兼顾区域自律和消纳品质的配电网新能源消纳能力分析方法

为降低新能源发电随机不确定性导致配电网对主电网的强烈功率扰动,提高电力系统新能源多层次有序消纳能力,提出新能源配电网利用可控资源实施区内自律管控的输配协调消纳策略,研究在配电网资源给定条件下满足区域自律特性和消纳品质的新能源合理消纳能力分析方法。首先,阐述配电网自律运行实施策略,提出描述自律运行能力的性能指标;构建配电网新能源消纳容量优化配置模型,建立基于储能、柔性负荷和网络重构手段的配电网满足自律约束的运行行为模型,并采用遗传算法进行求解;提出考虑法纳品质的新能源消纳能力评估指标,并采用年时序仿真手段分析配置方案综合性能。最后,以某城市经济技术开发区为算例进行分析,验证了该方法的有效性及合理性。     

氢耦合区域综合能源系统集群双层博弈随机优化调度策略

为促进区域综合能源系统(regional integrated energy system, RIES)集群的高比例新能源就地消纳，实施新能源的RIES内部消纳、RIES间互补消纳及氢能转换调节消纳策略，解决RIES多购售主体电能交易模式、氢能耦合高效应用和源荷不确定性调度风险等关键问题，提出了RIES集群的三阶段调度随机优化模型。第一阶段，基于电储能调节的RIES新能源电力波动平抑模型，提升电能质量。第二阶段，基于演化博弈的RIES间新能源互补交易调度模型，优化制定购电选择主体策略。第三阶段，采用电制氢及混氢技术，消纳互补交易后的过剩新能源，实现电能时移和电-气、电-热转移的氢能调节；考虑源荷不确定性的随机优化模型，获得兼顾经济性和鲁棒性的调度策略。通过仿真算例验证了方法的有效性。     

蜂巢状有源配电网中多端口能量枢纽控制策略

作为一种适应高比例分布式新能源接入的新型配电网架构,蜂巢状有源配电网利用多端口能量枢纽(multi-port energy hub,MEH)可实现多微电网/配网单元间功率的互联互济,如MEH中包含储能设备,可以进一步提升新能源利用率和电网可靠性。文中提出一种含储能的MEH及其分层协调控制策略。上层控制根据储能系统的荷电状态和配电网运行状态协调控制储能变流器与各并网端口变流器之间的功率分配,使得MEH在平抑新能源波动、配网故障恢复等运行模式下均能够对内部储能系统进行能量管理。下层控制通过将储能变流器有功功率的微分值反馈至储能系统控制环路进行补偿,提高储能变流器输入/输出有功功率响应速度。文中设计了MEH控制系统关键参数,利用MATLAB/Simulink对MEH在配电系统中的应用进行仿真。不同工况下的仿真对比验证了所提分层协调控制策略的有效性,证明该策略能够延长储能系统工作时间,提高储能系统有功功率变化率,减小直流母线的电压波动。     

提升配电网新能源消纳能力的分布式储能集群优化控制策略

针对分布式电源大规模接入配电网造成的资源浪费与储能系统经济性有待提高的问题,提出一种用于提高分布式电源消纳和储能系统经济性的集群储能控制策略.首先,建立了兼顾系统模块度与有功功率平衡度的综合性能指标,并提出了基于遗传算法的集群划分方法.然后,通过逐层进行配电网与集群层面的削峰填谷,依次确定集群储能及节点储能功率;在计及配电系统安全、储能系统运行等约束条件下,构建了集群储能经济模型,分析既有储能配置下可消纳新能源比例及储能系统日运行收益,确定各节点储能最优时序出力.仿真结果表明,所提控制策略可以促进配电网新能源消纳,提高储能系统运行经济性.     

含多种分布式电源的直流配电网多模式调压策略

直流配电网凭借适于分布式电源接入等优势成为未来配电网的发展方向,其稳定运行控制策略是亟待解决的问题之一。该文以包含风电、光伏和储能系统的直流配电网为研究对象,提出了一种基于下垂控制的多模式调压策略。根据电压偏离额定值程度和各端调压能力,该策略将直流配电网的电压调节分为主调压模式、后备调压模式和紧急调压模式,实现了多种工况下直流电压的分散自律控制。主调压模式和后备调压模式分别为联网换流器和储能系统按下垂特性调节直流电压,紧急调压模式则包括新能源降功率运行和负荷减载。此外,对蓄电池荷电状态达限值及直流电压偏差问题进行了研究,并提出了相应的解决方法。最后,利用Matlab/Simulink搭建了包含风电、光伏和蓄电池的六端环状直流配电网仿真平台,验证了所提调压策略的有效性。     

