基于改进布谷鸟算法的风光储联合供电系统储能容量优化配置研究

摘要： 在风光储联合供电系统中,科学的配置储能元件的容量,分配不同储能元件之间的容量比,具有非常深远的意义。通过分析蓄电池和超级电容器的特性,提出基于该两类元件的混合储能系统及其能量分配策略,根据全生命周期（LCC）理论,以储能费用最小为目标,以蓄电池输出功率和系统负荷缺电率等指标为约束条件,建立储能容量优化模型。提出了自适应布谷鸟搜索算法,并用于求解某风光储联合供电系统的储能优化问题。算例结果分析显示,采用文中所述的能量分配策略和改进的布谷鸟算法可以有效降低储能系统成本,验证了模型及算法的正确性。     

大规模并网型风光储发电单元容量优化配置方法

为提高风光储发电单元并网运行的稳定性和经济性,提出一种基于额定容量的发电单元容量优化配置方法。首先建立机组出力模型,制定发电单元恒定输出的调度策略;再以等年值投资费用为优化目标,考虑风光互补性、能源利用率等约束条件,利用遗传粒子群算法求解额定容量下发电单元最优容量配置;最后根据算例计算结果以及储能补贴和预期恒定功率大小与等年值投资费用的敏感性分析,验证模型和算法的有效性和准确性。     

风光-氢储微电网系统多目标容量优化配置

为实现“双碳目标”,减少“限电”带来的不利影响,提出了风光-氢储能的微电网方案,介绍了系统容量配置原理,并建立数学模型。采用Homer Pro软件和改进BAS GA算法创建多目标风光-氢储能容量优化配置模型。在离网运行状态下,对风光-氢储能系统容量优化配置模型进行实例验证。结果表明：相较于风储、光储、风光储、风光柴储系统,风光-氢储能系统的净现值及度电成本分别降低为1 425.036 8万元和1.529 元/（kW〖DK〗•h）;可再生能源利用率提升至98.7%,负荷缺失率降低至5.50%。     

考虑分时电价的风光储联合“削峰”优化调度模型

针对大规模风电和光伏发电并网对电网调度所带来的不利影响,结合大型钠硫电池储能系统,综合考虑峰谷分时电价政策和提高水火电机组运行效率等各方面因素,提出一种风光储联合"削峰"的优化调度新模式。为提高清洁能源上网带来的总体收益和实现水火电机组经济平稳运行,构建风光储联合"削峰"和水火电机组经济平稳出力2种调度模型。采用多目标粒子群算法求解所建模型。通过算例分析和验证所建模型的可行性和钠硫电池储能系统在提高清洁能源消纳和水火电机组运行效率方面的有效性。     

基于指标关联的分布式电源并网规划策略

为解决新能源并网时的电源规划与风光消纳问题,考虑风光能源功率波动特性并计及储能单元提出一种计及风光协调出力的电网规划策略。综合考虑电压波动、新能源消纳及新能源发电效益建立多指标规划模型,采用引入指标关联策略的粒子群优化方法对模型进行求解,确定分布式电源及储能的位置和容量。进一步分析优化方案在电能质量方面的规划效果,统计对比电压累计概率密度对规划方案进行评价。以某电网45节点配电系统为例,采用所提分布式电源并网规划策略进行仿真,决策风光储并网方案,并验证所提策略的合理性和可行性。     

综合能源系统中的混合储能配置优化研究

综合能源系统中混合储能系统的配置优化可以一定程度上提高系统的整体能源利用率和运行可靠性,对区域内的能量协调规划具有重要意义。建立了一种由超级电容、锂电池、压缩空气储能构成的综合能源系统中的混合储能系统,分析3种储能方式的不同性能特征,建立各个储能系统的数学模型。基于滑动平均法的原理,采用二次移动平均滤波法进行功率配置,并基于能量平衡进行容量配置优化,实现了多种储能方式的优势互补,推动综合能量系统的整体高质量运行。     

考虑风光不确定性的综合能源系统容量-成本两阶段规划优化研究

针对综合能源系统规划面临可再生能源波动性强、出力不确定性等问题,文章提出了一种考虑风光不确定性的综合能源系统容量-成本两阶段规划优化方法。首先,运用拉丁超立方抽样生成基础风、光场景集,并基于改进的k-means算法进行场景削减;其次,以运行成本最低、碳减排最优、污染物减排最优构建多目标优化模型;最后,提出系统容量-成本两阶段规划优化求解策略,并选取南方某商业园区进行规划仿真。仿真结果表明,文章所构建的综合能源系统两阶段规划模型能够在保证系统经济性的同时兼顾环保性,并满足用户多种用能需求。     

