电网侧储能电站参与现货联合市场的竞价策略

从电网侧储能出发,提出了一种储能参与现货市场联合竞价的双层Stackelberg博弈模型。首先,基于共享的概念将电网侧建设位置不限且分散、投资主体多样的储能电站组成联盟,实现资源统一调度,并以市场价格信号激励电网侧储能联盟参与日前电能量市场、调频辅助服务市场以及日内平衡市场竞价。其次,基于Stackelberg主从博弈,建立了以储能为竞价主体,兼顾收益与风险的现货市场联合竞价策略双层模型。上层以储能收益最大为目标进行策略性报价;下层以购电成本最小为目标进行日前多市场联合出清,以系统平衡成本最小为目标进行日内平衡市场出清。此外,引入多场景描述交易决策博弈过程中竞争对手的不确定性给储能收益带来的风险。最后,利用对偶理论和KKT (Karush-KuhnTucker)最优性条件,将双层模型简化为一个均衡约束数学规划问题,并通过算例分析验证了所提模型的可行性和有效性。     

计及运行规划收益补偿的电能量市场储能报量报价策略

大量低运行成本的新能源电源参与电能量市场降低了市场电价,造成储能在电能量市场中的获利降低,甚至难以回收其固定投资成本。针对这一问题,充分考虑储能参与系统运行所能产生的运行收益和规划收益,引入运行收益和规划收益补偿系数,并建立储能参与系统运行的补偿机制;增大储能的报价区间,并建立储能参与电能量市场报量报价策略的双层优化模型;在改进的10机39节点系统上验证所提方法的有效性,讨论运行/规划收益补偿和辅助服务对储能收益的影响、储能参与市场对出清价格的影响等问题。     

新能源并网下混合式抽水蓄能电站竞价策略

随着我国西北地区新能源规模不断增长，弃风、弃光问题日益突出，建设具有更大储能容量的混合式抽水蓄能电站是目前最具有实践价值的解决方案，研究其在现货市场中的竞价策略具有重要意义。本文以黄河上游规划建设中的梯级混合式抽水蓄能电站为研究对象，构建了一个Stackelberg博弈模型，通过解决一个双层优化问题来实现其在日前市场中的利润最大化，其中，上层代表电站收入最大化问题，下层包括独立系统运营商面临的出清问题。结果表明，日前市场中，混合式抽水蓄能电站会在高电价时放水发电，低电价时抽水蓄能，电站与新能源通过打捆方式参与市场竞价的收益要高于两者联合但不打捆参与方式，且均高于混合式抽水蓄能电站单独参与市场竞价的收益。     

高比例新能源系统储能需求优化研究

高比例新能源系统储能容量优化,对于提高新能源消纳能力,降低储能电站建设成本具有重要意义。研究了抽水蓄能、压缩空气、电化学储能等储能电站的容量效益、电量效益,提出了储能电站参与调峰的成本效益分析模型,进而提出了一种确定高比例新能源系统储能电站建设规模和型式的方法。以我国西北地区实际高比例新能源系统为研究对象,分析了储能的容量需求、各种储能的成本和效益,研究结果可为我国高比例新能源系统储能容量需求、储能规划和运行提供参考。     

需求响应下基于自抗扰的抽水蓄能与电化学储能联合参与电网负荷调频研究

为应对大规模可再生能源接入电网带来的随机性和波动性挑战,确保可再生能源利用的灵活性,在实际电网运行中加入合理的储能设备成为目前研究的热点。针对电化学储能参与含抽水蓄能电站的互联电网调频问题,提出一种基于线性自抗扰技术的抽/储联合负荷频率控制(LFC)策略。在建立了考虑调速器死区和发电速度限制等非线性条件的抽/储联合LFC模型的基础上比较不同控制器性能,采用所设计的二阶线性自抗扰控制器(LADRC),凭借其优良控制性能并引入需求响应(DR)参与调频。仿真验证在抽水蓄能中加入电化学储能后系统具有更强的抗干扰性,对平抑电网频率波动具有良好的动态响应。     

电力市场中考虑水头约束的抽水蓄能电站竞价模型

结合抽水蓄能电站水库水头与储能之间的关联关系,以及抽水蓄能机组出力的最高、最低限制,确定了机组最优的发电出力投标;在能够预测批发电力市场出清价格的基础上,构建了日前市场、双边合约市场以及辅助服务市场组合模式下的机组参与市场竞价的约束条件;同时引入了市场风险因素,建立了抽水蓄能机组在组合市场模式下的竞价决策模型;引入混沌变量对蚁群算法局部搜索部分进行了改进,并对决策模型进行求解。算例分析表明,在电力市场环境下,抽水蓄能电站通过合理安排发电计划和竞价决策能够获得更大的经济效益。     

基于储能灵活能量状态的现货电能量-辅助服务市场联合出清机制

高比例可再生资源发电渗透率的不断提高,使得储能在新型电力系统平抑不确定性和波动性过程中发挥着愈加重要的作用。为鼓励其更好地参与电网运行,在市场化配置储能资源时需要更加注意市场机制对于储能市场主体的适用性。考虑到现有机制无法充分反映储能的技术特性及参与不同类型市场时的运行成本,基于储能的灵活能量状态提出了储能参与电能量-调频辅助服务市场联合出清模型。为描述调频过程中的储能能量损耗问题,新模型引入了调频能量损耗系数对两类市场间的能量耦合关系进行进一步建模,最后通过算例仿真对比验证了该模型在体现储能运行特性方面的有效性。     

