The energy storage system output control strategy to improve theshort term windpower forecastingaccuracy rate

目前对于储能系统应用于平抑新能源发电的波动性、移峰填谷等场景的控制策略已有文献研究,但对于风功率预测准确率影响风电场效益的机制下储能系统应用的可行性尚未见研究。本文提出了一种以减小风电场短期功率预测偏差为目标的储能系统出力控制策略,控制策略以风电场实时出力数据（秒级）为数据源,采用线性外推加以移动平均优化的方法预测下一时刻风电场出力,通过比较风电场短期功率预测值与实时预测值,计算储能系统期望出力,并根据储能系统不同SOC区间内的出力能力进行约束,输出储能系统出力指令,最后进行了仿真验证。结果表明,本文提出的储能系统出力控制策略,能够使风电场通过配置储能系统,减少短期功率预测准确度考核,对风电场的精益化运行具有指导意义。     

混合储能提高风出力预测精度研究

风气象信息精细化程度不够造成风电场风出力预测精度低,给电网调度增加了难度,采用储能装置可提高预测精度,但是合理又经济地配置储能容量较困难。文章提出在风电场中配置蓄电池和超级电容器混合储能系统,提高风电场日前预报精度;通过高通滤波器得到误差变化较快的成分,由超级电容器来弥补;由蓄电池来弥补剩余变化较慢的误差成分。综合考虑这些误差变化特点及储能充放电功率发生概率特点,合理选取储能额定容量,并且分别搭建了超级电容器和蓄电池储能系统模糊控制规则库,根据各自荷电状态SOC优化分配混合储能充放电功率。最后对新疆某风电场并入混合储能进行了仿真分析,结果表明:采用模糊控制策略的混合储能系统能够更显著有效地提高风出力短期预测精度。     

基于风电场出力计划的储能系统容量优化

储能系统的引入为风电成为可调度电源提供了可能,但增加了投资成本。文章提出一种基于风电场出力计划的储能系统容量优化方法。首先,利用风电场功率预测误差的标准偏差对风电场出力计划进行优化;其次,以出力计划为风电场出力目标,在风电场实际出力跟踪出力计划允许的误差带宽内,以风电并网条件为约束,用遗传算法确定出储能系统在各时刻的最优出力值,进而考虑储能系统充/放电效率、荷电状态确定出储能系统容量;最后以新疆某风电场为例进行算例分析,结果表明该方法是合理、有效的。     

提升光伏消纳的分布式储能系统控制方法

分布式储能具有分散灵活等特点,多分布式储能协同配合可以解决单一储能调节能力差、范围小的问题,可以进一步提高新能源消纳能力。提高新能源利用率。本工作通过建立一个光伏电站、两个分布式储能系统模型,并通过分析光伏电站出力,利用储能系统跟踪光伏出力的特点建立以分布式储能系统出力最小为目标的目标函数,结合发电系统的功率平衡要求、分布式储能系统的电池能量状态(state of energy,SOE)约束、分布式储能系统功率和容量约束,采用线性递减惯性权重粒子群优化算法,旨在在已有的约束条件下,寻求分布式储能系统的最佳效率。通过仿真分析该方法可以提高光伏消纳能力,减少储能系统动作次数,进一步增加储能系统的寿命。     

考虑光伏出力预测误差修正的储能优化配置方法

首先,基于k均值聚类和Copula理论建立不同天气类型下光伏出力的条件预测误差分布模型,并利用该模型修正储能运行时序模拟算法中的光伏出力预测值;其次,以跟踪光伏电站计划出力为控制目标,并以光伏电站寿命周期内年均收益最大为经济性优化目标,综合考虑储能全寿命周期成本、偏离计划出力的惩罚成本和光伏电站收益,采用粒子群算法和时序模拟计算法搜索最优的储能配置方案。最后,以安徽某地额定容量为100 MW的光伏并网电站储能配置方案为例,对所提出的方法进行验证。仿真算例表明,考虑修正与不考虑修正的情况相比,光伏电站的经济性得到提高,所需储能的功率和容量减小。     

An analysis for the need of a battery energy storage system in tracking wind power schedule output

电池储能系统(battery energy storage system,BESS)在风储联合应用中具有多种功能,利用电池储能系统提高风电并网调度运行能力是当前研究的热点之一.文章基于我国北方某风电场历史运行数据与预测数据,依据预测误差评价指标和风电场预报考核指标的综合评价方法对风电场预测数据进行分析研究,归纳了预测误差的概率分布特征;提出利用电池储能系统提高风电跟踪计划出力能力,统计并量化出电池储能系统用于跟踪计划出力场合的作用范围;通过仿真验证电池储能系统在风储联合系统中提高风电跟踪计划出力控制策略的有效性和可行性.     

