合储能容量配置模型;其次,在不失各个子微网混合储能容量配置独立性的前提下,进一步降低混合储能的配置成本;最后,以双直流微网群为算例对象,通过对比独立优化与联合优化的配置结果说明了利用微网群功率互联的特点能够大幅降低混合储能系统投资成本,提高微网群运行稳定性,从而证明文中所提配置方法的优越性。该方法后期可为独立型直流微网群的规划建设提供依据。     

考虑风光发电可调度的微网储能容量配置方法

对风光发电的微网系统进行有效的储能容量配置方法的研究,提高分布式电源的最优配置,保证运营成本的最低需求,对风光电可调度性储能容量规划方法进行研究,提出微网储能单元与发电单元的能量管理模型,结合储能功率、发电功率与微网功率之间的关系,建立微网储能容量配置规划的目标函数与约束函数,以储能使用寿命的投资成本与发电成本作为目标函数,利用基于遗传算法的神经网络方法进行求解,实例验证表明该储能容量配置规划方法有效实现了微网能量的配置与电能的管理控制,提高了资源的利用率.     

分布式电源的混合储能配置分析与研究

在分析分布式电源配置混合储能的原理及优势的基础上,提出并离网情况下混合储能的结构配置方案,分析并提出能量型储能和功率型储能的容量配置原则,并构建混合储能在并离网运行模式下的仿真模型,验证了引入混合系统是解决分布式并网发电和独立发电系统的有效途径。     

计及功率交互约束的含电-氢混合储能的多微电网系统容量优化配置

在混合交直流多微网系统中,其经济性和运行可靠性受到容量优化配置的影响。考虑到基于电储能以及氢储能系统(电解槽/燃料电池/储氢罐)的混合储能系统所具有的优势,建立了电-氢混合储能型多微网系统框架。其次,针对电-氢混合储能型多微网系统,提出了考虑系统的实时能量供需状态和储能状态的多微网运行控制策略。在容量优化配置模型中引入功率交互约束模型,并在配置过程中嵌入所提出的运行控制策略。最后,以算例分析证明功率交互约束的必要性,并采用灰狼-正弦余弦优化算法求解配置模型。所得配置结果优于改进灰狼算法和改进粒子群算法。通过模拟全年运行情况,验证了所提优化配置方法的有效性和电-氢混合储能系统在季节性储能上的优势。     

离网自治型蓄电池储能风力发电系统规格设计

在传统蓄电池储能离网风力发电系统结构基础上,去除泻荷装置,在保证风力发电系统自治、连续不间断运行的前提下,分析系统能量控制方法,给出系统中各组成元件规格的设计方法,主要包括风电机组尺寸及蓄电池容量的设计,以期减小自治离网系统尺寸,降低系统成本。选取香港和丹麦两地进行案例研究,依据所提规格设计方法进行系统尺寸设计,仿真结果表明:两地系统都实现了全年能量供需平衡,设计出的风电机组尺寸和蓄电池容量为两地实现连续、自治、不间断运行前提下的最小配置,从而验证了所提蓄电池储能离网自治型风力发电系统规格设计方法的合理性与有效性。     

考虑微电网群和系统经济运行的配电网储能优化配置

针对不同的配电网运行情况,考虑微电网群的运行策略以及子微网的协作运行对配电网的影响,建立了配电网储能配置的选址和定容两阶段优化模型。其中,第一阶段的选址模型在日运行时间尺度上,以配电网系统运行成本最小为目标,利用GAMS软件求解储能的位置、个数以及充放电策略;第二阶段的容量优化模型以年作为时间尺度,以配电网中储能投资运行维护年成本最小为目标,利用嵌套储能寿命计算的粒子群算法在MATLAB软件中求解。算例证明在不同的运行场景下,考虑微电网群和系统经济运行的配电网储能优化配置方法可以有效减少配电网的运行成本和储能的投资维护成本,提高系统经济性。     

