基于模型预测控制的高压配电网负荷转供与储能电站协同运行

当前城市电网容量增长空间有限,清洁能源渗透的随机性及负荷分布的不均衡性,导致城市电网输电阻塞频繁发生;110kV高压配电网检修及运行方式调整受限其灵活调节能力,转供时序操作难以保证系统可靠安全供电.相较于中低压配电网,高压配电网拓扑重构具备广域时间尺度上的大范围潮流转移能力,协同储能电站灵活的充放电特性,可有效解决上述...     

计及负荷峰谷特性的储能调峰日前优化调度策略

为了使储能系统达到最优的削峰填谷效果,提出一种计及负荷峰谷特性的储能调峰日前优化调度策略。根据调度日内的负荷曲线,以储能系统的额定容量与额定功率为约束条件,分别计算在调峰过程中所能达到的最高填谷功率线、最低削峰功率线以及与之对应的充放电电量。根据所需的充放电电量差值,在储能系统未动作区间内,以储能系统经济性和负荷峰谷差改善量最优为目标,确定各时刻储能系统的充放电功率,实现充放电电量平衡。分别建立填谷调度模型、削峰调度模型及电量平衡调度模型,并制定相应的调度策略执行流程。构建调度策略评价指标,以某电网的负荷及风电数据为基础验证所提调度策略的有效性。     

基于实时电价的含储能可再生能源系统协同调度策略

间歇性可再生能源和高渗透率的储能设备使能源系统的供需平衡控制愈加复杂,为能源系统的协同调度带来了挑战。针对含储能可再生能源系统,提出了一种基于实时电价的能源系统协同调度策略。首先,建立了含风光、储能系统、火电机组及多类型用户的可再生能源系统模型。其次,提出了一种双层规划模型,将实时电价和能源调度有机集成,实现了能源系统的协同调度优化。最后,基于KKT算法与改进麻雀优化算法实现模型求解。仿真实验表明了基于实时电价的协同调度策略对于含储能可再生能源系统的协同调度优化及系统效益提高具有重要意义。     

计及碳配额的电动公交车-配电网协同优化调度策略

考虑个人碳交易机制在电动公交车优化调度中的应用,提出一种基于动态碳价格的碳配额激励机制,电动公交车用户可以通过出售碳配额获取一定的收益。首先,计及路况对电动公交车运行时间产生的影响,根据工作日与休息日交通指数对电动公交车进站时间进行修正,构建电动公交车工作日与休息日充电负荷模型;然后,将基于动态碳价格的碳配额激励机制运用于电动公交车与新能源协同调度策略,构建综合考虑用户与电网利益的多目标函数,并运用鲸鱼算法对目标函数进行求解;最后,基于经济指标和性能指标,对固定碳价格、动态碳价格两种激励机制进行对比分析,通过算例验证了基于动态碳价格的碳配额激励机制的电动公交车与新能源协同调度策略的优越性。     

电网调度天职及调度对电网运行裕度的掌握

2003年8月14日美加大停电中电网安全协调员对电网运行情况恶化并没有做出及时反应,调整电网运行机构,这是发生大停电事故的一个主要原因。为此,探讨了调度在处理电网事故中如何采取措施及在运行中调度需要掌握电网运行裕度的问题。     

计及分布式储能的微电网群经济调度

为提高微电网群调度效率、减少微电网运行成本,首先构建了计及分布式储能的微电网群优化调度模型。该模型以包含风、光、储的3个子微网和网侧储能所构成的交流微电网作为调度对象。在满足功率平衡等约束条件下,对负荷侧储能充放电次数和单位时间内充放电功率进行限制;在考虑主网分时电价、系统发电成本,网侧储能放电成本条件下,采用遗传算法进行求解,得到计及分布式储能的微电网群经济调度方案,最终得到优化后的经济成本。算例计算结果表明,该运行调度模型可有效提高微电网群经济效益,从而验证了该模型的有效性。     

一种电池储能电站的经济优化调度策略

基于PQ解耦原理,提出了一种电池储能电站的经济优化调度策略。以总成本最低为优化目标,以电池自身条件和系统功率平衡为约束条件,建立了电池储能电站经济优化调度的数学模型。结合调度指令实施的具体流程,对模型进行了仿真,算例结果验证了文中提出的调度策略在储能电站中应用的可行性。     

电网侧电化学储能调度运行及其关键技术

随着储能技术不断进步和成本不断降低,电网侧储能因其能提供调峰、调频、电压支持、紧急控制、新能源跟随等多种服务,呈现爆发式增长。储能在提升电网灵活性、促进新能源消纳的同时,也会对电网调度运行带来新的挑战。调研国内外电网侧电化学储能发展现状及相关研究,结合中国政策法规、标准规范、工程应用等,着重阐述电网侧储能对电网调度运行的影响及其在电网中的典型应用场景,从调度计划、控制决策、运行评估及新技术应用层面评述电化学储能调度运行。对国内外已投运的电网侧储能典型案例进行分析,以期为未来电网侧储能规模化发展提供借鉴和参考。     