基于序贯蒙特卡洛模拟的风光储发电系统可靠性评估

针对风、光资源的分布特点,结合发电系统设备的运行状态,建立含风力、光伏、储能的发电系统可靠性数学模型。定义风光储冗余容量比和出力偏移度两个指标来衡量含风光储发电系统的可靠性。采用序贯蒙特卡洛模拟法,构建含风光储发电系统的可靠性评估。利用可靠性测试系统(roy billinton test system,RBTS),分析不同协调运行方式、风光容量配置比和储能容量下含风光储的发电系统的可靠性指标。研究表明,合理的风光储配置能有效提高电能利用率,增强跟踪负荷能力,改善发电系统的可靠性。     

考虑电/热储能灵活经济调控的综合能源系统与产消者日前协调优化运行策略北大核心CSCD

多元异质储能技术对含产消者的综合能源系统灵活运行和统筹资源协调具有积极作用。本工作提出考虑电/热储能灵活经济调控的综合能源系统日前博弈-鲁棒优化运行策略,该方法挖掘电/热异质储能在能源交易中的经济潜力和不确定因素下的灵活潜力。首先,考虑节点电压、管道温度等状态量的安全限制建立综合能源系统调度模型和储能运行模型;进而,在电热能源市场框架下,建立考虑储能经济运行的综合能源服务商与产消者博弈的Stackelberg模型及其MPEC形式;然后,基于Stackelberg博弈模型,提出计及电池储能日内灵活调整的两阶段鲁棒优化模型,采用改进的列约束生成算法求解。最后,算例验证了所提方法的有效性,储能灵活经济调控降低系统运行成本以及保证日内电力供需平衡。     

基于虚拟储能的微网风光储容量优化配置方法研究

风光储互补发电系统能够提高微网系统的稳定性.为了提升微网储能资源的合理配置,文章基于虚拟储能和电力弹簧概念,提出了计及主配储能协同的微网风光储容量双层优化配置方法,并利用改进的粒子群算法对风光储容量双层优化配置方法求解.最后,通过算例分析表明,文章配置方法提高了微网系统调节能力,降低了电压偏移率.     

计及运行成本与排放量的风光火储联合外送调度多目标优化模型研究

全面推行风光火储联合外送调度运行已成为促进双碳发展目标及能源清洁化转型的有效策略之一。该文在平衡风光火储各类电源联合外送良性竞争的前提下,以运行成本最小和排放量最小为目标,建立了风光火储联合外送调度多目标优化模型,提出了目标优先级法与Matlab软件配合的计算方法,并选取某外送示范基地典型周进行多情景算例分析,结果表明：①风光火储联合外送调度情景下的总运行成本下降幅度达到2.62%,12.56%,1%;②风光火储联合外送调度情景下的总弃能量降至587.9308 MW·h,可再生能源渗透率达到20.59%;③风光新能源出力、储能容量均与系统总成本呈反向关系,与新能源利用率呈正向关系,证明了储能装置在联合外送过程中的作用,为类似外送调度项目提供了依据。     

平抑风光互补系统短时复合功率波动的 储能容量配置研究

摘要： 针对风光互补系统日内局部功率波动平抑问题,提出了一种风光储共建系统的储能容量匹配方法。在分析影响配置储能容量的相关因素基础上,建立了反映风光储共建系统发电效益与相关约束的指标,并提出一种配置储能容量的计算方法。所提方法通过构建风光复合功率波动量的概率密度函数,设定储能设备额定充放电功率,进而得到储能系统的额定容量。以甘肃某风光互补电站为例,对风光储发电系统的相关指标进行计算分析,验证了所提方法的有效性。     

考虑供需自平衡和独立运行能力的并网型微电网容量优化配置

研究风光储并网型微电网在考虑供需自平衡和独立运行能力影响因素下的电源和配电变压器容量优化配置问题,建立以微电网总投资收益作为优化目标的数学模型,在模型中计及变压器容量成本,并提出一种并网型微电网的商业运行模式;此外,还设计一种电源边际成本与需求侧管理相结合的能量优化运行策略,并采用年时序仿真方法对微电网全年的运行状态进...     

