光伏系统液流电池储能优化配置北大核心CSCD

液流电池具有长时储能成本低、系统安全性高等特点,适用于大规模长时储能的应用场景,通过对液流电池系统进行合理的规划配置,可以平抑新能源发电系统的间歇性和波动性,对于保障电网安全稳定运行具有重要意义。目前缺乏基于液流电池技术特性和运行特性展开的新能源系统与液流电池优化配置方法研究,随着我国能源快速转型,充分发挥液流电池技术及运行特点,优化配置新能源系统中液流电池容量,对建立新型电力系统有着积极作用。本工作以光伏与液流电池联合发电的局域网为研究对象,提出了适用于光伏系统的液流电池储能优化配置方法,通过对液流电池系统中各个模块系统的运行特性、系统初投资和全寿期运维成本进行了深入地研究分析,基于液流电池系统具有功率与容量模块相分离的特点,对大规模液流电池系统的功率和容量配比进行了优化设计。综合液流电池系统模块优化设计的结果,对光伏与液流电池联合发电的局域网系统进行运行策略优化,在保证局域网供电稳定运行的同时,以液流电池系统初投资与全寿期运行成本之和最小为目标函数,求解得到优化液流电池优化配置方案。算例应用表明,大规模液流电池系统功率和容量配置为1 MW/8 MWh时为经济性最优的兆瓦级液流电池模块设计,25年运行期LCOE为0.292元/kWh;在本工作应用的局域网中储能优化配置的目标函数在储能配置为20 MW/160 MWh方案达到最优解。     

基于改进粒子群算法的新能源侧储能容量配置

在新能源侧配置储能可有效减少弃风弃光,提高新能源消纳能力。综合考虑储能消纳风光的能力及其经济性,以风光电站弃风弃光电量和储能投资成本最小为目标构建新能源侧储能配置模型。提出基于改进多目标粒子群算法的优化算法对模型进行求解,在求出的各目标权重的基础上,采用熵权法排序得出最佳储能容量配置方案。以某风光电站为例进行仿真分析,结果表明,配置储能后可有效消纳风光,且具有较好的经济性,验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于能源需求侧供需平衡的新能源优化配置研究

城镇建设能源规划主要从供应侧考虑,能源供给结构单一.基于能源需求侧平衡,以苏州市同里新能源小镇为研究对象,按照新能源、燃气三联供、市电的供能顺序,在满足需求侧供需平衡的条件下进行新能源优化配置研究,研究结果表明通过多能互补模式可以满足需求侧的用能需求,并且大大提高了城市的自供能力.     

计及可靠性的含源配电网储能系统的优化配置北大核心CSCD

本工作研究了计及可靠性的含源配电网储能系统的优化配置问题。首先,提出了适用于含源配电网供电可靠率指标的计算方法,具体考虑了负荷时序、分布式光伏出力及储能系统运行特性。然后,基于上述计算方法,提出了计及可靠性的含源配电网储能系统的优化配置模型,综合考虑了配电网的可靠性和经济性指标,约束条件包括配电网潮流、系统功率平衡、光伏出力以及储能系统运行。最后,以17节点配电网为例,利用遗传算法对本研究模型进行求解,得到了含光伏配电系统中储能系统的最优安装位置和容量。并且,分析讨论了储能和分布式光伏同步配置、储能在系统侧集中配置等不同的安装方案以及子目标权重系数的设置对目标函数的影响。     

计及多影响因素的发电侧混合储能系统容量配置方法及配置工具北大核心CSCD

储能是推动主体能源由化石能源向可再生能源转变的关键技术,对提升清洁能源消纳,保障电力连续稳定输出,提升火电效率,保障电能质量具有突出作用,是实现多能协同、清洁低碳、安全高效能源体系的重要支撑。本工作主要聚焦新能源场站参与电网一次调频应用场景下的储能系统配置,综合考虑了不同储能系统技术出力特性、储能系统成本、储能系统使用寿命、储能系统经济性等诸多因素,并在考虑储能系统能量及功率平衡、储能荷电率限制、储能出力置信度等多约束目标的基础上,运用多时间尺度小波分析、储能容量迭代优化算法和雨流计数电池寿命预测等数值分析理论,开发出适用于新能源场站参与一次调频的混合储能系统配置方法,并基于MATLAB开发了储能配置专用计算工具。本工作通过一个400 MW风电场参与一次调频场景中储能的配置验证了所开发的混合储能配置方法及工具。     

