不同时间尺度风储耦合特性研究

以平抑并网风电场输出功率波动,合理经济配置储能装置为目的,基于新疆某风电实测数据,运用概率统计对不同时间尺度风电出力波动特性进行分析。根据风电功率波动规律制定平抑目标,分析储能平抑不同时间尺度风电输出功率波动所需功率和容量,为合理选取平抑风电功率波动所需储能装置提供参考。     

云南省光伏项目电源侧储能配置

以大理州光伏项目实际运行数据为基础，分析光伏出力短时波动特性及功率型场景下光伏项目储能需求。结果显示，光伏项目短时大幅波动概率相对较低，区域内光伏出力汇集后波动可以得到一定程度的平抑。电源侧储能适合选用超级电容器、锂离子电池等储能技术。     

基于自主调峰的工业园区绿色供电方案研究

针对工业园区提出了一种具备自主调峰能力的绿色供电方案。根据园区新增负荷配置相应规模的新能源和储能，通过优化控制方案，实现新能源发电量全部由新增负荷全额消纳，不向公网反送电，满足新能源场站削峰、平抑波动、提高电能质量等功能。通过储能充放电及弃电实现风储系统出力基本跟随园区负荷曲线变化，保证风储荷系统从电网下电基本为稳定值，实现了工业园区绿色供电系统的自主调峰。     

平抑算法对风电并网平滑度判据标准研究

风电场并网母线出口侧建设储能系统,能平抑风电有功功率波动,使风电有功功率满足国家电网风电并网标准。分析了3种不同的储能系统的风电有功功率波动平抑算法对风电并网平滑度的判据,针对装机容量50 MW的风电场限定了其并网功率在1 min和10 min内功率波动的最大变化率,并对风电系统输出功率的平滑度判据标准和储能系统最大功率及配置容量进行了比较,结果认为模型预测控制平抑算法对风电并网平滑度效果较好,经济性更优。     

基于风险理论的配电网储能优化配置方法

合理的配电网储能容量规划对消纳分布式光伏及电网的稳定运行至关重要。提出了一种基于风险理论的配电网储能优化配置方法。首先,从系统灵活性角度给出了面向分布式光伏消纳的条件风险价值计算方法,再给出了储能成本计算方法,并以风险价值和总规划成本最低为目标,在考虑传统火电机组、分布式光伏、储能与负荷之间的协调优化基础上,构建储能的优化配置模型,利用混合粒子群算法进行求解。经对江西省会昌县某配网线路进行分析表明,所提出的规划方法合理有效。     

新疆高光伏并网电网侧储能容量配置分析

光伏发电是可再生能源利用的重要组成部分,近年来发展迅速,不可避免地出现了高弃光率问题。针对新疆高比例光伏并网背景下,可调控有功出力不足导致的高比例可预测弃光问题,在分析新疆光伏出力特性及储能系统控制特性的基础上,推导了电网侧储能功率、容量配置与光电利用率的关系。依据历史数据进行仿真验证,并计算了新建300 MW光伏电站或300 MW/600 MW·h储能站两种情况下光电利用率变化,验证了该方法在光伏或储能增长情况下均适用。     

平抑风电出力的风储系统控制策略

为了平抑风电出力,采用了双层模糊控制优化策略的风储系统。首先,利用小波包将风电场出力进行分解,得到平抑目标功率和储能系统充放电初级参考指令。接着,根据储能设备的荷电状态和充放电初级参考指令利用模糊控制对储能设备的荷电状态进行调节。然后,利用第二层模糊控制实现储能设备之间的能量相互流动,优化储能设备的充放电功率指令,改善对风电功率波动的平抑效果。最后,在Matlab/Simulink中搭建了风储系统模型,通过仿真验证了双层控制优化策略的有效性。研究结果为风力发电储能系统设计提供参考。     

风电-光伏-抽水蓄能-蓄电池联合发电系统容量及运行协同优化

文章研究离网型风电-光伏-抽水蓄能-蓄电池联合发电系统的容量及运行两阶段协同优化。其中,一阶段容量优化模型以最小化联合系统的平准化度电成本为目标,利用量子粒子群算法求解系统容量优化配置。二阶段运行优化模型以最小化失负荷率为目标,考虑不同储能的运行约束,利用混合整数线性规划求解联合储能协同运行策略。案例分析结果表明:抽水蓄能-蓄电池联合储能通过协同优化运行可有效消纳风电、光伏的多余电能,并补充不足负荷,实现零弃风弃光损失及零不足负荷,从而验证了优化方法以及联合储能系统的有效性。     