计及储能和空调负荷的主动配电网多目标优化调度

为了实现可再生分布式能源的充分消纳以及配网负荷峰谷差的降低,提出了一种考虑储能系统和空调负荷的主动配电网多目标调度优化方法。首先,基于空调负荷等效热参数模型和状态列队控制方法,给出了空调负荷虚拟电厂运行参数的计算方法。在此基础上,构建了一种以可再生能源功率削减量最小、配网运行费用最小和负荷曲线方差最小为目标的主动配电网优化调度模型。最后,采用多目标粒子群算法在改进的IEEE 33节点测试系统上对所提模型进行求解和仿真分析。仿真结果表明,所建模型可以有效地提升可再生能源的消纳能力,优化负荷曲线。     

计及储能与可控负荷的智能楼宇系统短期优化调度

本文以深度挖掘源-荷互动潜力为目标出发,提出了一种分布式动态可重构电池网络架构的楼宇储能系统拓扑,以提高智能楼宇储能系统的灵活调度能力。首先,通过深入分析楼宇系统内不同类型的可控负荷的工作特性和可中断负荷的反弹效应,建立楼宇可控负荷的区间内可调度裕值指标。在此基础上,考虑用户的用电舒适度和楼宇系统调度区间内实际可调度裕值,以楼宇系统调度成本最小为目标函数建立了短期优化调度模型。最后,应用改进的粒子群算法在IEEE14节点配电系统上对所提的模型进行求解和仿真分析。仿真的结果表明所提出的调度模型可以有效地提升新能源的消纳能力和降低楼宇负荷的功率波动。     

考虑电池储能老化和需求侧响应的交直流混合配电网动态重构方法

现有的电池储能模型一方面认为电池的充放电功率和效率为固定不变的,另一方面有关电池储能的充放电过程对循环老化的影响缺少考虑,这与电池单元本体的非线性等效电路模型相违背。因此,考虑电池储能的循环老化成本、需求侧响应,提出了交直流混合配电网动态重构方法。通过对实际电池储能的充放电功率的运行区域进行采样,在凸包络的采样点集合中将非理想状态下的电池储能模型重构为线性模型。在此基础上,分别建立了基于累积吞吐电量和放电深度的循环老化成本模型,构建了综合成本最小化的交直流混合配电网动态重构模型。并采用混合整数二阶锥规划方法求解。在改进的33节点算例上仿真验证了所提基于放电深度的循环老化成本模型的经济性,分析了交直流混合配电网重构方法经济性的影响因素。     

考虑多场景运行的不平衡主动配网电池储能系统两阶段优化配置

电池储能系统(battery energy storage system, BESS)的优化配置决定了其功能是否能得到有效利用。现有BESS配置研究通常基于平衡网络模型和极限运行工况假设,但实际配电网具有显著不平衡特性,且负荷和分布式发电不确定性导致网络运行工况复杂。同时,BESS配置优化问题求解常用的启发式算法或数学规划方法无法兼顾效率和精度。针对上述问题,提出了一种考虑源荷不确定性的不平衡主动配电网BESS两阶段混合优化配置模型。首先,建立两阶段的BESS优化配置模型,第一阶段旨在优化BESS配置容量以降低投资和维护成本,第二阶段通过优化BESS充放电计划以降低网损和增加削峰填谷收益。然后,采用结合粒子群优化算法和二阶锥规划的混合求解策略求解上述储能配置优化问题,以达到优势互补、整体提升的计算效果。最后,基于澳大利亚某配电网对所提BESS两阶段优化配置模型的有效性和优越性开展仿真验证。     

考虑实际运行的配电网电池储能系统的优化配置研究

储能具有削峰填谷、改善电压质量等作用,在配电网中具有极其重要的地位。研究制定蓄电池储能系统运行策略,并用其指导配电网中储能配置问题。以综合经济效益最大为上层规划目标函数,储能配置容量为控制变量,考虑了储能投资成本、运行维护成本、节约电能损耗收入和储能低储高放套利收入等因素。采用启发式数学方法,以分布式电源出力与电网负荷叠加后的等效负荷曲线为基础,根据一定指标提出一种考虑分时电价的蓄电池储能系统充放电策略,并作为下层规划部分,建立二层规划模型。利用嵌入启发式方法的遗传算法对该模型进行求解。用修改的IEEE33节点系统进行分析,验证了所建模型的有效性,并将提出的储能充放电策略与现有的典型充放电策略对比,说明了所提策略的优越性。     

含分布式电源的配电网中电池储能系统运行策略

针对配电网中因分布式电源(DG)的接入和负荷变化而引起的供需平衡问题,提出一种同时考虑DG和分时电价的蓄电池储能系统(BESS)充放电策略。第一步以降低能耗的收益与BESS套利之和最大为目标,以BESS各时段充放电功率为控制变量,以节点电压和充放电功率等为约束条件,在假设电池容量足够大的理想情况下建立划分充放电时段的数学模型;第二步以确定了充放电状态的各时段BESS功率为控制变量,并在第一步数学模型的基础上考虑荷电状态等约束,确定充放电功率的大小,并进一步划分充电、空闲和放电时段。修改的IEEE 33节点系统验证了所提策略的有效性。     

