风储联合发电系统参与频率响应的模型预测控制策略

储能电池的柔性控制作用使其在参与电网调频方面具有优势,将风电和储能相结合,构成风储联合发电系统参与电网调频,具有协同增效的优势。为此,基于模型预测控制方法,提出风储联合调频策略。该策略在考虑风电场和储能各自约束条件的前提下,通过求解滚动时域最优控制问题协调了两者之间的出力分配,并使用滚动时域估计方法来实时估计电网的有功功率不平衡量,从而可根据更准确的系统状态信息来计算最优控制量。最后对提出的策略进行了仿真分析,结果表明该策略能够提高电网的调频性能。     

基于状态量预测的风储联合并网储能优化控制方法

为了使风电场兼具可调度性和输出功率平稳性,提出了基于状态量预测的电池储能系统(BESS)优化控制方法。该方法在BESS配合风电场短时调度的基础上增加了预测控制模块,该模块根据超短期风功率预测结果对电池极限状态进行预判,并综合考虑预测误差、波动尺度限定值和运行约束条件,实时调节BESS输出功率,以降低极端状态下的并网尖峰波动。为了提高预测精度,提出了结合混沌法和一般线性法的神经网络组合预测模型。算例结果表明,所提控制方法能使风储并网功率很好地跟踪调度指令,在实现了可调性的同时降低了并网尖峰波动。     

基于调控云的风储联合鲁棒优化调度

基于云计算的调控云具有信息感知全面、处理效率高、应用便捷灵活等特征,与以高度智能化为趋势的未来电网调度非常契合。文章提出了依托云计算调控云系统的风储鲁棒调度优化方法。首先,利用调控云对风电场群的年实际出力大数据进行聚类分析;其次,基于风电典型出力场景集划分形成风电功率修正曲线;然后,基于调控云功率修正曲线提出了风电、储能和常规机组联合鲁棒调度方法;最后,通过IEEE 39节点系统仿真,验证了文章所提方法可有效降低调度成本和弃风成本。     

基于两阶段鲁棒区间优化的风储联合运行调度模型

为了全面和准确地考虑风电出力的不确定性和消纳能力,并兼顾系统运行的经济性和可靠性,通过在风电不确定区间可优化的鲁棒区间经济调度模型中引入常规机组和储能系统运行状态的离散决策变量,建立风储联合运行的双层鲁棒区间机组组合模型。针对连续变量和离散变量间存在耦合关系,导致计算过程中对偶转换失效而使模型难以求解的问题,提出基于Benders分解算法的两阶段迭代求解策略。仿真分析表明,所提模型在确定风储联合运行方式时,能更全面地考虑风电不确定性及消纳能力对系统运行经济性和可靠性的影响。     

计及储能电池寿命的工业园区经济调度模型

针对工业园区电化学储能调度中普遍不关注储能寿命折损的问题,该文建立了考虑电池寿命损耗的工业园区电化学储能调度优化模型。该模型采用一种基于放电深度的电池储能寿命损耗成本计算方法建立储能折算成本模型并通过分段线性化提升模型求解速度。此外,对大容量储能系统中的各台设备独立建模以提升调度的精度和灵活性。进一步地,在调度目标中加入荷电状态（state of charge, SOC）健康评价函数以延长电池寿命折损并优化储能设备间的协调出力。最后,通过算例验证了所提模型的有效性和经济性。     

计及天气对电动汽车接入家庭型微电网供需侧影响的经济调度模型

天气因素对电动汽车接入家庭(vehicle-to-home, V2H)微电网经济调度有显著的影响,仅从供给或需求侧量化其影响无法反映源荷间的实际联动关系。从分析典型V2H微电网结构入手,在供给侧和需求侧,分别搭建了受天气影响的光伏与储能装置出力模型和电动汽车负荷与家庭负荷模型;由此,建立了以局域用户电能支出成本为目标的V2H微电网经济调度模型,并采用粒子群算法对4种典型天气情形下的经济调度策略进行求解。仿真实验表明,为克服天气对V2H微电网经济效益的显著影响,选择合理的储能单元是必要手段,其单元容量、充放电次数等性能参数对优化调度结果有直接影响;同时考虑供给侧和需求侧的微电网经济调度模型较传统单一侧调度更能反映实际系统联动情况,验证了所提模型的合理性与有效性。     

