电池储能单元群参与电力系统二次调频的功率分配策略

大规模电池储能电站响应频繁的电力系统二次调频小额功率需求时,面临二次调频功率在电池储能单元群之间分配的问题,分配不当会劣化储能电站运行效率。文中分析了电池储能单元充放电功率对其能量转换效率的影响,构建了电池储能单元充放电功率-效率模型,提出使电池储能电站整体能量转换效率最大化的电池储能单元群功率分配策略。该策略可以提高电池储能电站运行效率、减小功率损失,同时在小额调频功率需求场景下可以减少电池储能单元响应数量和延长电池储能电站寿命。仿真分析验证了所提功率分配策略的有效性,与按比例功率分配策略和最大充放电功率分配策略对比结果表明,所提出的功率分配策略在提升电池储能系统运行效率以及减缓电池寿命衰减方面均具有优势。     

基于静态模型的光热储能电站发电量优化策略

目前国内的光热储能电站处于起步阶段,对提高其运行效率或提升发电量的研究多数是从储热介质或储热方式出发,从内部能量流入手的优化方式却鲜有研究。针对以上问题,文章提出了一种基于静态模型的光热储能电站发电量优化策略,以提高其发电量与电站运行效率。首先从光热储能电站的运行机理出发,对各子系统自身及之间的能量流进行合理简化,得到静态能量流数学模型;然后提出一种以光热储能电站发电量最大为目标函数,以上述静态能量流数学模型为约束条件的优化策略,针对控制过程中时滞环节产生的不利影响,利用Smith预估补偿予以克服;最后采用MATLAB对该优化策略进行仿真验证,结果表明该优化策略可以有效提高光热储能电站的发电量与运行效率。     

VRB储能系统多目标优化功率分配策略

为了提高储能系统功率分配的合理性,提高风力、光伏电站及微网运行的经济性和稳定性,针对大容量全钒液流电池储能系统提出了一种多目标优化功率分配策略。该策略将储能系统的运行损耗、储能单元的充放电容量折损及储能单元间的荷电状态均衡度作为多目标优化模型,构建系统目标函数,利用模拟退火粒子群算法实现储能系统的经济性和可调度性运行。所提策略以MATLAB/Simulink为仿真平台,搭建了多组并联结构的全钒液流电池模型,并进行功率分配仿真验证,研究结果表明:所提策略可有效降低系统的运行损耗和储能单元的容量折损率,且储能系统可达到一致性均衡。研究结果可为储能系统功率分配提供参考。     

含电动汽车换电站的微电网孤岛运行优化

由于风电、光伏等可再生能源具有间歇性,独立运行的微电网会经常出现功率缺额或过剩,给系统运行带来不利影响。对微电网内重要单元,如电池储能电站、电动汽车换电站、可中断负荷等分别进行了分析并建模,结合系统功率平衡、备用需求等约束,建立微电网独立运行优化模型,利用CPLEX软件求解该混合整数规划问题。算例中对以电动汽车换电站和电池储能电站作为储能单元的微电网分别进行讨论,结果表明,相比传统电池储能电站,电动汽车换电站作为储能装置,通过协调优化,可以提高微电网的可再生能源接纳能力,提高微电网可靠性,并更具经济性。     

考虑能量-调频辅助服务下的用户侧储能经济运行策略

目前用户侧储能的投资回报期一般长达6～7年。为进一步提升用户侧储能经济运行收益,提出一种电能量和调频辅助服务市场规则下的经济运行策略。首先综合考虑峰谷价差套利和参与调频建立用户侧储能经济收益模型;其次,分析电力用户生产运行需求并建立用户侧储能运行约束;基于此,提出用户侧储能的两阶段经济运行策略,在日前给出用户侧储能最优调频容量申报量,在日内基于改进直接前瞻方法滚动优化用户侧储能充放电功率,提高整体运行经济性。最后,仿真结果表明所提策略能够有效提高用户侧储能运行经济性。     

