基于储能电池的光伏功率波动平抑策略

为了平抑光伏发电功率波动,并优化光伏出力特性,在运用小波包分解光伏波动频率特性的基础上,提出了基于2组电池组拓扑结构的电池储能系统(battery energy storage system,BESS)在线运行策略和双BESS的最优容量确定方法。模型中2组BESS工作状态分别为充电和放电状态,当某一电池组电能状态达到满充或满放时,则2组电池同时切换当前的工作状态。基于光伏发电厂实测数据,对所提方案进行了验证,结果表明,所提方案不仅在光伏出力特性上取得了较好的平抑效果,而且在电池特性上,由于采用双BESS,很大程度上降低了BESS充放电次数,提高了储能系统利用效率。     

面向区域能源互联网的光储能量协同管理策略∗

立足于区域能源互联网的多源耦合特性,以用户供电需求为导向,探寻了光伏电池和储能电池接入场景下的协同优化管理策略.利用 MPPT优化光伏发电效率,并选择用户峰谷负荷差为优化目标,依据负荷变化动态计算储能电池补偿容量,平抑光伏出力波动,实现区域内负荷削峰填谷,确保电网安全经济运行,并基于MATLAB验证该管理策略的有效性.     

考虑爬坡功率有限平抑的高渗透率光伏电网储能配置策略

随着光伏发电渗透率的提高,电网需有较大调频备用容量应对光伏功率的随机大幅波动。储能系统(ESS)的快速充放电能力能够对光伏发电出力的大幅波动进行快速平抑,以减小电网调频所需备用容量。但目前储能成本相对较高,无法完全依赖储能来应对光伏功率的大幅度爬坡。为此,文中首先提出了利用有限容量的储能实现光伏爬坡功率有限平抑的控制策略,对光伏出力大幅度波动进行有效平抑。然后,考虑电网调频容量需求与储能配置容量的相互制约关系,建立了ESS投入后调频成本计算的数学模型,并以等效收益最大为优化目标实现ESS能量容量和功率容量的优化配置。最后,利用遗传算法对优化模型进行求解,并通过某高渗透率光伏电网验证了该方法的有效性。     

考虑光伏校正的微电网储能容量优化配置

针对光伏微电网中储能容量优化配置时忽略光伏实际出力的问题,提出一种考虑温度和光照强度的光伏输出功率校正方法,建立光伏优化模型。其次以储能经济最优为目标,在满足负荷需求的基础上进行光储联合建模,并考虑负荷缺电率和能量溢出比的影响,对电网分时电价下5种储能电池分别进行容量配置和经济性分析。最后通过算例验证了所提模型更满足地域特性、符合光伏实际输出功率。所配置的结果表明,在项目周期内钠硫电池成本最高,功率型铅酸电池成本最低,全钒液流、锂电池和能量型铅酸电池总投资成本相当。     

平抑光伏出力波动的混合储能系统控制策略

针对由电池和超级电容器构成的混合储能系统,设计了一种平抑光伏出力波动的储能控制策略。基于含阀值判断的低通滤波算法制定储能系统总充放电功率,在平抑光伏出力波动的同时避免对储能系统的过渡调控。综合考虑储能介质充放电状态,基于滑动平均原理制定储能介质的功率分配策略,以充分发挥不同储能介质的优势,优化储能系统的整体运行性能。仿真分析验证了所设计控制策略的有效性,储能系统可以较小的调控代价完成对光伏出力波动的平抑,且超级电容器平抑功率波动的快变分量,有效降低了储能电池的充放电次数。研究结果对混合储能系统在平抑光伏出力波动中的应用提供了理论参考。     

基于随机预测误差的分布式光伏配网储能系统容量配置方法

储能装置作为一种解决含分布式光伏配网系统功率波动的有效手段,其容量配置关系到补偿功率波动精度和经济性指标。为准确配置储能容量提出一种分布式光伏配网系统中储能设备容量配置方法:通过分析光伏出力短期预测误差和负荷短期预测误差的概率统计规律和随机过程,利用区间估计方法得出储能设备容量配置函数;然后利用该配置函数实现的配置方法,对储能容量在分布式配置和集中式配置两种方法下的预测误差的方差进行比较,可知储能容量分布式配置可以得到更精确的容量配置和更优的功率补偿效果。应用所提配置方法搭建实验样机,并应用于江西电网公司某分布式光伏配网系统中,验证了该方法的正确性和可行性。     