含风电电力系统经济调度Wait-and-See模型的对比分析

为了更好地选择计及风电随机特性的电力系统调度计划模型,引入了3种基于风电场景的经济调度wait-and-see模型进行对比分析。从目标函数入手,对比分析“尽可能接近风电均值”和“调度计划调整量最小”这2种目标函数的差异。基于功率平衡方程,推导了3种模型制定的调度计划在应对实际可能发生的风电场景时的调节能力以及调整幅度,并进行了对比分析。最后,以IEEE 24节点系统为仿真算例,从运行成本、调节能力、调整幅度、弃风量等方面,对3种模型的仿真结果进行对比分析。分析结果表明：以调整量最小为目标的模型在鲁棒性、经济性、计算速度等方面相对于其他两个模型具有明显优势。所提供的3种经济调度模型以及对比分析结果可为运行人员灵活选择含有风电的电力系统调度计划优化模型提供参考。     

风电-储能联合日运行优化调度模型

以风电-储能联合运行的总收益最大为目标,建立了考虑联合出力惩罚约束的风电-储能联合日运行优化调度模型。通过引入辅助的连续变量和0-1变量及相关约束,将联合运行优化问题转化为混合整数线性规划问题,最后通过调用GAMS软件中的CPLEX对模型进行求解。并分别分析了不同场景下的风电场独立运行和风-储联合系统运行的经济性。算例结果表明,风电场和储能装置联合运行可降低风电出力波动对系统运行的影响,具有较好的经济性,同时验证了所建模型的合理性及方法的有效性。     

区域能源互联网视角下的风储协同调度方法研究∗

立足于区域能源互联网视角,从用户供电需求出发,探寻了风力机和储能电池接入场景下的协同优化调度方法.利用MP P T控制提高分布式能源发电效率,并选择用户峰谷负荷差为优化目标,依据负荷变化实时计算储能电池的充放电容量,实现区域内负荷曲线的削峰填谷,保障电网安全有序运行,并基于MATLAB验证了控制策略的可行性.     

含风电场的电力系统经济调度研究综述

由于风电具有随机波动特性,大规模风电功率注入电网给电力系统调度运行带来了严峻的考验。分别从建模和求解两个方面阐述并分析了计及风电场的经济调度问题。根据对风速/风电功率不确定特性的不同处理方法,将含风电场的经济调度模型分为确定性建模、模糊建模以及概率建模方法进行论述,并进一步阐明了建模过程中风电引起的备用及风险调度管理问题。对应于优化模型的分类特点,相应地将优化模型的求解方法归结为确定性和不确定性求解方法两大类。最后指出了含有大规模并网风电场的电力系统经济调度问题需要进一步深入开展的工作。     

风电优先调度对电力系统能源强度及经济成本的影响

近年来,中国风电产业快速发展,但同时面临着越来越严重的弃风问题,其主要原因之一是社会对风电发展的社会价值和经济价值还没有达成统一认识。利用京津唐电网2014年的实际数据,计算了在不同风电接入比例下,风电优先调度对电力系统能源强度和经济成本的影响,并进一步分析了为实现电力系统能源强度最低是否需要弃风的问题以及弃风出现的拐点及具体的弃风比例。研究显示,随着风电发电比例的增加,电力系统能源强度不断降低;为实现系统能源强度最低,在冬大和冬小负荷方式下,风电发电比例分别为14.19%和19.92%时将产生弃风,但此时弃风比例很低,接近于0;当风电发电比例分别为22.51%和24.62%时,为实现系统能源强度最低,冬大和冬小时弃风率也只有5.00%左右。研究还显示,随着风电发电比例的增加,电力系统经济成本不断下降。     

