考虑需求响应和储能寿命约束的多类型电源协同调度

为了应对不断提高的风电渗透率给电力系统运行带来的调峰压力,参与调峰的火电机组往往需要频繁启停,降低了系统运行的经济性和效率;电化学储能的灵活调节能力和柔性负荷的快速响应能力能够提升系统灵活性,有效平抑风电波动带来的影响。因此,针对储能电池的充放电行为对其寿命带来的影响和不同柔性负荷的响应特性,建立考虑需求响应和储能寿命约束的多类型电源协同调度模型。某地区电网的算例仿真结果表明:在多类型电源电力系统中实施需求响应和引入储能电池参与电网的协同调度,能够有效降低系统负荷峰谷差,提升风电消纳率,减少火电机组的启停机费用和燃料费用,从而提升系统运行经济性;制定调度计划时考虑储能电池的折损成本,有利于延长储能电池的使用寿命。     

电池储能单元群参与电力系统二次调频的功率分配策略

大规模电池储能电站响应频繁的电力系统二次调频小额功率需求时,面临二次调频功率在电池储能单元群之间分配的问题,分配不当会劣化储能电站运行效率。文中分析了电池储能单元充放电功率对其能量转换效率的影响,构建了电池储能单元充放电功率-效率模型,提出使电池储能电站整体能量转换效率最大化的电池储能单元群功率分配策略。该策略可以提高电池储能电站运行效率、减小功率损失,同时在小额调频功率需求场景下可以减少电池储能单元响应数量和延长电池储能电站寿命。仿真分析验证了所提功率分配策略的有效性,与按比例功率分配策略和最大充放电功率分配策略对比结果表明,所提出的功率分配策略在提升电池储能系统运行效率以及减缓电池寿命衰减方面均具有优势。     

计及运行和惩罚成本的储能容量优化配置方法

电池储能系统应用于新能源接入电网工况时,由于新能源出力的随机性,使得电池单元处于频繁且随机充放电状态。在电池储能应用于风电接入电网场景下,对电池寿命衰减程度与电池充放电深度的关系进行了研究,考虑了储能系统中的运行成本与惩罚成本,对配置不同容量的储能系统的总成本进行了分析,并计算得出了使总成本最优的储能容量配置策略。     

精准计及大规模储能电池寿命的电力系统经济调度

随着新型电力系统的发展，大规模储能在电力系统经济调度中所发挥的作用日渐增大，储能寿命作为储能运行的关键指标，其衰减特性将对电力系统经济调度产生显著影响。传统电力系统中针对储能寿命多采用与某一可测电气量的解析函数形式进行建模，并未考虑储能复杂的运行工况，导致其估算精度低，已不适用于新型电力系统。为此，该文提出一种精准计及大规模储能电池寿命的电力系统经济调度方法。首先，为论证储能寿命对经济调度结果产生的显著影响，基于多参数规划理论，提出经济调度结果与储能寿命的关联性分析方法，以储能寿命为规划参数，将经济调度结果表征为储能寿命的分段解析函数，从理论上说明储能寿命变化对经济调度结果存在的显著影响。进一步，为保证新型电力系统调度结果的准确性，提出基于深度神经网络的大规模储能电池寿命估算方法，实现储能电池寿命的精确估算。在此基础上，提出精准计及大规模储能电池寿命的电力系统经济调度方法，保障含大规模储能电池的电力系统经济调度结果的有效性。最后，选取IEEE-30、IEEE-118节点系统以及国内某省实际电力系统作为算例系统进行分析，验证所提方法的有效性与实用性。     

计及电池寿命的储能参与调频市场收益分析

储能作为重要的高弹性资源,能够为电网运行提供调峰、调频等辅助服务。针对电力市场环境下储能参与调频市场机制与考虑储能寿命的收益模型开展研究。基于基本市场框架建立了储能参与调频市场收益模型,分析储能充放电速率、充放电深度和储能荷电状态对储能电池寿命衰减的影响,通过类雨流计数法考虑了储能循环寿命对调频收益的影响。根据浙江电力市场典型方式仿真数据,对不同储能电站规模、储能放电容量及电池100%充放电深度循环寿命次数下的储能参与调频市场全寿命周期收益进行仿真分析,为相关研究提供参考。     

风储联合发电系统中锂电池寿命评估

利用电池储能构建大规模风储联合并网发电系统,改善风电的波动性,成为目前研究的热点。然而在此运行方式下,电池处于频繁的充放电运行状态,为了优化电池的控制并提高其使用寿命,如何对其寿命进行评估十分重要。本文以锂电池为研究对象,分析其实验条件下的寿命特性,考虑不规则充放电循环深度和充放电次数的影响,构建了风储联合运行方式下锂电池的寿命评估方法,并设计了电池储能平抑风电功率波动控制策略和评价指标。基于实测风电数据,对此控制策略下风储联合发电系统的运行性能和锂电池的寿命进行评估。     