基于几何加权移动平均滤波算法的改进储能平滑控制策略

针对目前光伏并网中采用储能电池对光伏出力进行平滑,以降低光伏出力波动性对电网的影响,提出一种几何加权移动平均滤波算法,得到光伏并网系统中储能电池出力的参考值。该算法对移动平均滤波算法进行改进,不仅改善了滤波器的延迟性,而且具有自适应平抑的能力。在储能电池出力参考值的基础上,提出了采用模糊控制对该参考值进行修正的方法,使得储能电池的荷电状态维持在合理范围,保证储能电池具有最佳运行状态以及最少容量配置。     

光储联合发电系统中混合储能的功率协调控制

针对光储联合发电系统中的混合储能,基于频率协调,给出了一种电池和超级电容的功率分配控制方法,记及储能的荷电状态(State of Charge,SOC),提出了多储能单元的出力分摊方法。基于频率协调控制,利用电池和超级电容平抑光伏出力的中频和高频分量,控制光储联合系统输出功率的带宽,降低光伏对电网的冲击。基于SOC的功率协调控制,分配光储联合发电系统中多个储能单元,按照其可用容量合理分担出力。使光储联合发电系统工作于电网调度模式和光伏平抑模式,利用PSCAD/EMTDC验证了所提协调控制方法的有效性和可行性。     

基于分解协调方法的光储系统配置—运行协同优化

以光伏-储能电池系统为研究对象,构建光储系统的配置-运行优化分解协调模型.首先,将考虑储能投资成本与光储系统运行成本在内的综合费用作为目标函数,利用Benders分解方法将模型分解为规划配置主问题和运行调度子问题,然后,通过分解协调优化得到储能电池的最优配置方案与系统的优化运行策略,通过设定光伏消纳率、自给率、内部收益率、动态投资回收期等一系列指标,对模型进行评价.此外,实现了 Benders分解法收敛过程和Bender割集累积过程的可视化,直观展现出容量配置与优化运行的交互作用.基于此,进一步利用K-means聚类分析算法建立了年光伏出力模型,求解长时间尺度上储能电池的最优配置,探讨了分解协调优化模型在中长期尺度下求解的可行性.     

用于平抑功率波动的分布式综合能源站储能装置容量计算

以包含分布式天然气发电、屋顶光伏发电、储能装置的产业园区分布式综合能源站为研究对象,建立了合理的分布式天然气发电机、屋顶光伏发电的出力模型。储能装置以平抑电网联络线功率波动为主要目标,以联络线功率波动限制为约束,通过对联络线功率波动进行频域分析,提出了综合能源站储能装置容量的计算方法;通过算例验证了方法的合理性。     

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。     

一种基于混合储能改善跟踪光伏发电出力特性方法的研究

光伏输出受天气影响具有较大波动性,若直接接入电网则会对电网的电能质量造成严重影响。为减轻光伏电站并网功率对电网的影响,提出了一种基于氢与电池混合储能改善跟踪光伏发电出力特性的方法。首先,利用高斯函数逼近光伏预测功率,形成光伏次日出力计划,并根据次日凌晨电池SOC大小和氢储能调节灵活性对出力计划进行修正。考虑氢储能和电池储能运行状态,设计了包含有主调度和协调调度的实时调度方案。最后,通过算例验证了所提方法的有效性。     

提高风储发电经济性的双储能系统模型预测控制方法

储能系统可以有效降低风电规模化接入对电力系统造成的影响。在储能电池平滑风电功率波动的典型应用场景下,单储能频繁充放电切换将影响储能电池的使用年限,降低经济性。因此,文中提出了一种双储能电池的模型预测控制方法。首先,建立双储能风力发电系统的数学模型,分析储能输出功率对未来出力能力的影响;然后,设计以储能出力最优和基于储能能量状态改变双储能出力约束的模型预测控制策略;最后,利用实际风场数据,与单一储能模型预测控制对比,仿真结果表明在相同储能容量和平滑效果下,所提方法显著地降低了储能充放电切换,延长储能使用周期,并通过分析储能运行成本的经济性,验证了所提方法的优越性。     

跟踪光伏计划出力偏差的储能容量配置研究

不同典型天气下光伏出力预测误差具有明显差异,为保证分布式光伏集群友好接入,提出一种考虑光伏发电功率预测误差不确定性的共享储能容量配置方法。首先基于注意力机制和长短时记忆神经网络（long-term short-term memory neural network,LSTM）对分布式光伏出力进行预测,再与不同典型气象条件下的光伏出力实际值进行对比得到预测误差。然后以共享储能配置成本最优为目标,建立跟踪光伏出力计划偏差的共享储能容量配置模型,通过引入鲁棒机会规划约束来描述预测误差的不确定性,并采用凸逼近方法将原模型转化为确定性模型进行求解。仿真结果表明,所提方法在保证补偿效果的同时能最大提升储能配置的经济性。     