考虑参与多市场交易的电网侧储能优化配置

基于电网侧储能投资者的角度,提出一种考虑多市场交易模式的电网侧储能系统优化配置双层模型。模型外层以储能投资综合效益最大为目标,考虑了储能能量市场收益、调频市场收益、调峰市场收益和投资成本;内层以系统运行成本之和最小为目标,考虑系统的发电成本、调频服务成本、调峰服务成本和弃风成本。通过内外双层模型综合考虑了储能的规划和运行决策问题,模型在改进的IEEE39节点进行仿真,算例证明了所提模型的有效性。     

考虑调峰调频需求的新能源电网储能优化配置

风电、光伏等新能源大规模接入电网带来电力电量不平衡问题。对此,本工作提出考虑新能源电网调峰调频需求的储能优化配置方法。首先,建立典型日多时间尺度运行模拟模型用于量化储能参与系统调峰和频率响应的贡献,即兼顾碳足迹约束的日前调峰和兼顾联络线偏差控制的日内调频。然后,建立储能配置-运行双层优化模型,上层配置模型以系统年运行成本与储能等值年投资成本总和最小为目标决策储能容量,下层运行模型通过两阶段时序模拟刻画不同典型日下的多时间尺度运行。该双层优化问题通过差分进化算法+Gurobi求解器的混合算法求解。最后,算例表明考虑储能参与双重应用场景的配置结果更为合理,系统运行总成本更低、碳排放更少。     

面向新能源大规模消纳的大容量储能多分区两阶段优化配置方法研究

目前国内外对适应新能源大规模并网消纳条件下的大容量储能在多分区的协同优化配置研究较少,多关注在电源侧和微网中储能的优化配置问题,储能在电网侧多分区的配置效率不高.为了提高大容量储能在多分区配置的合理性,提出了一种满足新能源消纳的大容量储能多分区协同两阶段优化配置方法.在系统内新能源装机容量一定的前提下,综合考虑电网调峰...     

考虑新能源消纳的储能优化配置方法研究

为了有效提高风电利用率,在储能优化配置成熟的基础上,考虑供需平衡的特点,对各种能源形态进行合理整合和统一规划配置。首先,考虑到储能系统的需求,建立了灵活的供需模型;其次,根据柔性供需模型,设定风电与储能系统的联合供需平衡裕度,对储能进行优化配置。仿真结果表明,该配置方法可以有效弥补原有能源系统单独规划、独立运行的不足,打破能源壁垒,提高能源利用效率,优化能源系统结构。     

基于改进海洋捕食者算法的配电网储能多目标优化配置北大核心CSCD

分布式电源(distributed generation,DG)的大量接入是配电网重要发展趋势之一,而储能系统的合理配置是提升配电网接纳DG能力的重要手段。本工作考虑高比例DG接入配电网造成电能质量下降问题,建立使配电网电压偏移最小、线损率最低、储能规划成本最优三个指标的储能多目标优化配置模型;针对目前侧重改进传统优化算法求解储能配置多目标优化问题性能不足方面,采用一种基于快速非支配排序和边界交叉构造权重设置参考点的方法对海洋捕食者算法改进,进而求解配电网储能多目标优化模型,得出储能在配电网中的最佳并网位置、额定容量和储能电池调度周期内的充放电功率。通过在IEEE-33节点系统上进行算例分析,结果显示:采用改进的多目标海洋捕食者算法能够有效地求解出在最优储能规划成本下使配电网经济、稳定运行的储能配置方案,及储能电池运行周期内最佳的充放电策略;并且通过对比多种智能优化算法,证明了所提改进海洋捕食者算法在求解储能多目标优化配置问题上具有良好的收敛性能、分布性能。     