提高风出力预测精度的储能系统模糊控制策略

风气象信息的精细化程度不够高会造成风电场风出力预测精度的降低,给电网调度增加了难度。在风电场中配置锌溴电池储能系统是提高风电场日前预报精度的有效措施,对储能装置控制是其关键问题。文章采用模糊控制方法,搭建了储能系统模糊控制规则库,根据电池储能系统荷电状态SOC的变化来控制储能充放电功率;并将所提出的控制策略在新疆达坂城风电场-储能联合发电系统中进行了仿真验证,与传统控制策略进行了对比分析。研究结果表明,采用模糊控制策略的储能系统能够更有效地提高风出力短期预测精度,85%的预测值达到了国家电网要求。     

计及超短期预测误差的风储系统跟踪计划出力控制策略

在计划跟踪模式下,为最大化风储系统出力的经济效益,提出风储系统的协调控制方法。首先,基于超短期功率预测,以风电场总收益最大为目标,建立风储系统跟踪计划出力的控制模型;然后,利用超短期功率预测数据和历史实际功率数据,建立基于小波变换和序列到序列（sequence to sequence,seq2seq）的超短期预测功率修正模型,对超短期功率预测数据进行误差修正;最后,将基于超短期功率预测的计划跟踪模型与超短期预测误差修正模型结合,提出一种计及超短期预测误差的风储系统跟踪计划出力的控制策略。仿真结果表明：所提策略能显著提高风电计划跟踪精度和风储系统运行经济性、促进风电的消纳。     

平抑风电功率波动的储能容量经济配置方法

以东北某风电场月出力实测数据为对象,通过分析该风电场的功率波动特性,提出了储能系统功率、容量配置方法。该方法以储能系统投资收益最大为目标,结合储能平滑风电出力效果,获取经济性最优的储能系统容量配置方案。结果表明,该优化配置方案在平滑风电功率的前提下,具有良好的经济效益,为风电场中配置储能系统、推进储能系统规模化应用提供了参考。     

短期风电功率预测误差及出力波动的概率建模

准确刻画短期风电功率预测误差以及区域风电出力波动特征是解决大规模不确定性能源并网运行难题的基础。为准确表征风电出力波动与预测误差及气象误差的关联关系，建立高斯混合分布概率模型及利用其与观测曲线的误差构造云模型，然后建立基于正态云与混合高斯分布耦合的概率分布模型，最后采用多种概率密度分布模型对冀北地区单风电场功率预测误差、集群风电功率预测误差、气象预测误差以及不同功率波动范围的预测误差和与其对应的气象预测误差的关联关系进行统计分析。算例结果表明，所提模型拟合效果最优，从而验证了基于正态云与混合高斯分布耦合的概率模型的有效性。     

基于自适应VMD的混合储能容量优化配置研究

针对用户用电需求和可再生能源发电情况,提出一种由重力势能储能、蓄电池和超级电容组成的混合储能系统,建立其数学模型.针对其不同的特性,提出基于自适应变分模态分解的混合储能系统容量优化配置策略,对混合储能容量优化配置模型求解.以某风光互补电站典型日功率数据为例,对最佳储能系统的分解尺度K和高中、中低频分界点及其对应的储能配...     

风光联合发电系统的储能容量优化配置方法

随着可再生能源大规模接入电网,风力发电和光伏发电的不稳定性威胁着电网的安全稳定运行。储能系统作为一种可调度的能源,可实现可再生能源输出功率的平滑输出。通过分析风光联合发电系统输出功率特性,提出采用平抑指标和平滑效果评价指标对比分析滑动平均法和最小二乘法滤波效果,用于确定蓄电池储能配置的参考输出功率。在获得平滑后的功率曲线后,根据提出的曲线局部平滑指标和总体平滑指标,综合考虑蓄电池投资成本和平滑效果优化配置储能容量。最后,采用某地区实际的风光资源历史数据,验证了所提方法的可行性。     

Techno-economic analysis of hydrogen energy for renewable energy power smoothing

With the increasing proportion of renewable energy (mainly wind power and photovoltaic) connected to the grid, the fluctuation of renewable energy power brings great challenges to the safe and reliable operation of power grid. As a clean, low-carbon secondary energy, hydrogen energy is applied in renewable energy (mainly wind power and photovoltaic) grid-connected power smoothing, which opens up a new way of coupling hydrogen storage energy with renewable energy. This paper focuses on the optimization of capacity of electrolyzers and fuel cells and the analysis of system economy in the process of power output smoothing of wind/photovoltaic coupled hydrogen energy grid-connected system. Based on the complementary characteristics of particle swarm optimization (PSO) and chemical reaction optimization algorithm (CROA), a particle swarm optimization-chemical reaction optimization algorithm (PSO-CROA) are proposed. Aiming at maximizing system profit, the capacity of electrolyzers and fuel cells are constrained by wind power fluctuation, and considering environmental benefits, government subsidies and time value of funds, the objective function and its constraints are established. According to the simulation analysis, by comparing the calculated results with PSO and CROA, it shows that PSO-CROA effectively evaluates the economy of the system, and optimizes the optimal capacity of the electrolyzers and fuel cells. The conclusion of this paper is of great significance for the application of hydrogen energy storage in the evaluation of power smoothness and economy of renewable energy grid connection and the calculation of economic allocation of hydrogen energy storage capacity.     

