多目标多工况双储能协同运行策略

针对风电场弃风严重、预测误差大和风电波动率较大等问题,提出一种计及多工况的多目标双储能协同运行策略.根据不同工况制定15 min时间尺度内的储能补偿负预测差值策略,并设定5 min时间尺度内的储能平抑风电波动策略.根据所提的不同策略设计2种运行方式.在此基础上,考虑双储能系统协同运行策略对容量配置的影响,建立以最大化补偿负预测差值和最大化平抑风电波动为目标函数的储能容量优化配置模型,采用结合遗传特征的粒子群算法进行求解.以中国新疆维吾尔自治区某50 MW风电场为例验证了所提策略的合理性及模型求解方法的有效性.     

复合储能参与电能量及辅助服务市场的运行策略

在新能源占比快速扩大及电力市场化的双重背景下,充分挖掘功率型电储能与能量型氢储能的互补特点,并使其协同参与电能量市场及辅助服务市场,不仅可以使复合储能的收益最大化,也可对电力系统的安全运行提供有效支撑。首先,在分析电能量市场、旋转备用市场与基于调频表现的调频辅助服务市场运行规则的基础上,结合电储能及氢储能的运行特点提出了聚合分布式电储能与氢储能的复合储能多市场运行策略。然后,基于聚合运行时各分布式储能的贡献度,利用Shapley值法进行收益分配。最后,通过算例仿真验证了所建模型的有效性。结果表明,与分布式电储能与氢储能独立运行相比,合作运营可带来更大收益,同时通过联合参与辅助服务市场获得的收益显著高于仅参与电能量市场。     

含偏差风险规避的新能源和储能协同参与市场策略

为了提高新能源发电效益,可利用储能配合新能源主动参与市场以获得更多盈利的机会,因此提出了含偏差风险规避的新能源和储能协同参与市场的运行模型。偏差风险被定义为日内弃电损失与惩罚费用之和,其源于新能源不确定性所产生的偏差功率。为了降低新能源参与市场交易的偏差风险,以新能源总期望收益最大为目标、以日前计划功率为变量、以储能最大充放电功率等为约束建立协同运行模型,通过场景分析法模拟新能源出力的不确定性,采用条件风险价值度量风险并引入风险规避因子。根据是否考虑预测偏差功率,提出以新能源发电功率预测值、以考虑预测偏差功率后的发电功率预测值作为申报功率上限的2种申报策略。算例分析结果表明：在所提2种申报策略中,考虑预测偏差功率的申报策略具有更高的综合效益,可为新能源提供重要参考;储能协同新能源参与市场可有效规避偏差风险,有利于推动新能源为主体的新型电力市场中能量市场和辅助服务市场的并重发展。     

电力市场环境下独立储能多阶段协同交易策略研究

在新能源渗透率不断提高的背景下,储能等灵活性资源是构建新型电力系统的重要支撑。基于安徽电力市场建设现状,提出一种独立储能参与电力市场的多阶段协同交易策略。首先,提出了中长期交易结算模式。然后,针对电价和功率预测的不确定性,建立了多概率场景表征的日前电能量-备用辅助服务联合出清模型,并在此基础上建立了日内偏差量单独交易模型。其次,分析了储能老化成本对收益的影响。最后,以独立储能收益最大化为目标进行仿真,结果表明所提机制能有效提升独立储能市场收益,以期为电力市场建设提供参考。     

电化学储能和抽水蓄能电站参与多市场联合运行价值分析

为评估电化学储能和抽水蓄能参与电力市场的运行价值,明确储能的成本效益机制,促进储能商业模式的发展和应用,构建了一种电能量、调频和备用联合市场出清优化模型,将电化学储能和抽水蓄能分别作为市场运营者的调度管理工具应用于联合市场,依据储能参与联合市场前后带来的市场总成本变化以及储能日运行成本,量化对比储能对联合市场所带来运行价值,并通过算例分析两类储能对市场出清价格的影响以及影响储能运行价值的主要因素,以期为储能的规划、建设和运行提供借鉴。     