考虑燃料电池变工况特性的风-光-氢综合能源系统优化调度

燃料电池是氢储能中的重要组成部分，其运行效率对含氢储能的综合系统的经济性有较大影响。为此，提出考虑燃料电池变工况特性的风-光-氢综合能源系统优化调度方法。通过分析燃料电池输出功率和运行效率间的关系，建立燃料电池变工况条件下运行效率的分段线性化模型。提出考虑燃料电池的变工况效率特性的多模块输出功率协同优化策略和燃料电池多模块工作协同策略，从而提升燃料电池总体运行效率和各模块使用寿命。基于此，以风-光-氢综合能源系统优化调度为例，验证了所提优化运行策略的有效性。     

微网中混储/柴协调运行策略研究

提出一种基于混储/柴的专家协调控制系统和算法。目的是在研究混合储能和微网中可调度单元在相同容量下,与传统单一储能和其他调度单元策略对比,以最大化微电网整体运行经济性和延长储能寿命。模型对比传统含单一储能协调控制策略,拟定负荷波动指标,将微网调度分为上层决策和下层实时调度,求解微网可调度单元的合理组合运行方式。采用费用折算耦合微网运行成本、环境效益和储能寿命量化为单目标函数,结合分阶段优化算法和自适应遗传算法求解。通过对实际算例分析,验证了该方法能有效提高电池使用效率,延长寿命,同时提高微网整体运行的经济性。     

基于运行策略智能生成方法的增量配电系统储能优化配置

为提高增量配电系统储能配置的经济效益,该文提出一种基于运行策略智能生成方法的增量配电系统储能优化配置方法。首先,分析增量配电系统配置储能在给定市场条件下可以获得收益类型以及相应的运行方式,并通过建立储能的成本、延缓电网升级改造、提升可靠性、电能量市场和辅助服务市场等多项收益模型,计算单位容量储能获得各类收益经济性排序。根据年、日负荷特性,基于优先获取高收益原则,提出一种储能运行策略智能生成方法。其次,考虑放电过程中储能容量的衰退,建立面向增量配电系统的储能优化配置模型,并基于年仿真计算运行成本和收益。模型采用差分进化算法求解。算例表明,该方法可有效提升储能配置的综合效益。当系统充裕性不足时,配置储能的提升供电可靠性收益较好。研究成果可为增量配电网系统配置储能提供有益参考。     

考虑配电网状态的共享储能优化运行方法

考虑共享储能接入对配电网的影响,提出一种考虑配电网状态的共享储能优化运行方法。首先,阐述了共享储能的运行模型,通过共享储能运营商将储能资源统一起来,构建共享储能电站的运行模型、配电网稳定性模型和用户用电成本模型。然后,构建考虑配电网状态的双目标优化模型,基于多目标优化的概念完成配电网和共享储能电站的博弈,基于欧氏距离法满足用户用电期望。最后,基于33节点配电网系统进行仿真,证明了所提方法的优越性。算例表明,该方法可有效降低共享储能电站运行成本,使电网运行更加稳定,同时降低了用户用电成本。     

大型电池储能电站系统运行控制策略研究

电池储能电站的系统控制策略关系到站内设备安全、能量效率、电网稳定性等众多方面。介绍了电池储能电站系统结构方案,依据实际工程建设,提出了储能电站的站内AGC、AVC和源网荷系统控制策略优化改进方案,并提出在电站通信故障下的一种应急策略,以提高系统的运行安全性和可靠性,为电池储能站建设提高参考依据。     

电站锅炉运行能耗评估分析系统应用分析

以某330 MW机组1018 t/h锅炉作为监测对象,以锅炉热经济性能计算模型、汽轮机热经济性能计算模型为基础,构建电站锅炉可控运行参数偏离最优值而引起标准煤耗偏差的能耗计算模型;开发了由数据采集预处理模块、性能计算模块、能耗诊断分析模块、结果显示模块构成的电站锅炉运行能耗评估分析系统,实现了锅炉可控运行参数能量损耗在线分析监测,使运行人员实时掌握主要运行参数偏差造成的供电煤耗损失数值,并提供锅炉节能运行优化指导方案,确保机组在接近最佳煤耗状态下运行。     