微电网储能系统控制及其经济调度方法

储能系统对微电网的安全稳定运行和经济效益有重要影响。分析微电网中分布式储能系统的离网和并网控制方法;针对传统下垂控制中,线路阻抗引起的微电网系统稳定性问题,提出改进的下垂控制策略和控制结构,以减少微电网功率波动和提高运行稳定性。为实现对负荷的削峰填谷和提高储能设备运行经济性,根据分时电价,建立分布式储能系统的经济调度数学模型,在此基础上提出一种考虑分时电价的经济调度方法。结合算例验证该调度方法的经济性和实用性。     

风力发电系统中储能装置的经济评估

介绍了蓄电池的等效模型,提出一种储能装置经济效益的新型判据,根据并网电价、蓄电池成本、使用年限等因素,分析储能装置中蓄电池所产生的经济效益。     

大规模风电并网下的电力系统调度决策研究

风电功率预测对电力系统的功率平衡和经济调度意义重大。介绍了风电场输出功率的预测方法及影响因素,给出了含风电场的电力系统经济调度模型及相关求解方法,并研究了预测与机组组合滚动优化的配合机制以及储能、电动汽车等多种资源与风电协调互补等问题。指出储能、电动汽车等可调度资源能够有效平抑风电等可再生能源的间歇性和波动性,是实现消纳大规模风电、节能减排、保障电网安全稳定的有效途径。     

计及风电动态成本的电力系统区间经济调度*

大规模风电接入电网后,风速的间歇性和随机性使风电出力具有一定的不确定性,对传统确定性系统的安全经济运行产生严重影响。针对风力发电的不确定性对电网调度运行的影响,本文基于区间规划理论,提出风电动态成本这一概念,并建立计及风电动态成本的电力系统区间经济调度模型。该模型中引入决策变量求解模型的区间优化解,一定程度上反映系统运行风险和经济效益,并为调度人员安全评估提供支持。最后采用IEEE30节点系统进行仿真验证,算例结果表明该模型与方法的实用性和有效性。     

基于鲁棒优化的含风电工业微电网经济调度模型

风电是广泛使用的清洁可再生新能源,将风电引入工业微电网中,对其节能减排有着重要意义。以含风电的工业微电网为研究对象,基于鲁棒优化方法,以发用电成本最低为目标,以生产计划与火电机组出力计划为决策量,建立了含风电工业微电网自发电经济调度双层模型,并利用Benders分解算法对其进行求解。文中还应用某工业微电网数值算例进行测试,结果表明模型能有效平抑负荷波动,降低微电网发用电成本;验证了该鲁棒优化模型在最差情况下优于确定性模型,并且可根据需求改变不确定代价权衡保守性与最优性。     

风电并网电力系统动态经济调度问题的研究

通过优化火电机组出力,研究风电并网后,电力系统的短期动态经济调度问题。优化模型中引入了上、下旋转备用,以此应对风电功率预测误差给系统调度带来的波动。在基本粒子群优化算法基础上,提出了3种改进策略:先采用"循环处理策略"和"优先启停策略"生成问题的可行解,然后采用"机会停机策略"进一步优化可行解。经典算例结果表明,本文提出的策略稳定性好、寻优速度快、优化结果好,具有高效的搜索能力和适应性。     

基于并网风电场的电池储能技术经济性分析

采用EnergyPLAN软件研究了电源结构为火电和风电的能源体系中,水性钠离子电池（aqueous sodium-ion battery,ASIB）在该能源系统中的技术经济性。研究结果表明：随着风储容量比的降低,能源系统的临界过剩发电量（critical excesses electricity production, CEEP）的削减量逐渐增大,而且风电的渗透比例越高,消减的CEEP值越大;随着风储容量比的降低,能源系统的年度CO2排放量和年度燃料成本逐渐减少;权衡年度总成本和CEEP值2个指标,从技术经济方面考虑,风储容量比为2.5：1～2：1时最优。