双锂电池–电容器混合储能系统控制策略设计

针对电池储能用于平抑风电功率波动时频繁充放电切换工作状态降低了电池使用寿命的问题,提出了锂电池寿命衰减程度评价方法,并根据此方法确定了锂电池在寿命周期内吞吐最大电量所对应的最佳运行充放电循环深度。考虑到能量型储能介质和功率型储能介质的优势互补以及单电池储能运行充放电循环深度对电池带来的不利影响,采用了基于双锂电池和超级电容器的混合储能系统主电路结构,并根据分段均值方法确定储能系统的参考功率,设计了锂电池运行在最佳充放电深度内的运行控制策略。最后基于国内某风电场的实测风电功率数据,对提出的储能系统结构和运行控制策略的合理性和有效性进行了验证。算例结果表明,在完成同一个目标指令时,单储能运行时充放电循环深度与标准充放电循环深度的偏离程度较大,对电池储能寿命衰减的影响较大;而双电池储能A、B单元能在所提出的协调控制策略下尽可能运行在标准充放电循环深度,从而提高了电池的使用寿命和经济效益。     

考虑环境温度的磷酸铁锂电池SOC实时修正及频率控制方法

配置储能系统是解决新能源机组并网对电网产生冲击，保证系统安全可靠运行的有效手段。温度会对磷酸铁锂（LFP）电池的电性能产生显著的影响，从而影响储能参与电网调频过程中的实际充放电情况。该文重点分析温度对LFP电池荷电状态（SOC）的影响，首先展开温度对LFP电池实际容量、充放电效率等电池特性的影响机理研究，结合设备厂商给出的实际测试数据，提出基于环境温度的LFP电池模型参数修正方法；然后研究储能系统考虑校正SOC的时变下垂控制方法，提供快速频率支撑；最后在改进的IEEE 13节点微电网上验证了考虑环境因素后，能更准确地估计储能的SOC状态，提高了电力系统频率控制可靠性。     

大规模电化学储能系统发展现状及示范应用综述

随着储能技术的飞速发展,大规模储能系统已经成为保证电力系统可靠供电的一个重要手段,其中电化学储能系统因其独特的性能已成为优先发展方向之一。为推动储能技术的发展,加快大规模储能系统的高效利用,国内外相继开工并已建成了若干大规模电化学储能系统示范电站并应用于电网。介绍了电化学储能技术分类及其各自的工作原理,总结了近年来国内外建设的大规模电化学储能系统示范电站,并指出电化学储能系统的安装地点、储能规模和在电网中所发挥的功能,比较全面地阐述了铅酸电池、液流电池、钠硫电池和锂离子电池等主要电化学储能系统的主要特征。最后,对大规模电化学储能系统存在的问题、技术方向和未来发展趋势进行了探讨和展望。     

大规模电化学储能系统发展现状及示范应用综述

随着储能技术的飞速发展,大规模储能系统已经成为保证电力系统可靠供电的一个重要手段,其中电化学储能系统因其独特的性能已成为优先发展方向之一。为推动储能技术的发展,加快大规模储能系统的高效利用,国内外相继开工并已建成了若干大规模电化学储能系统示范电站并应用于电网。介绍了电化学储能技术分类及其各自的工作原理,总结了近年来国内外建设的大规模电化学储能系统示范电站,并指出电化学储能系统的安装地点、储能规模和在电网中所发挥的功能,比较全面地阐述了铅酸电池、液流电池、钠硫电池和锂离子电池等主要电化学储能系统的主要特征。最后,对大规模电化学储能系统存在的问题、技术方向和未来发展趋势进行了探讨和展望。     

电动汽车与智能电网从V2G到B2G的全新结合模式

有关电动汽车的多数研究中,均将电动汽车与其动力电池一体化看待,因此将电动汽车的移动、分散和分布式决策等属性等同于电池的属性,因而诞生了V2G的概念及其诸多的复杂问题。通过将电动汽车与动力电池进行资产关系解耦,进而实现电动汽车动力服务与电池向电网充放电的时间地点的双重解耦,使建设大型集中储能充电站成为可能。在此基础上,V2G的概念被扩展为B2G,从而揭示了电池与电网交互能量的本质。论述了从V2G向B2G发展的必要性和先进性,同时也探讨了实现B2G所面临的运营、管理和技术等方面的挑战及其可能的解决方法,展示了发展B2G技术对于智能电网的美好前景。     

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。     

Kinetic电池模型在微电网调度的应用研究

建立了Kinetic电池充放电限制模型,较为准确地反映出在微电网调度中储能电池的充放电能力。在充分考虑微电网运行的可靠性和经济性的前提下,将Kinetic电池模型与微电网的调度相结合,提出了基于经济调度的蓄电池容量优化模型。并且提出了利用Kenetic电池模型解决微电网中储能电池调度的方法。以Surrette公司的4KS25P的储能电池为例,对微电网中储能电池的调度进行了仿真。仿真结果表明所提出的基于Kenetic电池模型的调度方法具有较高的精度,能够提高微电网的经济性,符合实际需求。     