临近空间太阳能无人机能量调度策略

针对临近空间太阳能无人机因表面太阳辐射不均匀及负荷不确定性导致的能源系统容量无法充分利用的问题,提出一种实时能量优化调度策略,旨在最小化每个光储模块在24 h周期末电量差值、太阳落山时刻最大限度地储存能量,通过构建调度模型和能量前移修正策略达到充分利用发电、储能设备装机容量的目的。利用Python软件对该模型及调度策略进行仿真验证,证实了该能量调度策略的合理性和可行性。     

基于实时电价的含储能可再生能源系统协同调度策略

间歇性可再生能源和高渗透率的储能设备使能源系统的供需平衡控制愈加复杂,为能源系统的协同调度带来了挑战。针对含储能可再生能源系统,提出了一种基于实时电价的能源系统协同调度策略。首先,建立了含风光、储能系统、火电机组及多类型用户的可再生能源系统模型。其次,提出了一种双层规划模型,将实时电价和能源调度有机集成,实现了能源系统的协同调度优化。最后,基于KKT算法与改进麻雀优化算法实现模型求解。仿真实验表明了基于实时电价的协同调度策略对于含储能可再生能源系统的协同调度优化及系统效益提高具有重要意义。     

风光互补发电系统混合储能系统容量优化方法研究

风光互补发电系统受风光资源影响发电功率波动较大,配置适当的储能系统可提高新能源发电的消纳能力和电能质量。针对风光互补发电系统储能容量优化配置问题,将运行投入成本作为优化目标,提出以抽水蓄能为基础,蓄电池和超级电容参与的混合储能系统模型。该储能模型以跟踪负荷曲线作为平抑目标函数,利用集合经验模态分解和滑动平均法,对抽水蓄能机组、蓄电池和超级电容设备进行功率分配。建立了风光发电系统模型,利用带免疫的粒子群算法对储能配置容量进行寻优求解。计算结果表明,所提基于抽水蓄能的混合储能容量优化模型,对发电系统输出功率波动情况改善明显,电能消纳能力和运行经济性有所提高。     

Research on optimal confguration of hybrid energy storage capacity for wind-solar generation system

储能系统可以有效解决微电网中分布式可再生能源特别是风光互补发电的间歇性、波动性以及“源”与“荷”错位的问题。不同储能技术在响应时间、容量规模、技术成熟度及成本等方面各有特点,两种或多种储能技术耦合将可以更有效地满足用电系统的技术性和经济性的要求。针对电力用户对分布式可再生能源的利用情况,本文提出一种由压缩空气储能、锂电池和超级电容器组成的混合储能系统,建立了三种储能的数学模型,针对其不同的特性,提出了基于二次移动平均滤波的储能系统功率分配方法和基于连续性运行的容量优化配置方法。基于某个实际的用户负荷进行了案例分析,得到了混合储能系统的功率和容量配置结果,并分析了其运行特性。研究表明,在分布式可再生能源微电网中,多种储能技术耦合既能充分发挥每种储能的优势,又可以通过相互配合弥补各自的劣势,这对于可再生能源的充分利用和满足用电负荷的严苛需求具有重要的作用和意义,在分布式能源利用领域具有较好的工程应用前景。     

基于鲁棒优化的风光储联合发电系统储能配置策略

为响应高比例可再生能源的风光储联合发电系统储能侧灵活配置与调度,提出一种基于鲁棒理论的两阶段综合优化模型。第1阶段利用鲁棒优化理论构建可再生能源出力的不确定集,在分时电价的基础下以储能侧全生命周期成本、系统内总发电成本、联络线功率波动及成本最小为目标配置储能功率、容量及联络线功率;第2阶段以联络线功率偏移量及系统内发电成本最小为目标规划储能侧各时段充放电功率及常规机组出力。用群体智能算法——飞蛾扑火算法的改进对模型进行求解,利用IEEE 9节点系统验证模型合理性与算法有效性。     

风光储提高电力系统灵活性的机组组合模型研究

随着电力系统变化性和不确定性增加,电力系统需要更多的应变和响应能力即灵活性来保证电力系统安全稳定运行。对于含高比例可再生能源的风光储混合发电系统,仅考虑常规机组的灵活性将难以有效处理电力系统的不确定性。为此考虑风电、光伏和储能协助常规机组提供柔性爬坡容量,用场景法描述负荷、风电和光伏的不确定性,并将风光储提供柔性爬坡容量整合到随机日前机组组合模型中。算例仿真分析结果表明,该模型减轻了常规机组爬坡压力,提高了系统的运行灵活性。     

基于综合需求侧响应策略的园区多能源系统优化运行

在能源互联网的背景下,计及多类型能源市场价格传导机制的综合需求侧响应策略能够解决传统工业园区能源利用效率低、电能紧缺等问题。文章以园区多能源系统为研究对象,计及电力市场和碳交易市场价格传导机制,基于园区多能源系统模型,以系统运行成本最小化为目标,设计了园区多能源系统综合需求侧响应策略,对深圳某园区进行了实例分析,并运用粒子群算法进行优化求解。结果表明,文章所提出的策略能够提高多能源系统的运行可靠性,降低运行成本。