基于权重自适应鲸鱼优化算法的多能系统储能电站最优配置北大核心CSCD

本文考虑风-光-火-储多能系统的运行特性和约束条件,将火电厂的输出功率波动最小作为目标函数,得到非线性规划方程。利用非线性自适应权重协调寻优算法的全局搜索及局部搜索能力这一特点,在包围猎物、气泡攻击及搜索猎物过程中引入非线性自适应权重系数S1和S2,对鲸鱼优化算法进行改进。改进后的算法用来求解多能系统储能电站的优化配置问题。利用IEEE33节点系统作为风-光-火-储系统的仿真模型,根据权重自适应鲸鱼优化算法的计算结果,储能选址在13节点,储能的配置容量为40.2 MWh,储能系统的年运行成本为1329万元。结果表明,本文提出的储能配置策略有效抑制了多能系统中火电厂的功率波动,加入储能后火电厂功率的峰谷差下降了90.79%,有效实现了辅助调峰。对于大规模新能源并网对电力系统造成的冲击,本文提出的优化配置策略有助于储能电站的规划与建设,将为实现“双碳”目标和推动能源革命提供重要支撑。     

新能源发电工程储能系统容量/功率优化配置

新能源风、光发电工程中配置一定容量的储能系统,可以显著提高新能源发电的消纳水平。储能系统的容量/功率的优化配置可最大程度提高储能系统利用效率和经济性,同时将新能源风电、光伏的弃电率降低到设定的目标值。提出以全生命周期内储能系统净现值最大为目标,综合考虑储能系统全生命周期内投资、运维成本、购电成本、售电收入、充放电效率、荷电状态、储能电池寿命、弃电率等多种因素的储能系统容量/功率优化配置方法,并以青海某工程1 030 MW光伏阵列和250 MW风电场的运行数据为例,计算得到该新能源风电、光伏发电工程中净现值最大的储能系统容量/功率配置,使整个储能系统获得最优的经济性。     

储能系统和新能源发电装机容量对电力系统性能的影响北大核心CSCD

随着“双碳”目标的不断推进,新能源发电装机容量将持续增长,由于新能源发电具有不稳定性,因此分析新能源装机容量与储能系统容量增加对电网性能的影响具有重要意义。本工作以某省电网为对象,参考其电网组成建立了包含风电、光伏、火电和储能在内的电力系统调度模型,应用信息间隙决策理论和蒙特卡洛方法模拟了用户负荷和新能源发电的不确定性。研究结果表明:当新能源装机量翻倍时,新能源发电量占比可以提高62.6%,但运行成本也会提高18.7%。当储能系统容量从0 GW提高至15 GW时,可使运行成本降低14.4%,新能源发电量占比提高22%。同时发现,当新能源消纳率低于95%时,储能容量的提高将主要带来新能源消纳的提高;当消纳率高于95%时,储能容量的提高将显著降低电网波动性。该研究对未来低碳能源和智能电网建设中新能源和储能系统装机容量的配置具有一定的指导意义。     

建筑集成微电网储能配置与控制方法研究进展

与建筑集成的微电网,能最大程度消纳分布式发电源能量,同时解决分布式发电源直接接入配电网所带来的功率波动性及电能质量问题。本文基于分布式电源类型、储能类型和用户经济,阐述建筑微电网在储能配置与控制方法的研究进展。展望建筑集成微电网的未来重点研究方向。     

考虑灵活性负荷异构性质的多类型储能优化配置北大核心CSCD

灵活性负荷与多类型储能协调优化是实现电力系统电力电量平衡的重要方法,随着大规模灵活性负荷广泛接入电网并参与需求侧响应,灵活性负荷的异构特性已难以适应电网规模化调控需求、无法充分挖掘其调节潜力。本工作提出了考虑灵活性异构负荷的多类型储能优化配置策略,通过聚类灵活性异构负荷建立泛化模型,匹配负荷特性与电网调控需求。首先,基于灵活性异构负荷用电曲线和调节潜力的差异化特性,将典型异构负荷聚类为可转移负荷、可削减负荷和可调节负荷,并建立相应的泛化模型;基于此,提出灵活性异构负荷与多类型储能协调优化策略,以计及发电侧、电网侧、储能侧和负荷侧成本的系统综合运行成本为优化目标,利用混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)实现多类型储能的最优配置;最后,通过算例对比分析验证了所提协调优化方案的可行性与有效性,相比于单独考虑灵活性负荷、储能参与系统调控,灵活性负荷与多类型储能协调优化不仅可以实现地区电网电力电量平衡,而且可以降低系统运行成本,提升电网经济效益。     

