计及分时电价的5 G基站光储系统容量优化配置方法

随着第5代移动通信技术（5G通信）的迅速发展,5G基站数量不断增加,5G通信耗电量大、用电成本高的问题日益突出。为此,提出了考虑光伏和储能接入的5G基站光储系统优化配置方法,以提高5G基站运行的经济性。首先,考虑5G基站负荷情况和配电网分时电价,建立了5G基站光储系统的经济调度模型;然后,通过量子粒子群优化算法计算典型日内5G基站光储系统的最小综合成本,以此确定光伏和储能的最优接入容量;最后,通过算例证明合理配置光伏和储能容量可以提高5G基站系统的经济性。光伏和储能容量的配置受储能成本和峰谷电价差的影响较大,且光储系统所能带来的经济效益随峰谷电价差的增大和储能成本的降低而增大。     

计及分时电价的5G基站光储系统容量优化配置方法

随着第5代移动通信技术(5G通信)的迅速发展,5G基站数量不断增加,5G通信耗电量大、用电成本高的问题日益突出。为此,提出了考虑光伏和储能接入的5G基站光储系统优化配置方法,以提高5G基站运行的经济性。首先,考虑5G基站负荷情况和配电网分时电价,建立了5G基站光储系统的经济调度模型;然后,通过量子粒子群优化算法计算典型日内5G基站光储系统的最小综合成本,以此确定光伏和储能的最优接入容量;最后,通过算例证明合理配置光伏和储能容量可以提高5G基站系统的经济性。光伏和储能容量的配置受储能成本和峰谷电价差的影响较大,且光储系统所能带来的经济效益随峰谷电价差的增大和储能成本的降低而增大。     

考虑通信可靠性的5G基站储能聚合商优化调度研究

5G通信正在迅速发展,其基站数量十分庞大,基站内部的备用储能可作为灵活资源参与电网调度,实现电力系统与通信系统的有效互动,促成双方的合作共赢。首先,基于5G基站储能特性提出了基站储能聚合商的概念,并设计了其调度架构;其次,考虑通信可靠性对5G基站储能的备电容量进行了建模,并在此基础上对5G基站储能聚合商的可调度潜力进行了分析;最后,针对5G基站储能聚合商参与电网调度,建立了以电网负荷波动标准差与聚合商收益为目标的优化调度模型。算例分析结果表明,在保证通信可靠性所需备电容量时,聚合后的5G基站储能仍具有可观的可调度容量,其参与电网调度在降低电网负荷峰谷差的同时也可为通信运营商带来较大收益。     

考虑光伏集成5G基站用能模式的多主体共享储能优化配置

光伏集成5G基站能够有效降低电信运营商的用能成本,然而含分布式光伏的5G基站用能模式将对主动配电网的稳定运行造成影响,致使电信运营商与主动配电网均存在储能配置需求。出于安全性与经济性考虑,文中引入储能运营商作为第三方共建共享储能系统,提出了一种考虑光伏集成5G基站用能模式的多主体共享储能优化配置方法。首先,提出了面向规模化光伏集成5G基站与主动配电网储能配置需求的共享储能系统动态容量租赁模型;其次,基于双层混合整数规划模型(BiMIP)构建共享储能系统容量配置与运行双层联合优化问题;最终,采用重构与分解(R&D)算法对双层联合优化问题进行求解。仿真结果表明,所提出的多主体共享储能优化配置方法能够实现主动配电网的削峰填谷与多主体间的互利共赢。     

计及通信负载的5G基站储能调控策略

5G基站建设作为“新基建”的重要组成部分,正加快推进建设进程。随着5G基站建设数量剧增,基站备用储能将是一个容量可观的储能资源。由于5G基站仍处于建设初期,其作为新的储能配置主体参与配电网协同互动的策略仍亟待研究。文中设计了以盘活通信基站闲置储能资源为目的的5G基站云储能系统,提出计及通信负载的基站储能可调度潜力分析方法,并建立了5G基站储能参与电网协同调度模型。算例分析结果表明,文中所提5G基站储能调控策略可降低储能充放电对备电作用的影响,并利用基站通信负载的时间差异性与空间互补性,有效达到辅助电网削峰填谷、减少基站运营成本的效果,使电网与通信运营商互利共赢。     