含储能和氢燃料电池的孤岛微电网混合运行模式与功率协调策略研究

孤岛微电网可就地消纳清洁能源,实现一定范围内的零碳电力供应。但由于孤岛微电网没有大电网的支撑,高比例分布式能源由电力电子变流器接入又导致其缺乏惯性,运行时难以同时实现频率稳定、供电可靠和新能源高效消纳。针对含储能和氢燃料电池的孤岛微电网,结合主从运行模式与对等运行模式的优点,提出一种基于组网型电源协调控制的混合运行模式。储能和氢燃料电池控制为组网型电源,分别采用恒压恒频控制和虚拟同步机控制,其他清洁能源作为随网型电源采用恒功率控制。功率协调算法中将储能荷电状态作为氢燃料电池的功率调节参考,并引入功率微分项改善动态调节性能,实现储能与氢燃料电池的弱通信协调运行。MATLAB/Simulink仿真结果表明,所提方法可以兼顾孤岛微电网的频率稳定性,运行可靠性和新能源利用率,证明了混合运行模式与功率协调策略的正确性和有效性。     

高光伏渗透率配电网中分布式储能系统的优化配置方法

为促进分布式光伏与配电网协调发展,提高配电网对光伏发电的消纳能力,研究了高光伏渗透率配电网中分布式储能的优化配置方法。从分布式电源投资者的立场出发,并兼顾电网管理者的利益,以储能配置总容量为优化目标值,同时引入电网电压波动改善指标,以配电网运行状态、储能荷电状态、运行状态为约束条件,提出了高光伏渗透率配电网中多点分布式储能系统选址和定容的双层优化方法。并在下层优化模型中同步考虑储能与光伏出力、负荷间时序的配合,制定储能充放电的优化运行策略。最后通过河北承德地区配电网算例验证了所提方法的有效性和可行性,仿真结果表明采用该方法后储能配置容量可以减少85%,同步考虑储能、光伏、负荷的配合后电压改善指标可以提升18%。     

柔性多状态开关多端口协调优化调控方法

针对配电网中高渗透率新能源消纳能力提升和馈线均衡与系统运行降损需求,提出了柔性多状态开关多端口协调优化调控方法。算法分为2层,分别是参考点优化层和斜率优化层。在参考点优化层,基于源、荷长时间尺度预测数据,考虑交流馈线负载率均衡约束、开关端口功率交互方向及损耗约束以及系统潮流、运行安全等约束,以最小化系统运行成本为目标,对各端口运行参考点进行优化。在斜率优化层,基于参考点优化层所得的端口功率交互方向和运行参考点,根据指令更新间隔期间短时间尺度源、荷预测数据,考虑各端口有功、无功下垂控制约束和有功、无功容量耦合约束,以降低运行损耗为目标,对下垂斜率进行优化。算例仿真结果表明,所提出的柔性多状态开关调控方法可以有效降低系统运行损耗,实现不同馈线的功率资源优化共享;此外,基于蒙特卡洛模拟,说明所提出的方法对于间歇性新能源与负荷的发用电功率波动有较好的适应能力,可以有效降低系统状态的越限风险。     

用户侧分布式储能鲁棒博弈优化调度方法

针对开放电力市场环境中多主体电能交易机制下系统的经济调度问题,提出了一种基于合作博弈理论的用户侧分布式储能鲁棒博弈优化调度方法.该方法旨在协调配电网与用户之间的能量交互,通过寻找博弈模型的均衡点来制定最优的用户侧储能调度策略,提高系统的新能源消纳水平和经济效益.其次,为减少系统中源荷功率不确定性对实际调度运行过程中系统...     

计及温度不确定性的配电网广义储能分层调控策略

为发挥空调负荷的调控潜力,该文将变频空调视为广义储能,提出一种计及温度不确定性的配电网广义储能分层调控策略。首先,建立变频空调广义储能模型,基于广义储能特征参数,将广义储能聚合为多个集群。在此基础上,构建广义储能集群分层调控框架,将广义储能调控分为广义储能集群调控与广义储能群内调控两层。在广义储能集群调控层面,提出配电网广义储能集群分布鲁棒优化调控策略,避免了室外温度不确定性影响用户舒适度;在广义储能群内调控层面,提出了广义储能集群群内功率分配策略,实现广义储能等效荷电状态变化的一致性。最后,基于改进的IEEE 33节点系统开展算例仿真,仿真结果表明所提的调控策略在保障用户舒适度和调控公平性的前提下降低了配电网的运行成本,提高了可再生能源的消纳水平。     

多站融合供电系统辅助调峰自律运行调控策略

针对大规模DG并网带来的电网调峰及备用容量需求，基于全局协调、分区自治思想，提出多站融合供电系统辅助调峰自律运行调控策略。构建调峰备用等相关技术指标以量化供电区域应具备的“自律能力”。根据供电区域调峰需求，提出多种融合供电区域储能站自律调峰控制策略。为满足主网调峰备用需求并实现供电区域“自律”运行，将储能调峰自律控制策略联合优化配置，建立多站融合供电区域储能站容量优化配置模型。采用鲁棒优化联合端点场景筛选法构建供电区域典型运行场景，利用智能优化算法对模型进行求解。最后，对多站融合典型实施案例进行算例分析，结果证明了所提方法的有效性。     

含新能源接入的配电网中分布式储能系统控制策略

高比例间歇性新能源的接入,给配电网稳定带来了极大的影响,文章提出一种基于双层控制提高配电网电压稳定性的控制策略.双层控制分上下层执行,上层稳定电压,确定各节点电压满足安全运行条件和电压偏差最小时储能电站群总有功/无功功率;下层优化分配上层运行结果,考虑电网运行经济性及新能源利用率,对各储能电站进行功率分配.控制过程分时...     