考虑多模式融合的光储充电站储能系统优化运行策略

针对储能系统单一运行模式难以满足光储充电站多类技术需求的问题，提出一种考虑多模式融合的光储充电站储能系统优化运行策略。首先，分析光储充电站储能系统典型运行模式，在此基础上进行储能系统多模式融合设计；其次，建立不同模式下光储充电站储能系统运行模型，进一步提出多模式融合的光储充电站储能系统优化运行策略；最后，基于上海某光储充电站24 h运行曲线，对所提策略进行仿真与实验分析。结果表明：所提策略可降低光储充电站并网负荷波动和储能系统能量平衡用电成本，提升光储充电站运行效益。     

计及参与调峰辅助服务的智慧基站光储系统优化运行策略研究

随着5G基站建设不断推广,基站能耗大、成本高的问题备受关注。通过光储系统的配置和优化运行,并进一步参与调峰辅助服务,可有效提升5G基站用能的经济性,同时实现绿色能源在5G基站中的规模应用。因此,针对5G基站光储系统参与电网调峰辅助服务的经济性开展了研究。首先,根据基站负荷特性和不同调峰时段建立了考虑光储系统参与调峰辅助服务的优化目标模型;然后,采用CPLEX优化求解工具进行优化模型的求解,获取储能的最优容量和运行策略;最后,构建了储能单独参与调峰、光储联合参与调峰等场景,通过算例分析了不同调峰模式对储能的优化配置容量和5G基站用能成本有较大的影响,可为5G智慧基站光储系统参与调峰辅助服务的优化运行提供了参考。     

考虑共享储能容量配置的多虚拟电厂优化运行方法

由于分布式能源具有间歇性和波动性的特点,其大规模接入电网会对系统稳定性产生一定的影响。为了减少用户侧用电成本以及提高新能源的消纳能力,在多虚拟电厂背景下提出共享储能系统促进风光消纳的规划和运行双层决策博弈模型。上层模型对共享储能电站投资运行成本进行等年值转换分析,以共享储能总成本最低且使用寿命尽可能的长为目标函数建立模型;下层模型以虚拟电厂运行成本最低及弃风弃光最小为目标函数建立运行优化模型。采用鲸鱼算法与CPLEX商业求解器结合的形式对共享储能电站的容量配置、充放电行为以及虚拟电厂运行状态进行求解,并通过设置3个场景算例对所提方案进行验证,结果表明,所提方法可以优化共享储能电站容量最优配置和充放电策略,提高可再生能源的消纳能力和虚拟电厂系统运行效率,兼顾供给侧与需求侧的利益,使电能分配更加公平合理。     

含共享储能的微电网群分布鲁棒博弈优化调度方法

共享储能作为一种新兴的储能方案，有助于微电网内部新能源的消纳并降低运行成本，释放微网作为独立的利益相关者的资源共享潜力。而传统的共享储能和微网间的互联忽略了各主体交易的信息隐私问题，且合作策略往往不能实现合理的利益分配。为此，提出了一种含有共享储能的微电网群分布鲁棒博弈优化调度方法。首先，建立了具有多种能量形式的微电网模型以及共享储能模型。其次，为降低风光出力不确定性对系统经济性的影响，采用分布鲁棒优化理论对其进行处理，求解最恶劣概率分布下的运行策略。最后，基于纳什谈判理论，建立了共享储能与微电网系统的联合运行模型，并利用具有良好收敛性与私密性的交替方向乘子法将模型分解为联合系统运行成本最小化问题和系统内部电能交易谈判问题进行求解。通过合作前后对比分析，所提方法使得微电网运行成本分别降低了2.99%、4.90%和4.27%，说明所提方法能够在有效应对风光出力不确定性的同时降低各主体的运行成本，使系统兼具灵活性与经济性。     

计及能量-备用联合市场交易的含储能主动配电网运营策略

随着增量配电网运营权的全面放开以及电力市场化改革对储能的政策支持,深挖储能运行潜能,探讨其助力配电系统运营商协同参与电能量市场和备用市场的兼容性和运行模式,提升分布式储能利用率和配电网运行经济性是当前亟须解决的重要问题。针对分布式储能存储容量限制以及在主动配电网中的运行环境,分别建立备用可用性和可达性约束,提出了一种计及储能参与能量-备用联合市场交易的主动配电网运营策略。首先,阐述了以配电系统运营商为主体的总体运营模式。然后,对储能系统备用能力进行建模,量化储能容量限制下的备用连续调用能力以及潮流约束下能够送至根节点的备用容量。最后,考虑储能参与电能量市场以及备用辅助服务市场的能力,建立市场环境下主动配电网双层优化调度模型,以提升配电系统运营商的运营经济性及储能的利用率。仿真结果证明了所提策略的有效性。     