考虑负荷裕度的区域综合能源系统储能双层优化配置

综合能源系统通过多能互补与相关市场机制提升了能源利用效率的同时也引入了更多的风险因素,合理的负荷裕度是综合能源系统安全经济运行的重要保障。基于储能对综合能源系统负荷裕度的有利作用,建立了考虑负荷裕度的综合能源系统储能双层优化配置模型。其中下层模型利用储能对综合能源系统负荷裕度均衡度进行优化,而上层模型则结合负荷裕度进行储能容量优化配置,实现了社会综合成本最小化。最后,结合实际算例验证了所提优化方案的有效性。结果表明双层优化模型在实现储能容量优化配置的同时,也优化了其充、放能计划,最终实现了综合能源系统中负荷裕度的有效均衡,提高了综合能源系统应对负荷波动的能力和运行的经济性。     

计及运行特性的配电网分布式电源与广义储能规划

在配电网分布式电源与广义储能的联合规划中,为了充分挖掘柔性负荷的调控能力,实现源-荷-储的协同互动,提出了分布式电源和广义储能的双层规划方法。结合广义储能的运行特性模型,提出了柔性负荷的需求响应潜力量化方法及配电网的运行策略。构建了运行-规划模型,上层考虑系统规划成本、响应激励成本以确定资源的选址定容方案;下层以配电网的可持续性、可靠性为目标,采用自适应参数网格粒子群优化算法求解广义储能的运行结果。算例仿真结果验证了所提模型和方法的有效性及优越性。     

计及配电网可靠性和运行经济性的电网侧储能优化配置

针对储能提升系统可靠性和降低运行经济性的问题,提出一种综合考虑配电网可靠性和运行经济性的两阶段储能优化配置方法。在单一主电源供电可靠性模型的基础上,分别建立含储能系统单点接入、多点接入结构下的供电可靠性模型：阶段1以储能系统单点接入拓扑下的模型为规划对象,建立多目标规划运行双层模型,上层以储能容量投资成本、系统安全成本、统一时间尺度下的运行成本之和最小为优化目标,下层以综合运行成本之和最小为优化目标,同时考虑网络损耗、电能质量、负荷波动这3种运行成本,应用Gurobi工具包求解得到储能的规划运行方案;阶段2考虑新增供电线缆改造后的储能多点接入拓扑下的模型,以可靠性提升效益最大为优化目标,得到新增线缆规划方案。以修改的IEEE 33节点系统为算例,从不同的场景验证所提方法的有效性,并分析不同的停电风险价格对规划结果的影响。     

计及网络安全约束和多能协同交互的多园区综合能源系统分散协调调度

多园区接入区域配电网与配气网构成多园区综合能源系统(MCIES),可有效提高其经济效益。针对配电网、配气网和不同园区等多利益主体,提出一种计及网络安全约束和多能协同交互的MCIES分散协调调度双层模型。区域调度层为多主体调度层,配电网和配气网在满足网络安全约束的前提下向园区运营商供能,三者分别以各自利益最大化为目标,协调配网-园区联络线功率;局域调度层为园区利益分配层,各园区互联以实现彼此间电能和天然气支撑,并基于区域层决策得到的配网-园区交互能量,分别以各自经济最优为目标参与利益分配,优化内部设备出力计划,协调园区间多能交互功率。采用双层目标级联分析法解耦协调变量,分别将各层优化调度主问题构建为上下两级优化调度子问题,进而对调度子问题独立建模、协调求解。天津某地MCIES算例分析表明,所提方法兼顾了网络运行安全性和不同主体利益诉求,并通过发挥园区间多能协同交互优势,实现了MCIES的安全经济优化运行。     

考虑需求响应与储能寿命模型的火储协调优化运行策略

针对大规模新能源并网带来的系统调峰和消纳难题,以及已有优化调度策略对储能寿命成本考虑不足的问题,提出了一种考虑需求响应与储能寿命模型的火储协调优化运行策略。上层通过分时电价引导用电,以净负荷波动性最小为目标得到优化后的负荷曲线,旨在减轻火储的调峰压力、提高新能源消纳量;下层以系统总调度成本最低为目标协调优化风光火储运行,考虑火电深度调峰并在优化调度中嵌入储能寿命模型,求解得到各电源以及储能的最优运行方式。以某区域实际系统为例进行仿真,结果表明所提策略可以有效改善系统的调峰压力,提高新能源消纳能力,同时合理反映了储能的寿命成本,提高了系统运行的经济性。     

需求响应下分布式储能协调运行策略研究

随着电池储能技术的不断成熟和发展,其在电力系统中也得到了广泛应用。针对需求响应下多点分布式储能电池的协调优化问题,分析了电池储能系统的调节响应特性,以用户用电成本最小化为目标,基于分时电价的储能电池需求响应,构建了以网损最小化为目标的多点分布式储能参与需求响应协调优化模型,并通过IEEE 3机9节点算例验证了模型的有效性,为电池储能系统在电网需求侧辅助服务市场中的应用提供技术支撑。