考虑通信负载迁移及储能动态备电的5G基站光伏消纳能力研究

在双碳目标要求下，国家大力开展绿色节能5G基站建设，5G基站配备屋顶光伏和储能电池以解决5G基站高功耗、高成本问题。然而不同负荷区域的屋顶分布式光伏出力与基站负载具有时空差异性，存在光伏消纳困难的问题。为此，该文在分析不同负荷区域的屋顶光伏出力和5G基站负载差异性的基础上，建立屋顶光伏出力和5G基站负载迁移模型，实现不同负荷区域基站负载和屋顶光伏的时空差异互补。针对5G基站的备电需求，考虑各负荷区域的配电网可靠性和通信负载特性，提出了储能动态备电的充放电机制；然后以光伏消纳率最大化和基站运营成本最小化为目标，建立考虑通信负载迁移及储能动态备电的5G基站优化调度模型；最后设立四种场景及三种规划区方案进行验证对比。算例分析结果表明，所提模型能够减少基站运营成本，提高光伏消纳率。     

基于深度强化学习的5G基站储能调度策略

为提高5G基站闲置储能的利用率，设计了一种5G基站储能参与电网调度的多基站储能系统，采用参与电网需求响应和低储高放的协同调度机制，建立了考虑过充过放惩罚和调度成本等多因素的多基站储能系统经济模型。以经济效益最大化为目标，提出了一种基于深度强化学习的5G基站储能充放电行为调控方法。该方法使用深度确定性策略梯度对系统环境信息进行学习，并对5G基站储能进行分组以降低学习维度。仿真结果表明，该方法能够保证5G基站储能单元后续可调容量，有效控制基站储能荷电状态变化范围，并最大化基站储能参与电网调度所得收益。     

基于集群划分的配电网分布式光伏与储能选址定容规划

针对传统分布式电源规划方法难以满足未来含高比例分布式电源的配电网在运行阶段的分区控制需求问题,该文提出分布式电源集群规划的概念和方法。首先,根据系统网架结构和节点负荷特性对配电网进行集群划分,构成配电网—集群—节点多层级网架结构;其次,基于集群划分结果,建立分布式光伏与储能双层协调选址定容规划模型。上层模型以年综合费用最小为目标,决策变量为各集群的分布式光伏总容量、储能容量和功率;下层模型以系统网损最小为目标,决策变量为集群内各节点接入的光伏分容量和储能的并网位置;针对该模型特性,采用嵌入潮流计算的双层迭代混合粒子群算法进行求解。以某示范区10kV实际配电网的光储系统容量和布点优化为例,验证所提模型的可行性和求解方法的有效性。     

含规模化5G基站租赁共享储能的配电网混合博弈优化调度

传统供电方式下规模化5G基站面临高昂运行成本,为进一步协调5G基站电源侧能源结构低碳经济转型与电网侧灵活性调节能力提升,文章提出了一种含规模化光伏集成5G基站租赁共享储能系统的主动配电网混合博弈优化调度方法。以主动配电网为主体,多电信运营商与共享储能运营商组成5G基站联盟为从体,构建主从博弈优化模型,并采用二分法进行求解,得出主动配电网最优分时电价策略与5G基站联盟优化运行策略。考虑5G基站联盟各主体间的电量交互与成本分摊,基于纳什谈判理论构建多电信运营商与共享储能运营商合作博弈运行模型,并将其等效为5G基站联盟运营效益最大化子问题与电量交易支付谈判子问题,在此基础上,提出基于交替方向乘子法的分布式算法进行求解。最后,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

考虑5G基站和数据中心接入的变电站多目标优化方法

5G基站、数据中心等新型数字基础设施的大规模接入对配电网的稳定运行造成冲击，亟需对新型数字基础设施与光伏、储能系统、电动汽车充电桩等电网资源的协同优化调度展开研究。从减小配电网负荷波动性和电网运行成本的角度出发，提出了考虑5G基站和数据中心接入的变电站多目标优化方法。首先，提出考虑5G基站、数据中心接入的多站融合场景下的多主体集中式协同优化框架。其次，分析5G基站、数据中心的能耗特性，构建考虑电网运行经济性和稳定性的多目标优化模型，并提出了基于ε-约束的多目标模型求解方法。最后，通过算例仿真，验证了所提多目标优化方法的有效性。结果表明，该多目标优化方法可以降低新型数字基础设施的运行成本，同时，减小电力负荷波动，提高电力系统稳定性，实现多利益主体共赢。     

