基于权重因子和荷电状态恢复的储能系统参与一次调频策略

电池储能可快速吞吐功率,被视为优质调频资源,但过度充放电会导致其调频能力不足。文中提出一种改善的储能系统参与一次调频效果的控制策略。首先,将储能调频死区设置在机组死区范围内,并结合电网频率特性分析储能调频死区变化对频率的影响。在此基础上,基于权重因子和荷电状态(SOC)恢复提出储能参与的一次调频策略：在频率波动超过储能调频死区时,为避免电池过度充放电提出储能调频系数计算方法,同时引入控制虚拟惯性和虚拟下垂出力比重随频率变化而调节的权重因子,进而设计了调频控制方法;在频率不超过储能调频死区时,兼顾储能恢复需求和电网承受能力,提出储能SOC恢复方法。仿真结果表明：所提策略能有效改善电网频率波动和储能SOC。     

基于综合能源储能渗透率的碳排放调频辅助研究

“十四五”规划中强调未来我国的能源结构将发生变化,为降低碳排放量,风电、光伏等新能源装机容量将迎来大幅增长,系统的调频需求将进一步增加。调频辅助服务市场的定价及出清机制对电网调度和安全运行有着重大影响,合理的调频市场设计及定价机制有利于促进调频资源的优化配置,减少碳排放。考虑到储能资源具有良好的调频性能,文中主要探讨了联合出清模式下不同储能渗透率调频辅助服务机制。提出了含储能渗透率因子的调频市场的价格机制;以现有调频辅助服务市场为参考,提出基于层次分析法(APH)的调频性能指标计算方法。文章给出主能量市场与调频辅助服务市场的联合出清模型进行算例仿真,并与传统出清模型进行对比分析,验证了所提方法的有效性。     

机组-储能联合系统参与调频辅助服务市场的关键技术研究与实践

在南方(以广东起步)调频辅助服务市场中,机组的调频性能通过一系列调频指标来衡量,调频性能指标的高低直接影响到机组在市场中是否可以中标以及中标后调频收益的高低。为了提高调频性能,增加调频收益,提出机组加装储能构成联合系统参与调频辅助服务市场的解决方案。阐述了调频性能指标的计算过程,分析储能接入后对机组调频性能指标的提升作用,并提出联合系统的接入方案和控制策略。粤西某电厂的试点工程实践证明,所提技术大幅提升了机组的调频性能指标,实现了机组-储能联合系统参与调频辅助服务市场、储能厂商与电厂共同分享调频收益的新型合作模式,也为广东电网增加了优质调频资源。     

基于改进权重因子的火储联合调频综合性能评估

随着新能源在电力系统中渗透率逐渐升高,电网的调频需求和对火电机组的调频要求越来越高。储能是缓解电网和机组调频压力的重要手段,但缺乏有效评价储能调频过程的方法。针对此,提出一种基于改进权重因子的火储联合调频综合性能评估方法。通过重构火储联合调频的性能指标体系,引入关联分析法和熵权法,从根本上解决专家经验矩阵的主观性影响,以保证权重因子分布的客观性和合理性;同时,采用模糊方式与时间尺度相适应方法构造判断矩阵,并通过主成分分析判据综合评价调节过程优劣。实验结果表明,所提方法能有效判别不同时间尺度下火储联合调频的调节性能优劣,有助于建立储能系统参与电力系统调频的新辅助补偿标准。     

考虑调频绩效机制下储能在多市场中的最优投标策略研究

辅助服务对于保证电力系统的安全稳定运行至关重要。随着具有间歇性和波动性的可再生能源的比例不断增大,电网的调峰调频需求和压力不断增加。储能具有快速响应调节能力,是优质的调频资源。基于绩效的调频市场机制可以为储能提供经济激励,合理补偿其成本,调动储能提供调频的积极性。建立了在基于绩效的调频市场机制下储能的日前多市场最优投标决策模型。该模型可以指导储能优化资源配置,在能量与辅助服务市场收益之间进行权衡,实现利润的最大化;还可以作为估计储能收益潜力的工具,进而引导储能的投资决策。最后通过算例分析验证了所建模型的有效性。     

调频辅助服务市场下机组CCS优化

分析了广东调频辅助服务市场机制下,综合调频性能指标K计算方法,针对调节速率K1、响应时间K2、调节精度K3的影响环节,通过CCS控制系统参数优化,使K值显著提高,机组变负荷过程中各主要参数运行平稳,机组调频服务市场日中标次数提高90％以上,为机组储能调频获得竞争优势打下了坚实基础.     