抽水蓄能电站消纳新能源作用分析

随着风电、光伏等新能源大规模并网运行,其较强的波动性和较弱的调节性导致了大量弃风、弃光现象出现;抽水蓄能电站规模大、启动迅速、调节灵活,可有效降低电力系统弃风弃光率,保障系统安全经济稳定运行。通过分析内蒙古电网中消纳新能源的3种途径,初步量化了抽水蓄能电站消纳新能源的规模。总体来看,在化学储能等其他储能方式大规模商业化运营之前,在比较长的一段时间内,尤其在安全低碳的总要求和新能源快速发展的背景下,抽水蓄能作为一种成熟经济绿色的储能方式,在消纳新能源方面具有较大的优势和能力,应该加快抽水蓄能电站的发展。     

梯级互补储能对新能源的长期消纳作用分析

在碳中和目标下,我国风、光新能源装机规模将持续扩大,新能源消纳难题亟待攻克。为此,本文提出实现新能源深度消纳的梯级互补储能新思路。首先,对梯级互补储能的概念进行定义,并介绍其基本运行方式;其次,在“以水定电”模式下构建储能调度模型,分别采用模拟和优化方法进行求解;最后,分析梯级互补储能对新能源的长期消纳作用。以龙羊峡－拉西瓦梯级互补储能为实例,结果表明：（1）梯级互补储能运行效率系数（梯级水电站增发电量与泵站消纳弃电的比值）约为0.5～0.7之间;（2）梯级互补储能将新能源弃电转化为水电增量时,主要是使上级水电站发电量增大,此时下级水电站发电量几乎无变化;（3）在储能运行模式下,上级水电站通过提高自身出力,从而降低弃水风险。因此,梯级互补储能消纳新能源弃电的作用显著。     

光伏项目中的电化学储能技术研究

储能技术能帮助光伏项目降低弃电率,保障大规模光伏并网。目前技术较为成熟、处在商业化阶段的储能技术中,电化学储能因其不受自然条件限制、响应快、循环寿命较长等优点,适宜与光伏项目配套发展。本文以实际政策、项目数据为依据,对光伏项目中的电化学储能技术进行研究。研究讨论电化学储能的接入方式、容量配置、充放电策略。     

基于超级电容储能的风电场功率调节系统建模与控制

随着风电装机容量的不断提高,风电输出功率的波动性给电网带来的不利影响越来越得到重视。文中介绍一种基于超级电容储能的风电场功率调节系统,利用超级电容器组作为储能元件,平抑风电场有功、无功功率波动,维持风电场输出端电压,降低风电场对电网电能质量的影响。基于功率调节系统的结构特点和工作原理,提出了一种网级控制、超级电容能量管理和变流器控制相结合的控制策略,并建立了变流器的动态小信号模型,进行了环路控制器设计。利用仿真软件PSCAD/EMTDC对系统的控制策略进行了仿真分析,仿真结果验证了该装置具有良好的运行性能。     

水风光混合能源短期互补协调调度策略研究

高比例可再生能源发电并网构成了多种能源共同参与的电力系统新体系。梯级水电是具有良好调蓄性能的高灵活性的电源,能够作为一种补偿电源来平抑新能源发电波动,促进其电网消纳比例。提出了一种含梯级水电的水风光混合能源短期互补协调调度策略,该策略定义平稳性指标和源荷匹配指标为互补性评估指标,以协调控制出力波动和对负荷的追踪度与平滑效果;同时,从"源源互补"和"源荷匹配"两个不同角度构建调度模型,分别采用花粉算法与逐步优化算法优化求解目标问题;最后通过分析互补效果,总结水风光短期调度策略。通过案例验证了上述调度策略的有效性,为高比例水电电网大规模消纳新能源提供了新思路。     

含风电接入的配电网储能系统优化配置

提出了一种计及规划与运行相互影响的电池储能系统双层规划模型以解决配电网风电渗透率提高所带来的电压越限等问题。该模型以配电网投资收益最大为目标,综合考虑了接入位置、容量和寿命等对优化结果有较大影响的因素,并在规划阶段根据风电典型出力曲线模拟储能日内运行方案,实现了风电波动功率消纳。结合启发式算法适应性强和数值分析优化法求解效率高的优点,采用一种遗传算法与二阶锥优化相结合的方法求解所提储能规划,并在IEEE 33节点算例系统进行测试,结果说明合理配置储能系统可以弥补风电波动性等缺点。比较了不同风电渗透率对规划结果的影响,并验证了所提模型与方法的有效性和快速性。     

基于超级电容-蓄电池混合储能的小型直驱风机综合控制策略及运行特性研究

针对小型分布式直驱风力发电机对运行工况快速变化的敏感性问题以及功率波动问题,利用超级电容-蓄电池混合储能系统的互补特性,提出了一种以直流母线为控制对象、以直流电压恒定为控制目的混合储能系统的控制策略,来抑制风速变化对风机运行稳定性的影响,提高机组运行效率。小型直驱风机、超级电容-蓄电池混合储能系统及逆变器的数学模型进行了详细研究分析,在此综合控制策略的基础上,搭建了带超级电容-蓄电池混合储能装置的小型分布式直驱风力发电系统并网模型,并对其并网运行特性进行了仿真分析,验证了该控制策略的有效性。该策略可以有效抑制风机输出功率的波动性,提高了其运行稳定性。     