考虑电动汽车和5G基站的电力-信息-交通耦合网络需求响应策略

电动汽车(EV)是具有移动负荷和通信用户双重属性的主体,为充分挖掘其参与需求响应产生的可调度潜力并降低电网负荷波动,提出了电力-信息-交通网络耦合背景下EV和5G基站需求响应策略。首先,分析了EV和5G基站参与下的多网络耦合关系。其次,建立了EV集群和5G基站集群的灵活性模型。基于此模型,提出了两阶段需求响应优化调度策略：第1阶段以通信成本最小为目标,为EV提供充电导航和路径规划并优化基站用能模式;第2阶段以配电网负荷波动最小为目标,制定EV的充放电策略。最后,通过某城市交通模型的测试,分析了调度策略对基站运行、配电网负荷、潮流和用户的影响,验证了模型和方法的有效性。     

含备用储能的5G基站虚拟电厂参与电力市场的交易策略研究

随着第五代移动通信(5th generation mobile communication,5G)基站建设数量的剧增,5G基站的备用电池将是一个具有巨大潜能的储能资源。我国电力市场化改革正不断推进,研究5G基站的备用储能参与电力市场交易是实现电网和通信运营商互利共赢的有效途径。考虑到5G基站备用储能参与电力市场的特殊性,建立了计及退化成本和可调度容量的基站储能电池模型,并将零散的基站聚合成5G基站虚拟电厂(virtual power plant,VPP)。然后,将5G基站VPP作为独立的竞价主体,构建双层的电能量-调频辅助服务市场交易决策模型,并利用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件和对偶理论将双层模型转化为可解的混合整数规划问题。最后,通过算例评估了5G基站备用储能的可调度容量以及所提交易决策模型的有效性。     

考虑灵活性供需鲁棒平衡的两阶段配电网日内分布式优化调度

大规模分布式光伏等分布式电源接入电网增大了配电网对调度灵活性的需求及传统集中调控模式的难度。为此,提出一种考虑配电网灵活性供需鲁棒平衡的两阶段日内分布式优化调度方法。第1阶段,考虑净负荷不确定性与配电网灵活性供给能力,提出分布式电源集群的灵活性供需鲁棒平衡指标,并结合模块度指标建立了配电网分布式电源集群划分模型;第2阶段,根据配电网分布式电源集群划分结果,建立适用于分布式电源集群的日内分布式优化调度模型,并采用同步型交替方向乘子法进行了求解。最后,以IEEE 33节点系统为例验证了所提方法的有效性。     

基于序优化的分布式光伏配电网储能系统容量评估

我国分布式光伏发电产业近年来实现快速增长,对所在配电网的运行提出严峻挑战。由于分布式光伏发电具有随机性、波动性与不确实性,需要一定容量的储能系统来提供灵活的调节能力,以实现配电网的安全可靠运行。因此,研究针对分布式光伏配电网储能系统的容量评估具有重要意义。建立考虑分布式光伏并网的配电网运行模拟模型,利用多场景生成技术与序优化求解方法,模拟不同储能系统容量规划下的分布式光伏并网运行情况,从而得到最优配电网储能系统配套容量。结果表明,利用序优化方法可以实现快速高效求解,得到适应于配电网运行需求的储能系统容量配置方案。     

基于虚拟分区调度和二层规划的城市配电网光伏-储能优化配置

针对含高渗透率分布式能源城市配电网的特点,提出基于虚拟分区和二层规划的光伏电源与储能规划模型和方法。依据历史数据,采用密度聚类提出光伏和负荷分时段多状态生成方法,该方法能考虑光伏与负荷的时序性、随机性及内在关联,且状态数大幅减少。以年费用最小为上层规划目标函数,光伏安装位置和容量为上层优化变量,等效负荷方差和最小为下层规划目标函数,虚拟分区和储能安装位置与容量为下层优化变量,同时考虑各区内储能的优化调度,建立基于虚拟分区的光伏和储能配置的二层规划模型。采用精英保留策略遗传算法和粒子群优化算法联合迭代求解模型。IEEE 33节点系统仿真结果验证了所提模型和方法的有效性,所获得的光伏-储能配置方案能够有效提升配电网的经济效益和减少网损。     