新能源场站共享储能提供调频服务的日前优化策略

针对在新能源场站聚集地区配置大规模共享储能,研究储能系统的优化运行问题,使其在承担多个新能源机组一次调频义务的前提下,最大限度利用自身调节能力参与辅助服务市场,提供二次调频等服务。基于调频服务市场规则,保证调频服务质量的前提下,以储能系统利润最大化为目标,综合考虑储能寿命、电量维持等因素,建立了储能系统在日前市场的调频容量与基准功率申报决策模型,并将其转换为混合整数线性规划的形式,能够使用成熟软件进行求解。利用历史数据进行仿真验证,结果表明所提出的方法能够有效利用储能系统的能量、功率容量,在承担新能源场站一次调频义务的同时,具有提供二次调频、参与峰谷套利从而获取收益的能力。     

南方(以广东起步)调频辅助服务市场机制设计与运营实践

为调动发电企业提供调频辅助服务资源的积极性,应形成调频辅助服务的价格发现机制,使市场在调频资源的优化配置中起决定性作用,降低调频服务的供应成本,促进清洁能源消纳。为此,研究设计了适用于广东"源网荷"特性的调频辅助服务市场机制,兼顾电网安全约束,以性能和报价两方面因素决定优质调频资源的选取,并按照实际调频贡献和调节性能支付补偿费用。一年多的运行结果表明,南方(以广东起步)调频辅助服务市场在激励机组改善调节性能、优化配置调频资源、提高电网安全稳定水平和促进新技术发展等方面起到了积极的作用。最后,对未来调频辅助服务市场的进一步完善提出了建议。     

美国调频辅助服务市场的定价机制分析

调频辅助服务对于维持电力系统稳定运行有着重要的作用,合理的调频产品设计及定价机制有利于促进调频资源的优化配置。随着可再生能源和储能装置的发展,系统调频需求增大,尤其是对快速调频资源的需求,单一调频容量价格将难以合理地补偿调频资源成本,为此美国能源监管委员会(FERC)要求调频辅助服务市场引入基于调频里程和调频性能的定价机制。文中梳理了美国宾夕法尼亚—新泽西—马里兰州联合电力系统(PJM)、加利福尼亚州独立系统运营商(CAISO)和美国德克萨斯州电力可靠性委员会(ERCOT)的调频市场定价机制,对比分析其交易标的、里程定价、市场组织时序、机会成本计算方法等主要环节的具体做法及适用情况。最后,结合当前中国电力市场改革现状,从不同的市场阶段提出建设调频辅助服务市场的可行建议。     

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。     

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。     

参与辅助服务的用户侧储能优化配置及经济分析

为使用户侧储能收益最大化,提出了一种参与辅助服务市场的用户侧储能优化配置方法。首先,建立了用户侧储能的全生命周期成本和考虑辅助服务的收益模型;其次,在两部制电价下,基于对储能电池运行特性和用户负荷特性的考虑,建立了一种参与辅助服务的用户侧储能优化配置模型,以储能容量和辅助服务参数为优化变量,对工业用户全寿命周期的净收益进行优化计算;然后,以广西储能辅助服务市场为例,实现了用户侧储能最优容量下的配置优化,确定了参与辅助服务的变量值;最后,通过改变政策敏感度对比分析了不同辅助服务的经济效益,给后续储能投资提供了指导性意见。     

用户侧储能设备参与电网辅助服务的技术经济性分析

随着电力体制改革的深入,电力需求侧管理的成熟,储能产业的快速发展,国家和政府出台了相应的政策,积极鼓励分布式储能设备充分利用需求响应资源,主动参与电网的削峰填谷、调频、旋转备用、黑启动及需求响应等辅助服务。针对目前用户侧储能资源闲置、分布式储能设备没有得到充分利用的问题,结合用户侧典型储能设备参与电网削峰填谷及调频辅助服务的技术经济性算例分析,充分考虑陕西电网的实际情况及其用户侧储能的发展现状,在科学性和可行性相结合的原则下,为促使更多的用户侧储能参与电网削峰填谷及调频辅助服务,从完善现有电价制度、消纳可再生能源和加大政府补贴力度3个方面提出相关建议,推动陕西省加快建设辅助服务市场,带动储能产业快速发展。     