基于系统动力学的共享储能政策效应分析北大核心CSCD

共享储能采用统一规划、建设和调度,具有初始投资低、运营风险小、设备质量有保障、利于多重价值的实现等优点,未来有望成为储能和新能源协同发展的主流模式,该模式的持续、健康发展离不开合理、有效政策的支持。本工作分析了我国共享储能发展现状,应用系统动力学方法搭建了光伏和共享储能发展的系统动力学模型;基于某省实际及规划数据,确定模型参数,模拟仿真了在不同配储比例、配储时长、租赁费用、年调度次数等政策情景下的光伏及储能装机规模变化。研究结果表明,共享储能政策的制定需综合考虑新能源规划目标、储能规划目标、系统灵活性需求等因素,积极拓展储能收益来源,使源网荷合理分摊储能成本,才能实现新能源和储能的高质量协同发展。     

考虑光伏波动的有源配电网分布式储能双目标优化规划北大核心CSCD

文章针对光伏不确定性出力的场景下合理高效求解分布式储能优化配置方案的问题,建立了基于误差场景模拟法的有源配电网分布式储能优化规划模型。基于节点电压综合灵敏度分析方法进行了储能布点优化,避免了储能选址问题的大规模求解;以配电网综合成本和电压波动总和最小为双目标,构建了分布式储能优化规划模型;采用基于ε-约束法对双目标优化模型进行求解,并计及主观权值修正进行了折中最优解的选取。通过误差场景模拟光伏出力偏离预测值的不确定波动,规避了光伏出力随机性对储能配置方案的影响。通过仿真算例验证了所提分布式储能优化规划方法的有效性与适用性。     

基于计算机技术的储能系统优化北大核心CSCD

基于对能源储存利用的优化研究,我国的储能行业迅速发展壮大。在研究如何减少电能储存中的损耗、提高利用效率、控制稳定性等系统优化技术时,通常需要利用计算机技术高效的计算和控制能力加以辅助。包括在新能源汽车能源利用优化、储能装置温度控制优化、电池容量优化、储能材料研究等诸多研究方向都出现了计算机技术的身影。依据目前行业内的研究成果,在人工智能和大数据技术的加持下,储能行业的发展也能得到进一步提升。     

基于贪婪算法的分布式储能系统容量优化配置方法北大核心CSCD

分布式储能系统(distributed energy storage system,DESS)对电力系统调峰至关重要,其选址和容量配置一直是业内研究热点,然而DESS规划配置方面依然存在经济技术分析不够全面和计算复杂度较高的问题。基于此,本文提出了一种基于贪婪算法的分布式储能系统容量优化配置方法。首先建立了全面的DESS经济模型和运行约束模型,相对传统仅考虑投资成本和运行成本的缺陷,增加了储能运行调度带来的经济效益;然后通过功率损耗灵敏度(power loss sensitivity,PLS)进行选址,可降低寻址问题的维度并提高优化效率;接着利用贪婪算法将DESS划分为诸多单元分别优化,并将每个单元的决策过程简化为简单模型,可显著提高求解效率;为验证所提方法的有效性,本文以浙江嘉兴市某小区负荷数据为例,在MATLAB R2015b中进行仿真分析。结果表明:①相比遗传算法,本文算法仅能得到局部最优解,获得的经济效益略低,但差距不大,可显著提高计算效率;②相比于整体优化,其优化结果相同,但不涉及网损等成本计算,计算效率进一步提高。     

考虑退役动力电池衰减特性的新能源场站群共享储能长期规划配置

为最大化利用退役动力电池的全生命周期价值、解决共享储能在电力系统扩展规划方面需兼顾多方利益的经济性难题,计及逐渐增加的新能源装机容量与负荷需求,提出考虑退役动力电池衰减特性的发电侧共享储能长期规划模型。首先,设计基于退役动力电池的发电侧共享储能运营模式以打破能量共享壁垒,使其既能服务于自身新能源场站又可实现多个新能源场站间的能量互济、必要时还能参与电网的动态调频。其次,考虑退役动力电池衰减特性构建多个新能源场站自配并共享储能的长期规划模型,模型基于合作博弈以应对多方利益诉求冲突给资源优化配置带来的经济性挑战。最后以算例仿真验证所提发电侧共享储能运营模式及长期规划模型的可行性。