浙江电力现货市场环境下储能的市场交易机制与效益分析

储能的快速发展促进了清洁能源消纳,保障电网安全稳定运行,但对适应储能参与电力市场的机制设计带来新的挑战。基于国内外储能参与现货市场的经验启示,以浙江省为例对储能参与现货电能量市场和调频市场的收益分别进行了模拟测算。结果表明,受储能转换效率、损耗和输配电成本的影响,储能参与电能量市场的整体收益不佳,但在调频市场具有一定优势。     

抽水蓄能电量认购交易机制研究

随着中国电力体制改革的逐步推进,市场化方式成为提高电力系统运行效率的重要途径。为改善抽水蓄能电站的综合效益,研究了抽水蓄能市场的电量集中竞价交易模式。通过对比安徽省和江苏宜兴市的抽水蓄能交易机制,分析了报量不报价模式的不足。在明确了市场参与主体与准入条件的基础上,基于对积极承担抽水蓄能电站容量电费发电厂的鼓励,以及对串谋交易和利用市场力操纵市场等消极竞价行为的惩罚,建立了考虑奖惩的抽水蓄能电站容量电费交易模型。最后,以某市7家发电厂为例,结合具体算例对抽水蓄能市场运行进行模拟,验证了出清模型与奖惩机制的有效性,可以在市场建设初期对市场参与主体有一定的引导作用。     

复合储能参与电能量及辅助服务市场的运行策略

在新能源占比快速扩大及电力市场化的双重背景下，充分挖掘功率型电储能与能量型氢储能的互补特点,并使其协同参与电能量市场及辅助服务市场,不仅可以使复合储能的收益最大化，也可对电力系统的安全运行提供有效支撑。首先，在分析电能量市场、旋转备用市场与基于调频表现的调频辅助服务市场运行规则的基础上，结合电储能及氢储能的运行特点提出了聚合分布式电储能与氢储能的复合储能多市场运行策略。然后，基于聚合运行时各分布式储能的贡献度，利用Shapley值法进行收益分配。最后，通过算例仿真验证了所建模型的有效性。结果表明，与分布式电储能与氢储能独立运行相比，合作运营可带来更大收益，同时通过联合参与辅助服务市场获得的收益显著高于仅参与电能量市场。     

含高渗透率风电的电力系统复合储能协调优化运行

风电的随机性、可调度性差等特点对电力系统的安全稳定运行带来了挑战。为了增强系统对风电的接纳能力并提高风电利用率,文中研究采用抽水蓄能电池储能组成的复合储能在含高渗透率风电的电力系统中的协调优化运行。基于离散傅里叶变换(DFT)对风电出力进行频谱分析,将风电出力分解成短时间尺度的高频分量和长时间尺度的低频分量。利用电池储能响应速度快、容量小的特点,补偿风电高频波动部分以改善上网风电的波动性;根据抽水蓄能存储容量大的特点,参与系统调峰运行以解决接入风电后系统的调峰问题。以改进的IEEE RTS-96系统及实际风电场为例,对复合储能进行协调优化运行,算例结果验证了所述模型与方法的有效性。     

电化学储能及抽水蓄能全生命周期度电成本分析

储能技术能提高电能品质并促进新能源的消纳,推广储能技术对加快我国新能源产业的发展具有重要的意义,而储能系统的成本则是决定储能技术大规模应用和推广的重要指标.本文通过分析储能系统的投资成本、维护成本、替换成本、充电成本以及回收成本计算全生命周期度电成本,为储能系统的成本评估提供参考.以电化学储能和抽水蓄能为例,分析了影响储能系统全生命周期度电成本的关键因素,并提出有效降低度电成本的措施和对策.综合考虑储能技术在应用方面的实际情况,展望储能技术在未来能源领域中的发展前景.     

电力储能技术发展和应用

简述了电力储能技术的分类,包括化学储能(如锂离子电池、钠硫电池、液流电池等)、物理储能(如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等)和电磁储能(如超导储能、超级电容器等)的基本原理以及国内外发展概况,指出了电力储能技术在实现电网安全可靠稳定运行、解决风电等可再生能源并网发电对电网的影响和供用电不平衡等问题时的重要作用。     

风电-抽水蓄能联合系统综合效益评价方法

面对大规模风电并网运行时接入容量受限、弃风量大的情况,通常的做法是考虑利用储能系统来提高电网接纳风电能力,但如何评价其整体效益是必须解决好的问题。为此分析了抽水蓄能系统的投资成本、经济效益及其运行约束,揭示了风电-抽水蓄能联合系统综合效益和储能容量之间在地区电力系统最优化运行条件下的随动机理,建立了求取综合效益的数学模型,提出了综合效益的评价方法。该方法基于相互匹配的火电机组出力曲线、风功率曲线和电网负荷特性,结合火电机组装机情况,并利用系统频率与负荷或发电变化之间的关联关系,量化分析了抽水蓄能系统的容量、运行年限、成本、收益等因素的变化对综合效益和风电接纳容量的影响。实例分析表明文中所提评价方法是有效的。     