区域综合能源系统中储能设备参与辅助服务的运行优化

储能设备作为区域综合能源系统中的核心组成部分,通过参与合适的辅助服务类型可以降低系统运行成本并且有助于提高电力系统中可再生能源的渗透率。在分析储能设备设置在不同并网点的价值差异,以及各类辅助服务应用之间的兼容性关系后,建立了以利润最大化为目标并综合考虑不同技术类型、规模的储能设备特点和设备运行约束的经济性评估模型,采用YALMIP+CPLEX在MATLAB中进行了仿真分析并制定了相应的运行策略。通过实际运行中的电力市场的价格参数来指导区域综合能源系统中储能设备参与辅助服务的运行优化策略,实现了利润的最大化。     

电力市场环境下独立储能电站的运行策略研究

如何最大化获取收益是电力市场环境下储能电站投资、运营亟需解决的重要问题。针对一个独立运营的储能电站,研究了其参与日前市场的优化运行策略。首先从我国电力市场建设政策方面分析了储能独立参与电力市场的可行性;然后,基于日前市场价格预测,建立了考虑预留备用容量的储能参与日前市场的运行策略模型,以储能在日前市场中的总收益最大为目标,优化其在运行当天各时段的出力结果和预留备用容量。算例结果表明,所提运行策略能够有效提高储能市场收益。     

考虑调频绩效机制下储能在多市场中的最优投标策略研究

辅助服务对于保证电力系统的安全稳定运行至关重要。随着具有间歇性和波动性的可再生能源的比例不断增大,电网的调峰调频需求和压力不断增加。储能具有快速响应调节能力,是优质的调频资源。基于绩效的调频市场机制可以为储能提供经济激励,合理补偿其成本,调动储能提供调频的积极性。建立了在基于绩效的调频市场机制下储能的日前多市场最优投标决策模型。该模型可以指导储能优化资源配置,在能量与辅助服务市场收益之间进行权衡,实现利润的最大化;还可以作为估计储能收益潜力的工具,进而引导储能的投资决策。最后通过算例分析验证了所建模型的有效性。     

储能系统参与电力系统调频应用场景及控制方法研究

储能系统具有优质调频电源的特征,利用储能辅助电力调频不仅有利于电网的整体运行,而且有助于提升电网调频的经济效益及环境效益。本文分析了电网频率控制模式以及储能参与电力系统调频的可行性,提出储能参与电力系统调频的5种应用场景,搭建了3区 8机等效模型仿真研究不同场景下储能系统运行边界,验证固定单位调节功率及变单位调节功率的计算方法,以及二次调频中域控制误差（ACE）信号在多个储能单元中的分配原则。仿真结果表明:固定单位调节功率K,在阶跃负荷扰动下K值宜取5,在连续负荷扰动下K值宜取10;在二次调频中多个储能单元之间,基于储能荷电状态（SOC）幂函数的功率分配原则可实现功率的合理分配。     

基于Markov决策过程的电池储能一次调频能量管理策略

一次调频市场机制下的电池储能系统能量管理,需要在维持应对频率波动双向调节能力的基础上权衡运行成本和调频收益,以追求电池生命周期内的经济效益最大化。揭示了能量管理序贯决策本质上属于受控Markov过程,据此,通过频率响应需求动态转移的连续时间Markov链描述,以及基于生命周期吞吐量角度的储能电池容量动态衰退刻画,建立了以电池生命周期内经济效益期望值最大化为目标的Markov决策模型。针对运用标准迭代算法求解上述模型所面临的“维数灾”问题,提出了具有状态空间分解及后继状态辨识特征的降维并行值迭代(DRPVI)算法。算例结果表明:所得动态阈值结构能量管理策略可以显著提升储能经济效益,DRPVI算法能够有效缩减冗余计算,改善求解效率。     

基于柔性直流互联的抽水蓄能与可再生能源协同运行策略

为了抑制大规模可再生能源的并网波动,提出一种适用于含抽水蓄能电站与可再生能源发电系统的多端柔性直流输电协同运行策略。该策略根据多端柔性直流输电系统的直流电压波动情况,在可再生能源发电系统利用直流输电系统并网之前,通过调整抽水蓄能机组的运行速率以及计划输出功率,减少其实际出力与预测出力偏差,从而降低可再生能源输出功率波动对交流系统带来的影响。通过建立由互联抽水蓄能电站、风力发电场、光伏发电站和交流电网组成的四端柔性直流输电系统进行仿真,验证了所提控制策略的有效性。     