计及储能及负荷转供协同调度的城市电网弹性运行策略

随着多种新型负荷的不断增长及新能源的大规模接入,城市配电网输电阻塞问题日益频繁,严重威胁电网安全运行和可靠供电。利用高压配电网网架重构以及储能电站充放电特性,实现负荷及发电的时间-空间转移,可有效缓解城市输电网局部阻塞问题,降低负荷损失,保证供电可靠性。因此,提出了一种同时考虑高压配电网重构和储能电站充放电协同控制的弹性运行策略。首先,建立了储能电站充放电功率调度模型及高压配电网可重构模型。然后,定义安全距离作为安全裕度指标,将线路传输容量和网络拓扑结构结合,以全面评估所提协同控制策略对提升220 kV电网运行安全的效果。最后以我国某城市局部高压配电系统为算例验证所提协同控制的有效性。结果表明,所提方法能有效均衡大尺度时空范畴内的源荷分布,改善城市输电网运行阻塞问题,提升220 kV输电网安全裕度。     

基于一致性耦合关联的交直流混合配电网协调能量管控

交直流混合配电网是未来电网的一个重要形态,其能量管控研究具有重要意义。对多源并入的交直流混合配电网搭建局部和区域双层调度模型,提出交直流混合配电网的分布式调度优化策略。在局部调度层,考虑可再生分布式能源和储能设备联合出力,保证对负荷的平稳供给,并将优化调度结果上传给区域调度层;在区域调度层,对交流区域和直流区域各自进行独立优化,充分考虑各区域的自主运行特性,同时满足交直流混合配电网的运行约束条件,并提出基于一致性理论的分布式能量管控方法,获得最优可行解。算例结果验证了所提策略的有效性。     

湖南电网侧电池储能电站概况及调控运行启示

电池储能电站具有建设周期短、响应速度快、应用模式多样等优点,将其应用于电网侧,可实现调峰、调频、调压和紧急控制等多种功能。本文针对电网侧电池储能电站,首先从形势政策、工程应用和技术发展三方面概括了国内发展现状,阐述了湖南电网典型案例——榔梨电池储能电站的特点及架构;然后以此为基础,重点分析了电池储能电站调控运行的工程实现过程及运行策略;最后,结合泛在电力物联网的建设,提出了电池储能电站调控运行所面临的关键技术问题。     

基于分层储能的主动配电网需求响应控制策略研究及实现

开展需求响应(Demand Response, DR)和提高分布式发电(Distributed Generation, DG)渗透率可以有效地缓解输电和发电建设要求。传统配电网的无法适应DER高渗透率接入,基于价格和激励的需求响应在现有的政策和市场环境下推广应用驱动力不够。为了解决上述问题,将配电网储能系统进行分层分级,通过层级分权和责任授权发挥储能系统的主动性,不同层级的储能通过自主协调进行需求响应。该方法可提高分布式电源的渗透率,延缓配电网升级改造提升资产利用率,满足区域配电网稳定运行、电能质量、供电可靠性等,促进储能在电力系统中的应用。基于该研究成果研制的主动配电网需求侧管理系统已应用于国家能源应用技术研究及工程示范项目,实践验证了策略的有效性和实用性。     

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。     

基于源/储/荷协调控制的主动配电网区域自治

对主动配电网的区域自治策略进行研究,在双层调控体系的基础上,通过对主动配电网自治区域内部的"源/储/荷"进行协调控制,实现其运行过程中的主动管理和主动控制,进一步提升电网的安全稳定性。建立了主动配电网的分层调控体系,提出了不同运行场景下的协同互补调控方法。主动配电网的自治区域根据全局优化层下发的计划出力值,对功率波动进行实时校正,维持区域内部的功率平衡。算例仿真表明:基于源/储/荷协调控制的主动配电网区域自治策略,能够实现主动配电网下层自治区域功率的实时自动校正,提升主动配电网抗扰动的能力,更好地维持系统功率平衡。     

电动汽车快速充电站的储能缓冲系统控制策略

利用储能缓冲系统补偿电动汽车快速充电的脉冲功率,能够减小快速充电站接入对配电网的不利影响。研究含储能缓冲系统的快速充电站结构、不同类型蓄电池的快速充电功率特性,提出计及配电网有功变化率限值的储能缓冲系统运行方式和电流控制策略。结合快速充电站配置,推导储能缓冲系统的运行参数,进而设计储能系统元件参数。利用Matlab/Simulink搭建含储能缓冲系统的快速充电站模型,分析不同电动汽车脉冲充电功率下储能缓冲系统动态特性,验证了所提出控制策略的正确性和有效性。