Stable power supply of an independent power source for a remote island using a Hybrid Energy Storage System composed of electric and hydrogen energy storage systems

We propose a self-sustaining power supply system consisting of a “Hybrid Energy Storage System (HESS)” and renewable energy sources to ensure a stable supply of high-quality power in remote islands. The configuration of the self-sustaining power supply system that can utilize renewable energy sources effectively on remote islands where the installation area is limited is investigated. It is found that it is important to select renewable energy sources whose output power curve is close to the load curve to improve the efficiency of the system. The operation methods that can increase the cost-effectiveness of the self-sustaining power supply system are also investigated. It is clarified that it is important for increasing the cost effectiveness of the self-sustaining power supply system to operate the HESS with a smaller capacity of its components by setting upper limits on the output power of the renewable energy sources and cutting the infrequent generated power.     

高铁客运站分布式多能源系统供能协同优化策略研究

为解决传统高铁客运站供能系统中能源利用率较低的问题,以日运行购气费用和购电费用最优为优化目标,以系统运行过程中实时能量平衡为约束条件,以可再生能源出力和吸收式制冷占比为优化变量,建立多能源协同供能的分布式能源系统,并将该模型应用于北方某高铁客运站,分析可再生能源的利用率、制冷系统中可再生能源电出力的电制冷占比以及电网出力的节电率。仿真计算结果表明,分布式能源系统的使用提高了可再生能源的利用率,其中风电机组出力占其出力极限的96.5%,光伏机组出力94.7%;相比于参比系统,分布式能源系统的成本节约率为12.5%;电制冷占比为13%;电网的节电率为53.9%。     

含分布式能源区域电网月最大净负荷概率预测

负荷预测在电网规划和运行中十分重要,大规模分布式能源接入电网参与能量交换,可使电网用户优化其用电模式,但造成区域电网月最大净负荷特性发生根本性改变,增加了月最大净负荷预测的不确定性。为此,结合BP神经网络算法与分位数回归模型,构建了区域电网月最大净负荷的非线性概率预测模型;并利用核密度估计算法计算得到了月最大净负荷概率预测分布曲线;最后,以上海某含分布式能源区域电网为例,验证了该方法的可行性与可靠性。结果表明,该方法可准确刻画月最大净负荷波动特性,为电网规划与负荷管理提供依据。     

Control strategies for a photovoltaic--Energy storage hybrid system

受光照,温度等自然条件影响,光伏电源输出有功功率具有较大的波动性.因此,本身既非恒压源又非恒流源的光伏电源并网运行时会产生一系列问题,如对电网冲击性大,需增加旋转备用容量,难以参与电网调度等.利用电池储能系统来控制有功功率输出,可以使平滑光伏电源功率波动成为可能.研究了光储联合发电系统的运行模式,提出了适用于光储联合发电系统的拓扑结构和控制策略,并对储能用功率转换系统(PCS)进行了分析和设计,最后基于某光伏电站的实际历史运行数据,对所提出的方案进行仿真研究,仿真结果验证了光储联合发电系统控制策略的有效性和可行性,为光储联合运行示范工程提供了一定的理论依据和有力借鉴.     

针对并网型风储微网的飞轮储能阵列系统控制方法CSCD

由于新能源发电存在波动性和间歇性,其大量接入时会给电网运行带来新的困难,而利用储能技术提高新能源的可调度性是当前研究的热点。为缓解新能源并网对电力系统的不良影响,针对并网型风储微网提出了一种基于飞轮储能阵列系统的分层优化控制方法,上层优化中心根据功率缺额和各台飞轮的转速建立相应充/放电优化模型,并求解相应飞轮的功率参考值;下层飞轮控制器采用双模双环控制方法,实现飞轮转速和输出功率的控制,最后通过MATLAB/Simulink仿真验证了所提控制方法的有效性和可行性。     

考虑源-荷发展不确定性的电网扩展规划模型

在城市电网的发展过程中,随着可再生能源及储能等可控负荷的大规模接入,系统内源-荷实时功率供需关系与未来容量发展的不确定性将会增加,导致可再生能源利用率降低,并给上级电网带来调峰压力。为解决这一问题,文章充分考虑源-荷发展不确定性对系统的影响,以总规划成本最小为目标,建立了基于多重不确定性的电网模糊扩展规划模型及其求解方法。通过仿真算例验证了所提模型可有效地提升电网规划的经济性。     

储能对可再生能源并网发电的支撑作用

可再生能源发电并网对于电力系统的节能减排具有关键作用,选择合理的储能容量,并分析储能对可再生能源并网发电的支撑作用具有重要意义。从节能减排和供电可靠性角度建立具有储能装置的单母线电力系统和剩余电力系统的随机规划模型,并通过蒙特卡罗模拟算法对国外某地区的风力发电和储能联合运行系统进行模拟分析。结果表明,适度规模的储能容量不仅能有效解决可再生能源发电的功率波动问题、减小系统停电损失概率,而且能够降低系统的环境成本,但其减少程度与储能的全过程效率有关。