基于功率能量特性的含小水电微电网储能容量配置方法

含小水电微电网受源荷不确定性影响易产生较大的功率波动,离网状态下易导致微电网系统停电、弃电的发生。为了充分考虑含小水电微电网功率、能量的平衡特性,提高含小水电微电网运行的经济性和鲁棒性,提出一种基于功率能量特性的含小水电微电网储能优化配置方法。首先,分析了含小水电微电网的功率能量平衡机理,提出了该微电网的功率能量特性模型;然后,在含小水电微电网功率能量特性模型和源荷不确定性模型的基础上,提出了基于功率能量特性的随机场景分解聚类方法和储能容量配置方法。最后,以某地区离网型含小水电微电网为仿真算例,通过与现有方法进行结果对比和影响因素分析,验证了所提方法的有效性。     

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。     

基于能量协调控制的混合储能系统容量配置方法

为了平滑离网光伏发电系统中源荷之间功率差的随机波动,提出了一种适用于混合储能系统中不同储能介质之间充放电功率分配的能量协调控制策略。该策略依据不同储能介质的实时荷电状态,结合最大可能充放电时间,令超级电容器优先充放电,当达到其充放电极限时,再控制蓄电池进行充放电。在此基础上根据全寿命周期理论,考虑实时荷电状态、负荷缺电率和系统自主运行能力等约束,建立混合储能系统容量配置优化模型。利用改进粒子群算法对算例进行求解分析,并与单一蓄电池储能进行比较,验证能量协调控制策略的有效性和容量配置优化模型的正确性。     

模块化混合储能系统及其能量管理策略

针对孤岛直流微网功率缺额补偿和多类型储能介质、多组储能单元间的功率分配问题,设计了一种"储能单元-混合储能模块-混合储能系统"的模块化系统集成架构,并提出相应的全局优化与局部分配相结合的双层能量管理策略。上层优化根据直流母线电压越限情况,快速计算微网的功率缺额;进而考虑各储能模块的最大可支持功率和剩余容量,借助"能者多劳"的原则,寻求运行经济性最佳的模块间功率分配方案。下层分配根据各模块内储能单元的荷电状态分区组合,动态决策储能单元的运行优先级,将上层结果在各单元间进一步细分。算例结果表明,所提策略能够在保证直流微网稳定运行的同时,兼顾储能系统的运行经济性。     

电池储能系统在电力系统中的应用

电池储能系统（BESS）是一种新兴的FACTS器件。具有控制有功功率流的能力,能够同时对接入点的有功功率和无功功率进行调节,为高压输电系统提供快速的响应容量,有效提高了电力系统的稳定性、可靠性和电能质量。介绍了电池储能系统的基本原理、特点和国外的应用情况,并对它在电力系统中的不同应用进行了综述。     

储能电站综合效益评价体系设计研究

储能是智能电网中不可或缺的关键部分。储能电站及整个储能体系的优化规划和运行,需要对储能进行更深入量化的综合效益分析与评估,而分析和评估的基础在于清晰完整的储能综合效益体系。在深入分析国内外相关研究成果的基础上,形成了一个清晰全面的多维度的储能功能作用与效益综合体系。基于该体系,可实现储能效益的量化评估,为储能的部署和运行提供科学依据。     

镍氢电池储能监控系统的开发与应用

上海市电力公司研发的智能电网综合示范工程中的100kW镍氢电池储能系统已于2009年4月正式投入运行。其监控系统具有先进的监控功能和良好的可扩展性。从介绍镍氢电池储能系统的网络拓扑结构和系统构架入手,分析阐述了该系统的功能定位、软件体系结构、功能模块等方面的开发情况。该监控系统已安全稳定运行一年多时间,性能良好。其平台的开放性使其可应用于其他电池系统的监控领域。     

基于使用寿命模型的大容量电池储能系统变步长优化控制方法

大容量电池储能系统(BESS)配合风电场调度可以提高风电场的可调性。为了研究延长BESS使用寿命的控制方法,建立了多因素聚合寿命模型,该模型考虑了大容量BESS的串并联特性和充放电特性,能够反映充放电倍率、控制步长、充放电次数和温度等多种因素对电池老化的影响。讨论了BESS控制步长和调度周期对BESS使用寿命和并网跟踪性能的影响,提出了BESS的变步长优化控制方法。设计了模糊变步长控制器,根据当前BESS的充放电倍率和跟踪性能指标实时调节控制步长。算例仿真表明,所提模糊变步长优化控制方法结合了大步长下使用寿命长和小步长下跟踪性能好的优点,并网功率能够较好地跟踪调度指令,实现了风电场的可调性,同时提高了BESS的使用年限。     