国外典型调频辅助服务市场综述与启示

调频辅助服务对于维持系统频率稳定、保障系统安全可靠运行具有重要意义.目前,我国调频辅助服务产品类型简单,多采取固定价格结算,不利于调频资源的优化配置.深入研究了美国PJM、英国和北欧3大成熟电力市场的调频辅助服务市场的产品类型、运行方式、价格及结算机制,对比分析了上述3个典型调频辅助服务市场的特点.在此基础上,结合国内实际情况,提出了对国内调频辅助服务市场发展的建议,以期对国内调频辅助服务市场建设提供有益借鉴.     

面向新能源消纳的调峰辅助服务市场双边交易机制与模型

高比例新能源接入对我国电网的调峰能力提出了更高要求,发展调峰辅助服务市场将成为促进新能源消纳利用的重要手段。梳理了我国现行调峰辅助服务的市场规则与交易流程,建立了基于火电机组单边报价的市场交易模型,该模型以火电调峰资源的调用成本最小化为目标,并考虑分时功率平衡、新能源弃电、火电爬坡等电网技术约束。为了充分发挥新能源机组的市场主体作用,设计了新能源与火电双边参与报价的市场机制及实施模式。并提出了以综合效益最大化为优化目标的双边交易模型,给出了不同市场主体效益评估方法。在实际算例中,分析单/双边交易机制下调峰市场交易结果、弃风弃光情况和不同主体收益,验证了模型的有效性。     

促进灵活性资源的辅助服务市场分析

为了激励灵活性资源,电力市场辅助服务市场规则出现了许多变化,例如北美电力市场中辅助服务市场的机会成本、里程价格和运行备用需求曲线机制等。提出了辅助服务定价的一般公式,该公式建立了能量市场与辅助服务市场的关系,阐述了辅助服务市场规则的含义。以抽水蓄能电站为例,基于市场实际运行价格,定量估计了辅助服务市场规则对增加灵活性资源收益的作用。研究表明：所给出的辅助服务定价公式较好地解释了实际市场的价格数据,验证了辅助服务市场定价公式的正确性;里程价格给予灵活性资源更多的刺激,该部分收入约占总收入的10%,而机会成本并没有特别的激励;运行备用需求曲线及其附加电价机制是一种容量补偿机制,且其补偿力度非常突出;目前市场规则下,抽水蓄能电站的主要收益来自能量市场的套利,辅助服务的收益依然处于次要地位。     

储能参与现货电能量-调频辅助服务市场的交易决策研究

随着电力市场化改革的不断推进,储能资源作为独立市场主体提供调频服务,是解决系统调频能力不足的有效手段。构建双层交易决策模型对储能在市场中的交易决策行为和市场出清过程进行模拟分析。首先,提出储能参与现货电能量-调频市场交易的总体架构。其次,以电网侧储能电站为独立的竞价主体,构建了双层市场交易决策模型。上层以储能电站收益最大化为目标,决定储能电站的报价策略;下层实现电能量市场和调频辅助服务市场的联合出清。然后,应用KKT条件将该双层模型转化为单层模型,从而将所提模型转化为混合整数线性规划问题。最后,通过算例分析验证所提出交易决策模型的合理性与有效性。算例结果表明储能通过策略性报价在市场中获得更高的经济效益,且在调频市场中的收益占总收益的80%以上。     

电化学储能系统参与调峰调频政策综述与补偿机制探究

近年来,储能参与电网调峰调频辅助服务的政策层出不穷,有必要对其进行梳理与分析。本文结合电化学储能调峰调频性能与电化学储能电站运行案例,从国家、区域、省市三个层面剖析了近年来储能参与调峰调频辅助服务的政策,并归纳了典型省份对储能参与调峰调频辅助服务的准入要求、交易价格与交易模式。随后,分别从美欧储能参与调频补偿方式,以及我国主要的调频补偿方法两个方面探究了储能参与调频的补偿机制;以青海省为例,梳理了我国储能参与调峰的主要方式与补偿机制。最后,简要分析了现阶段储能参与调峰调频辅助服务的问题,从完善差异化补偿、优化储能调频调控方案、探索共享储能运营模式、完善准入及评价标准等方面对电化学储能参与调峰调频辅助服务提出了建议。