先进绝热压缩空气储能多能流优化调度模型

先进绝热压缩空气储能（AA-CAES）是一种可实现大容量和长时间电能存储的电力储能系统,其储能的过程中会伴随产生额外的多种能流,若将运行中产生的额外能流收集起来,AACAES可作为微型综合能源系统进行使用。该文通过基于能源集线器（EH）构建通用能量交换分析模型,针对AA-CAES内部组件压缩机、透平机、换热器等部件进行模块化矩阵建模,分析其热力学特性和能流产生效率,研究AA-CAES的多能流联供调度策略。以最大化经济性运行为目标,提出了一种基于能源集线器矩阵化建模的AA-CAES多能流优化调度模型,并采用典型的压缩空气储能系统设备数据,进行仿真验证。仿真结果表明,AA-CAES作为微型综合能源系统具有较好的经济性,并且可以实现日常的热电联供,减少或降低其他供热系统的能耗,提高区域的能量利用效率。     

现货市场环境下基于深度强化学习的光储联合电站储能系统最优运行方法

光伏-储能联合电站不仅能够有效减少光伏实时出力偏差,也是一种能够提供电能量和调频辅助服务的潜在市场主体。为实现上述3类目标,与光伏出力协同的储能电量调度策略至关重要,然而目前大部分光储联合电站的储能电量调度策略无法同时协调降低光伏实时出力偏差和参与电能量与调频辅助服务市场3种决策;另一方面,电力现货市场价格与调频信号不确定性及储能电量调度策略将光储联合电站储能运行优化问题转化为一个随机动态非凸优化问题,现有相关研究大部分利用随机场景法或智能算法处理非凸优化,所获得的储能运行方案存在一定的局限性,且难以根据实时数据动态制定运行方案。因此,提出一种现货市场环境下基于DQN(deep Q-network)的光储联合电站储能系统优化运行方法,该方法克服了非凸优化难题,结合所提储能电量闭环调度策略能够实现光储联合电站在考虑偏差考核成本、电能量收益、调频辅助服务收益下的储能系统小时级动态优化运行,进而最大化光-储联合电站的经济收益。测试算例通过实际市场数据验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于分层优化的大容量混合储能系统能量管理策略

针对大容量混合储能系统(HESS)存在的多储能介质协调配合、多储能单元功率分配问题,提出一种"储能系统-介质组-储能单元"逐级优化的双层能量管理策略。中心分配层采用融合超级电容组荷电状态(SOC)的改进低通滤波算法,得到各介质组的功率指令。通过状态识别和人工干预,弥补该算法易导致介质组功率状态相反的不足,引入电池组功率爬升限值Plimit,进一步平滑电池组的功率输出。局部分配层引入储能系统持续可调度性和运行经济性的概念,分别建立电池组、超级电容组功率分配模型,完成上层功率指令在组内各储能单元之间的优化分配。以某储能电站某日13:00—13:30的实际出力为算例,利用AMPL/IPOPT求解器进行求解。结果表明,所提策略在满足电网对于储能系统功率需求的同时,能够合理分配各储能单元功率,使其SOC集中于0.4~0.8区间,保证各单元均留有足够的充、放电裕度,同时节约电池组运行费用17.7%。     

面向系统调控需求的储能系统控制策略及其经济性评估

提出一种面向电力系统调控需求的储能系统集中控制策略,以提高电网接纳风电规模,减少弃风电量。同时根据储能系统荷电状态(state of charge,SOC),对储能系统充放电指令进行实时修正,防止储能系统过充过放,优化其运行性能。建立了储能系统经济性评估模型,用以评估储能系统提高风电接纳的运行经济效益。以收益最大为目标,确定储能系统容量配置。基于某地区实测数据对上述控制策略和经济性评估模型进行验证,结果表明提出的面向系统调控需求的储能系统控制方法能够扩大风电入网规模,有效利用电网可接纳风电空间。