嵌套短期弃电风险的水光互补中长期优化调度研究

传统水光互补中长期调度模型未考虑光电的短期随机波动性,忽略了短期弃电风险,由此制订的调度规则难以有效协调光电消纳与流域水资源综合管理。本文提出嵌套短期弃电风险的水光互补中长期优化调度方法。首先,分析水电与光电联合运行过程中可能产生的弃电情形,并对弃电损失进行量化;其次,基于日调度模型的多情景分析制订中长期弃电损失函数,以定量表征水电出力与光伏弃电率之间的关系;最后,将弃电损失函数嵌套在中长期优化调度模型中,推导互补系统的适应性调度规则,识别水库年末消落水位关键控制因子。以龙羊峡水光互补工程为实例,研究表明:(1)弃电损失函数呈S形,水电出力过低或过高均不利于光电消纳;(2)月末水位/库容为输出变量、可用能量为输入变量的调度函数能较好地指导水光互补中长期调度;(3)互补情景下水库年末消落水位受年初水位、当年水流入能和当年水电站发电量显著影响,而受光伏年发电量影响较小。     

碳达峰背景下抽水蓄能-风电联合系统建模及有功功率控制特性研究

随着"碳达峰,碳中和"目标的提出,风电并网规模日益扩大,抽水蓄能电站在风电出力消纳上将发挥越来越重要的作用。建立抽水蓄能-风电联合系统仿真模型是研究抽水蓄能电站消纳风电波动出力的重要手段。针对现有多能互补模型中的抽水蓄能机组模型通常只适用于小波动过渡过程、且通常简化风电机组动态发电过程的问题,为了进一步揭示联合运行过程中抽水蓄能机组和风电机组的动态调节特性,介绍了抽水蓄能-风电联合系统数值仿真模型架构,建立了一种能模拟抽水蓄能机组全工况范围和反映风电机组发电特性的水风互补联合运行系统仿真模型,重点研究了联合系统在有功功率控制下的动态响应特性。仿真结果表明系统在功率跟踪模式和功率平滑模式下均能较好平抑风电出力波动,并显示出水流惯性限制了抽水蓄能机组的响应速度,可为风电大规模并网下的抽水蓄能机组控制提供技术支持。     

提升风电场响应效能的混合储能最优经济配置

在风力发电补贴越来越低,未来更可能取消补贴且电力市场辅助服务越来越完善的情况下,提出了一种以风电场AGC辅助服务性能与整体收益为目标的混合储能系统配置方法。首先,基于华北地区的两个细则,分析了AGC辅助服务的考核指标。然后,采用充放电次数限制少、充放电功率高的全钒液电池与成本低廉、容量较大的铅酸电池组成的混合储能系统,提出基于AGC服务性能指标和发电量有效上网率的响应效能指标,更好的反映加入储能系统的效果,并制定了储能系统充放电响应及SOC状态强制回归策略。基于计算效率高、全局收敛性能好的混沌蚁群算法,通过建立储能系统的成本子模型、风电场AGC服务收益及增加有效上网电量收益子模型,构建了以日收益最大为目标的优化配置模型。最后,通过计算某风电场储能系统的最优经济配置,分析了加入储能前后的响应效能与收益。结果表明:最优经济配置方法合理有效,加入储能系统后提升风电场约30%的综合性能收益。研究成果对未来风电场合理配置混合储能系统具有较大参考价值。     

一种用于分布式发电系统的有功功率补偿模型

针对高穿透率的分布式发电系统将给电网带来的电能质量等一系列问题,提出一种用于并网分布式发电系统的有功功率补偿模型。该模型利用兼具多种储能技术优点的混合储能系统来补偿分布式电源产生的功率波动,具有补偿功率高、储能容量大的性能优势。模型中提出了基于能量预测的动态能量优化算法以提高储能设备的利用效率,利用模糊控制得出储能设备的补偿功率给定值。仿真分析验证了该模型的有效性,在提高补偿性能的同时可观地降低了储能设备的容量需求,从而节约了成本,具有实际应用价值,可用于改进现有储能系统。     

黄河干流水风光一体化能源综合开发研究

以黄河上中游干流已建、在建、规划的水电站及其周围的风光资源为对象,以水风光电出力特性及互补特性为基础,以风光电接入不增加水电站弃水并按照经济较优控制弃风、弃光率等为原则,开展黄河干流水风光一体化能源配置运行研究,结合互补运行特性、充分利用水电的调节能力、提高输电通道利用效率、统筹本地和外送消纳,在技术可行、经济合理的基础上构建了黄河干流水风光能源配置模型和经济分析模型,通过模型分析计算,提出经济合理的水风光电装机规模配比方案,及黄河干流2025年、2035年水风光一体化发展目标和布局。