平抑光伏出力波动的混合储能系统控制策略设计

针对由电池和超级电容器构成的混合储能系统,设计了一种平抑光伏出力波动的储能控制策略。基于含阀值判断的低通滤波算法制定储能系统总充放电功率,在平抑光伏出力波动的同时避免对储能系统的过渡调控。综合考虑储能介质充放电状态,基于滑动平均原理制定储能介质的功率分配策略,以充分发挥不同储能介质的优势,优化储能系统的整体运行性能。仿真分析验证了所设计控制策略的有效性,储能系统可以较小的调控代价完成对光伏出力波动的平抑,且超级电容器平抑功率波动的快变分量,有效降低了储能电池的充放电次数。研究结果对混合储能系统在平抑光伏出力波动中的应用提供了理论参考。     

提高光伏微网电压稳定性的储能设备控制策略研究

储能设备及其控制策略对于保证微网电压稳定具有重要意义。针对提高光伏电源并网状态下的微网电压稳定水平与抗扰动能力,对光伏电源并网储能装置的功率协调控制策略进行研究。首先以蓄电池作为主要储能单元,通过检测光伏电池与负荷功率差确定充放电控制器Buck-Boost工作模式,使储能装置能够同时平抑光照强度与负荷变化造成的功率波动,稳定DC母线电压水平。其次,对系统能量进行协调控制管理,使光伏电池和储能装置协同工作,蓄电池与超级电容器协调出力,进一步快速维持直流母线电压稳定。通过LZ电压稳定检测指标及PSCAD平台仿真,计算储能装置停运与投运状态下的电压稳定水平,验证储能系统在双向变换器协调控制下能够有效维持交流端母线电压稳定性,达到设计目的。     

光伏储能系统控制策略及并网研究

针对光伏运行中由于局部阴影导致输出特性呈现多功率峰值点的问题,通过改进的粒子群算法实现局部阴影情况下光伏系统的MPPT控制,避免陷入局部最优。选择蓄电池作为储能装置,考虑双向DC/DC变换器原理和蓄电池SOC范围,确定充放电控制策略,根据光伏出力和负荷的大小关系,实时调整储能电池的充放电功率,保证功率平衡,维持母线电压稳定。建立光伏储能系统模型,分析了光储并网运行后系统的电压质量和光伏、储能的运行情况,并通过建立的仿真模型验证了策略的可行性。     

基于合作博弈的黑启动电源双层容量配置

碳中和政策下光伏储能得到了快速发展,而光伏储能参与黑启动具有光伏出力波动性和储能荷电状态随机性的问题,在此背景下提出了新的光储容量配置策略。首先,从被启动机组的辅机需求构建黑启动容量需求的内层模型,针对光储作为黑启动电源出力不稳定的问题,在黑启动电源侧配置备用储能。基于内层模型中的容量需求构建基于合作博弈的光储外层容量配置模型,并将光伏通过碳交易获得的收益纳入总收益中,以光储总体经济性最优为目标,利用天牛须搜索算法求解合作博弈下最优容量配置。最后,结合镇江地区的实际情况进行容量配置,仿真结果验证了所提方法可有效提高黑启动电源经济效益,其配置结果可使黑启动可行性与光储经济性之间达到最佳平衡。     

考虑电动汽车的微电网复合储能容量优化配置

复合储能在微电网功率平衡、平抑可再生能源波动、提高电池使用寿命等方面有着显著作用,是未来微电网储能发展方向之一。针对含有风力发电和光伏发电的微电网,考虑微电网中电动汽车有序充放电,建立复合储能容量优化模型。通过经验模态分解分割平抑任务,最后利用粒子群优化算法对所搭建模型进行求解。比较无电动汽车、电动汽车随机充电和有序充放电3种模式下的容量优化配置结果。通过搭建仿真,对有序充放电模式下复合储能的功率分解以及荷电状态进行分析,验证了该方法在平抑波动方面的有效性。     

基于光伏波动性的储能出力特性分析

以研究储能系统出力为目标,从时间、频率角度研究光伏发电波动性,以EMD算法对光伏发电频率进行分解,通过分解得出的IMF残值得出:在多云天气下,光伏发电系统内储能出力频繁,平抑光伏波动强,晴朗天气下,储能系统的出力具有规律性且时间固定的结论.