考虑通信基站需求响应的城市中压配电网阻塞管控模型

随着城市用电量的增加和新型负荷的广泛加入,城市电网阻塞问题亟待解决。5G基站耗电量大、分布范围广、调节潜力强,其参与需求响应可以有效缓解城市中压配电网阻塞。因此,构建了考虑通信基站需求响应的城市中压配电网阻塞管控模型。首先,通过分析5G基站工作原理,建立5G基站功率可调模型；然后,考虑网络潮流约束和城市通信需求约束,以阻塞管控成本最小为目标,建立城市中压配电网阻塞管控模型；最后,算例验证所提模型不仅可以解决城市中压配电网阻塞问题,还可有效提高经济效益。     

考虑多目标约束的充电桩数量规划研究EI北大核心CSCD

当前多数对充电桩规划方法的研究缺乏对电动汽车(electric vehicle,EV)优化调度能力的考虑,大量可调度容量利用率极低。为降低充电桩闲置率并促进系统分布式光伏消纳能力,提出合理应用EV优化调度能力的充电桩数量规划模型。该模型结合设备成本、充放电损耗提出充电桩规划方法,以协助区域电网配置合适的充电桩数量。首先构建了详细的EV及储能设备充放电模型,然后以最小化系统供需不平衡及综合经济成本作为目标函数。最后通过粒子群算法依次求解出EV集群和储能设备的充放电功率,在EV集群调节能力不足或受限时,通过储能设备进行补充调节。仿真算例验证了所提规划模型的有效性。     

考虑多目标约束的充电桩数量规划研究

当前多数对充电桩规划方法的研究缺乏对电动汽车(electric vehicle,EV)优化调度能力的考虑,大量可调度容量利用率极低。为降低充电桩闲置率并促进系统分布式光伏消纳能力,提出合理应用EV优化调度能力的充电桩数量规划模型。该模型结合设备成本、充放电损耗提出充电桩规划方法,以协助区域电网配置合适的充电桩数量。首先构建了详细的EV及储能设备充放电模型,然后以最小化系统供需不平衡及综合经济成本作为目标函数。最后通过粒子群算法依次求解出EV集群和储能设备的充放电功率,在EV集群调节能力不足或受限时,通过储能设备进行补充调节。仿真算例验证了所提规划模型的有效性。     

基于可开放容量的配电网资产效率提升优化方法

随着配电系统分布式资源的高比例、大规模接入，为保障配电网的承载能力和提升各类型资源的资产利用效率，提出一种考虑多主体利益的配电网规划方法。该方法构建可开放容量计算模型，评估分布式资源并网与线路扩容条件下配电网格内剩余可开放容量大小和配置资源所需的建设成本。并将可开放容量计算模型根据Benders算法嵌入资产效率优化模型中，优化模型的整数变量可规划扩容线路和储能的位置与容量类型，非整数变量可确定光伏接入容量及储能运行情况。以网格剩余可开放容量满足未来5年负荷增长需求为限制，将光伏、储能及线路扩容总成本规定为目标函数，实现总体资源的资产利用效率最大化。同时，该优化模型为储能制定了优化运行策略，可最大程度提升储能运行收益，解决了规划结果的运行策略需求，满足实际要求。最后，利用某城区配电网网格为算例进行仿真，验证了该方法在评估资产利用效率方面的合理性以及优化结果的有效性。     

高光伏渗透率配电网中分布式储能系统的优化配置方法

为促进分布式光伏与配电网协调发展,提高配电网对光伏发电的消纳能力,研究了高光伏渗透率配电网中分布式储能的优化配置方法。从分布式电源投资者的立场出发,并兼顾电网管理者的利益,以储能配置总容量为优化目标值,同时引入电网电压波动改善指标,以配电网运行状态、储能荷电状态、运行状态为约束条件,提出了高光伏渗透率配电网中多点分布式储能系统选址和定容的双层优化方法。并在下层优化模型中同步考虑储能与光伏出力、负荷间时序的配合,制定储能充放电的优化运行策略。最后通过河北承德地区配电网算例验证了所提方法的有效性和可行性,仿真结果表明采用该方法后储能配置容量可以减少85%,同步考虑储能、光伏、负荷的配合后电压改善指标可以提升18%。