计及多种可能运行方式的无功价值评估方法

在电力市场环境下,无功服务是维持系统安全运行和保证有功交易顺利实施的一项重要的辅助服务。对无功源的价值进行合理评估有利于为无功辅助服务定价奠定适当的基础,并提供正确的经济信号,以期对无功规划和无功调度进行指导。现有的评估无功源价值的方法多以单一的系统运行状态为基础,无法适当计及无功源的价值随系统运行状况的变化,这样得到的结果不够全面和准确。在此背景下,文中从无功对系统电压支持的角度出发提出了一种计及多种可能运行方式的无功价值评估方法,综合考虑了各种可能的系统运行方式出现的概率、各种运行方式下系统的电压情况和各无功源对负荷节点的电压支持效果,从而能够更加全面、合理地对无功源的价值进行评估。以IEEE14节点系统为例对所提出的方法做了说明,并对结果进行了分析与讨论。     

含分布式储能的配电网多目标运行优化策略研究

储能设备成本不断降低,为配电网的削峰填谷和经济运行提供了新的思路。首先研究了储能设备的充放电模型和充放电策略,在此基础上建立了含储能电力系统的多时段优化运行模型,并利用稀疏自动微分技术减少代码编写工作量、通过储能电量约束缩减降低微分计算量的方式,有效地提升了模型求解的可行性与高效性。最后,通过某实际配电网储能示范工程的算例仿真,验证了模型的准确性、算法的高效性与策略的可行性。     

基于风机调频特性的储能配置方法及协调运行策略

针对大规模风电机组(wind turbine,WT)接入电网,导致电网惯量响应能力和调频备用容量不足,进而造成电网频率稳定性下降的问题,文章提出一种风储系统与等容量同步发电机等惯量响应能力的储能(energy storage,ES)配置方法。方法旨在实现WT取代同步发电机接入电网前后,电网惯量响应能力和调频能力不变。并在此基础上,根据WT在不同风速下,具有不同的调频能力这一特性,文章进一步提出了风储协调控制策略,该策略既能在低风速下提供惯量响应支持,又能在中风速下辅助WT转速恢复,避免频率二次跌落。仿真结果表明,仅配置风电场额定功率5%的容量,既可补偿电网惯量响应能力,又能满足WT转速恢复所需功率,大大提升了电网频率运行稳定性。     

大规模压缩空气储能系统发电方式与运行控制分析与构想

压缩空气储能是一种充放电循环次数多、使用寿命长、可大规模储存电能的清洁环保的物理储能技术,适合于电网级大规模应用场合。文中分析了大规模压缩空气储能系统常规定速发电方式特点,提出了基于全控器件励磁的定速恒频同步储能机组控制策略,以获得更强的励磁能力和抑制系统振荡的能力,实现提升储能机组辅助服务能力。为了提高综合能效,提出了基于变速恒频双馈发电机组和变速变频直驱发电机组的大规模压缩空气储能变速发电方案构想,并分析了其典型运行控制策略,该变速发电方案具有提升储能机组控制功能及辅助服务能力的潜力。最后,分析了大规模压缩空气储能发电运行控制面临的挑战。     

含高渗透率风电的电力系统复合储能协调优化运行

风电的随机性、可调度性差等特点对电力系统的安全稳定运行带来了挑战。为了增强系统对风电的接纳能力并提高风电利用率,文中研究采用抽水蓄能电池储能组成的复合储能在含高渗透率风电的电力系统中的协调优化运行。基于离散傅里叶变换(DFT)对风电出力进行频谱分析,将风电出力分解成短时间尺度的高频分量和长时间尺度的低频分量。利用电池储能响应速度快、容量小的特点,补偿风电高频波动部分以改善上网风电的波动性;根据抽水蓄能存储容量大的特点,参与系统调峰运行以解决接入风电后系统的调峰问题。以改进的IEEE RTS-96系统及实际风电场为例,对复合储能进行协调优化运行,算例结果验证了所述模型与方法的有效性。     

风力发电运行价值分析

不对风电并网产生的影响作深入的分析,就不能确定风力发电的实际效益。风力发电价值的计算需要综合考虑发电收益、发电成本、辅助服务成本、环保效益等各方面因素。文章采用可靠性评估的方法,分析了风电并网引起的电力系统辅助服务成本的变化,在此基础上,给出了风电运行价值的详细表达式,并讨论了风电穿透功率、风能预测误差、备用容量价格、风电场容量系数等因素对风电运行价值的影响。