储能技术在分布式发电中的应用

储能方式主要有物理储能、电磁储能、电化学储能和相变储能四大类型。其中物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能;电磁储能包括超导、超级电容器储能;电化学储能包括铅酸、锂离子、钠硫和液流等电池储能;相变储能包括蓄热和蓄冷储能等。本文着重分析了它们的技术现状、发展前景及优缺点,并针对分布式发电不同应用场合进行了探讨。     

考虑风-储参与直接交易的中长期-现货市场物理交割建模及快速求解算法

文章对带储能的风电参与中长期电能量市场化交易机制进行研究。基于市场建设的现实国情,在考虑了风-储系统的技术特性以及运行约束的基础上,针对带储能的风电场参与直接交易的模式,融合中长期-现货市场物理交割原理,建立了相应的中长期-现货市场联合出清的带安全约束机组组合模型,该模型本质上为一含随机变量的NP-hard复杂优化问题。为提高求解效率,文章进一步提出了基于典型日序列机组组合的快速简化算法,不仅有效解决了中长期电力市场运行中不同负荷曲线日期的机组爬坡衔接问题,而且大力提高了计算效率。基于IEEE 39节点系统算例仿真,本文所提的考虑风-储参与直接交易的中长期-现货市场联合出清模型及快速求解算法的有效性得到验证,且计算效率和相对误差均得到满足。     

储能电站参与能量-调频市场联合调度模式研究

随着电力市场改革的稳步开展以及储能技术的重大突破,储能电站作为交易主体参与电力市场交易机制的研究提上日程,成为进一步深化储能商业化运营亟待解决的重要问题。以美国加州调频补偿机制为应用背景,基于电力系统源-网-荷-储的协同特性以及储能电站的运行和调节特性,考虑储能电站调频容量与调频里程的耦合,构建了储能电站作为交易主体参加能量市场与调频辅助服务市场的联合调度模型。基于改进IEEE 39节点系统的算例对所提模型进行了验证,并对加州模式下,储能电站本身的运行特点及其对系统运行的影响以及储能电站参与能量市场和调频辅助服务市场的利益分配特点等进行了详细分析,对国外储能电站参与电力市场的成熟应用模式的国产化具有较好的启示作用。     

基于碳交易的含大规模光伏发电系统复合储能优化调度

为提高电力系统对光伏发电的接纳能力,提出一种基于碳交易的含大规模光伏发电的电池储能—抽水蓄能电力系统复合储能优化调度模型。基于低碳经济理念,将阶梯型碳交易机制引入电力系统经济调度中。采用基于最大最小距离准则的改进K均值聚类算法对光伏发电的出力场景进行有效聚类,在保证光伏发电出力分布特征的前提下削减场景数量;以系统综合运行成本最低为目标,兼顾系统的运行经济性和低碳性,利用电池储能作为功率型储能以平滑光伏电站出力波动,抽水蓄能作为能量型储能参与接入光伏发电后系统的调峰平衡。以改进的IEEE-RTS96系统对所提模型进行仿真分析,算例结果验证了模型的合理性和有效性。     

电力市场环境下独立储能多阶段协同交易策略研究

在新能源渗透率不断提高的背景下,储能等灵活性资源是构建新型电力系统的重要支撑。基于安徽电力市场建设现状,提出一种独立储能参与电力市场的多阶段协同交易策略。首先,提出了中长期交易结算模式。然后,针对电价和功率预测的不确定性,建立了多概率场景表征的日前电能量-备用辅助服务联合出清模型,并在此基础上建立了日内偏差量单独交易模型。其次,分析了储能老化成本对收益的影响。最后,以独立储能收益最大化为目标进行仿真,结果表明所提机制能有效提升独立储能市场收益,以期为电力市场建设提供参考。     

基于风氢耦合的氢储能系统参与电力市场机制与风险量化模型设计

在高比例可再生能源电力系统建设路径下,氢储能参与电力市场一方面能够促进可再生能源的充分利用与平抑输出,另一方面也能通过扩大氢能的应用场景缓解由于氢能的高成本带来的市场竞争力不足的问题。首先对氢储能参与市场的不同模式进行国内适应性分析,并给出储能参与的电能量市场和辅助服务市场出清模型,然后分别从市场参与者、市场政策制定者的角度设计了风险量化模型。针对市场参与者,基于风氢耦合系统给出了氢储能的相关能量流模型,并建立短期风险量化与决策模型,包括基于Vine-Copula的电力市场概率电价的出清模型、短期风险量化模型及基于动态策略空间及强化学习的电力市场智能代理决策模型3个部分。其中,在国内电力市场电网拓扑不披露的环境下,概率电价模型和智能代理报价模型为市场参与者提供了决策方法。针对市场政策制定者,该研究成果设计了风氢耦合系统参与市场的政策风险量化模型,可为政策制定提供市场影响量化工具。