交直流混联大电网仿真技术现状及面临挑战

随着我国特高压交直流工程陆续投运,系统“强直弱交”问题突出,交直流、多直流、送受端之间的交互影响日益显著,电网运行复杂度迅速增加,对电网仿真的规模、精度和速度提出了更高要求。从电力系统建模、多时间尺度仿真、数模混合实时仿真3个方面梳理了仿真技术现状,针对交直流混联大电网发展需求,分析了仿真技术面临的挑战。指出提高直流、新能源、柔性交流输电系统（flexible alternative current transmission systems,FACTS）和负荷等复杂模型的建模精度,扩大电磁暂态仿真规模,提高大规模电网仿真效率,将是提高大电网仿真能力的研究重点。     

规模化储能分区聚合有功调度控制技术研究

随着规模化储能电站的集中建设和投运,储能以其快速、精准的功率控制特性,可有效改善系统的动态调节性能。针对规模化储能电站所接入的电网分区,文中从电力和电量两个维度,分析储能电站集群的聚合充放电能力并提出了聚合分析算法,为调度主站端的储能电站集群的快速功率控制、短时削峰或填谷、负荷趋势跟踪提供辅助决策依据。首先,根据当前电网分区在发用电平衡和输变电潮流控制中的调度控制需求,总结和归纳了储能分区聚合的控制目标;其次,提出了储能电站参与电网分区控制的分配策略,即通过状态转换、考虑荷电状态均衡的功率调整依次计算调用容量,实现满足分区控制目标的闭环滚动跟踪;最后,通过算例验证该策略能充分发挥储能资源的规模聚合特性,支撑调度机构解决电网分区运行控制难题。     

电化学储能项目商业价值量化模型及竞争策略研究

近年随着储能应用技术的进步,中国电力市场中电化学储能装机规模爆发式增长,准确量化储能项目商业价值,将有利于储能产品或服务参与电力市场竞争,促进储能行业可持续发展。以范围经济理论、成本收益理论为基础,建立了全要素可放电电价随机模型,来刻画和评价多功能储能项目商业价值。与此同时,分析了影响可放电电价的参数属性和发电侧、电网侧、用户侧储能项目获得经济收益和参与市场竞争的约束条件,提出了储能企业竞争策略和投资决策思路。结合算例和学习曲线,分析发现装机成本、系统利用效率、能源转化效率三个参数对可放电价格影响尤为显著,企业可以根据不同参数对可放电价格水平的影响程度,来确定适合企业的商业模式,并优化经营策略。综合商业价值量化模型为企业投资、市场竞争、政策制定,提供了清晰思路和决策工具。     

大规模压缩空气储能系统发电方式与运行控制分析与构想

压缩空气储能是一种充放电循环次数多、使用寿命长、可大规模储存电能的清洁环保的物理储能技术,适合于电网级大规模应用场合。文中分析了大规模压缩空气储能系统常规定速发电方式特点,提出了基于全控器件励磁的定速恒频同步储能机组控制策略,以获得更强的励磁能力和抑制系统振荡的能力,实现提升储能机组辅助服务能力。为了提高综合能效,提出了基于变速恒频双馈发电机组和变速变频直驱发电机组的大规模压缩空气储能变速发电方案构想,并分析了其典型运行控制策略,该变速发电方案具有提升储能机组控制功能及辅助服务能力的潜力。最后,分析了大规模压缩空气储能发电运行控制面临的挑战。     

基于改进人工蜂群算法的区域电网储能系统能量管理优化策略

为提高新能源消纳水平及系统运行效率,需对储能系统充放电功率进行优化,以平抑功率波动,降低网络损耗,提高经济效益。基于源荷状态判断储能各时段充放电状态,以区域日网损降低收益、日高储低放套利收益及日环境效益最大为目标,综合考虑储能自身约束及网架潮流状态约束等条件,建立了区域电网储能能量管理优化模型。求解过程中提出了一种改进人工蜂群算法（improved artificial bee colony,IABC）,并针对吐鲁番区域网架结构及运行特点进行了建模仿真。结果表明,对储能进行能量管理优化可提升整体经济效益,且改进人工蜂群算法具有很好的全局搜索能力及收敛性。     

基于改进人工蜂群算法的区域电网储能系统能量管理优化策略

为提高新能源消纳水平及系统运行效率,需对储能系统充放电功率进行优化,以平抑功率波动,降低网络损耗,提高经济效益。基于源荷状态判断储能各时段充放电状态,以区域日网损降低收益、日高储低放套利收益及日环境效益最大为目标,综合考虑储能自身约束及网架潮流状态约束等条件,建立了区域电网储能能量管理优化模型。求解过程中提出了一种改进人工蜂群算法（improved artificial bee colony,IABC）,并针对吐鲁番区域网架结构及运行特点进行了建模仿真。结果表明,对储能进行能量管理优化可提升整体经济效益,且改进人工蜂群算法具有很好的全局搜索能力及收敛性。