吴江泰金宝电子有限公司制冷系统的水蓄冷改造

水蓄冷技术将夜间电网多余的谷段电力与水的显热相结合来蓄冷,并在白天用电高峰时段使用蓄藏的低温冷冻水提供空调用冷。苏州吴江泰金宝电子有限公司通过制冷系统的水蓄冷改造,获得了明显的社会和经济效益。     

适应新型电力系统快速频率支撑需求的混合型储能系统动态建模及其控制策略分析

为明确混合型储能快速频率支撑对新型电力系统动态特性的影响,寻找不同场景下混合型储能系统的最佳频率控制策略,提出一种具有通用性的混合型储能系统动态建模方法,并基于该模型设计了适用于蓄电池与飞轮储能组成的混合型储能系统的PI、H_∞及滑模控制策略。通过算例分析比较了不同控制策略下该混合储能系统对电网的频率支持能力。结果显示,当蓄电池采用H_∞控制,飞轮储能系统采用滑模控制时可实现最佳频率支撑效果。     

Integration of compressed air energy storage systems co-located with wind resources in the ERCOT transmission system

In this paper, we investigate optimal locations and capacity for integrating storage systems in the electric transmission grid to improve wind power production. The impacts on wind power production and conventional thermal generation due to operation of utility-scale storage systems are simulated. A compressed air energy storage (CAES) is chosen as an utility-scale storage technology, which can provide several hundred MWs of electric power. A mixed integer programming (MIP) is implemented for the mathematical formulation. The Electric Reliability Council of Texas (ERCOT) wind, load data and its simplified transmission system are used for a case study. To mandate wind power production, we apply 20% goal for renewable portfolio standard (RPS). Operation of 1350 MW CAESs improves wind power production and RPS target achievements, however, thermal generation does not significantly decrease under the given simulation condition.     

适应新型电力系统快速频率支撑需求的混合型储能系统动态建模及其控制策略分析

为明确混合型储能快速频率支撑对新型电力系统动态特性的影响,寻找不同场景下混合型储能系统的最佳频率控制策略,提出一种具有通用性的混合型储能系统动态建模方法,并基于该模型设计了适用于蓄电池与飞轮储能组成的混合型储能系统的PI、H_∞及滑模控制策略。通过算例分析比较了不同控制策略下该混合储能系统对电网的频率支持能力。结果显示,当蓄电池采用H_∞控制,飞轮储能系统采用滑模控制时可实现最佳频率支撑效果。     

电力储能标准体系深化研究

储能技术和应用的不断发展对标准制定提出了新的需求,亟须建立一套契合新形势下的储能标准体系,以引导储能技术的良性发展。针对该目标,梳理了国内外储能标准制定和标准体系研究概况,结合储能技术发展与标准的关联关系,提出在安全问题突出、梯次利用紧迫、电网侧储能快速应用、新型储能技术快速发展等新形势下,储能标准制定的需求和电力储能标准体系结构图,修订标准明细表,以指导储能标准制定、厘清标准关系、保障电力储能行业健康有序发展。     

电力二次系统存储备份方案分析

电力二次系统的运行可靠性和数据安全性要求日益提高,目前所采用的主机内置或外置的磁带机对数据进行单机人工冷备份方式越来越不适应需要,研究一种全方位、多层次的“数据容灾备份系统”势在必行。在分析了DAS、SAN、NAS的特点后,结合电力二次系统的特点,提出了电力二次系统存储备份建设方案,即基于DAS NAS SAN的存储备份方案设计,实现了异构环境下电力二次系统数据的自动在线备份和快速恢复,提高了电力二次系统的运行可靠性。