基于双层优化模型的风-光-储互补发电系统优化配置

提出一种基于双层优化模型的风-光-储互补发电系统优化配置方法,外层优化以互补发电系统年净收益最大化为目标、通过量子粒子群算法优化风-光-储容量配置;内层优化以互补发电系统日出力波动率和日出力峰谷差最小化为目标、通过8760 h生产模拟优化储能充放电功率。实际算例仿真计算结果表明,所提算法能有效解决风-光-储互补发电系统在规划阶段的优化配置问题。     

园区级风光储充多能互补设计方案的应用

结合某工业园区实际用能需求及员工绿色出行需求,设计了一套园区级风光储充多能互补综合能源系统,通过交直流耦合微电网,将风力发电、分布式光伏发电等清洁能源发电作为工厂新的电能补充,在一定程度上缓解了变压器负载率较高的运行工况;通过配置一定容量的电储能系统,实现了网内新能源发电波动平滑、系统移峰填谷运行、不间断供电电压支撑等;并研发了一套V2G直流对充充电桩,将光伏发电、储能与充电桩通过直流母线的方式进行连接,以实现新能源的最大化利用。该系统实现了不同能源、储能、配电系统、负荷等的实时状态监测、经济运行优化、调度管理控制等,可保障园区多能互补系统平稳、高效、绿色、经济运行。     

油田多能互补分布式能源站技术应用

风、光伏等新能源发电项目兴起,需要火力发电机组做调峰,传统的天然气发电项目因成本问题受到限制,随着分布式能源站技术推广,利用燃气发电机组快速调峰能力,融合新能源发电,多能互补能源供应系统技术得以应用,新能源利用率显著提高。油田天然气资源丰富,风、光能充沛,电网规模容量大,诸多条件决定了油田具备建立多能互补能源系统的优势。对油田多能互补能源优化利用,多能互补分布式能源站建设方式,运行调节、能源梯级利用节能效果进行了分析研究。     

平抑风光互补系统短时复合功率波动的 储能容量配置研究

摘要： 针对风光互补系统日内局部功率波动平抑问题,提出了一种风光储共建系统的储能容量匹配方法。在分析影响配置储能容量的相关因素基础上,建立了反映风光储共建系统发电效益与相关约束的指标,并提出一种配置储能容量的计算方法。所提方法通过构建风光复合功率波动量的概率密度函数,设定储能设备额定充放电功率,进而得到储能系统的额定容量。以甘肃某风光互补电站为例,对风光储发电系统的相关指标进行计算分析,验证了所提方法的有效性。     

风光火蓄联合发电系统日前优化调度研究

为提升规模化新能源的并网消纳能力,需要在电网中配置灵活性储能,并进行火电机组深度调峰。以考虑火电机组全过程调峰成本、污染物惩罚成本及新能源弃电惩罚成本的系统运行成本最低为优化目标,并结合系统运行约束,构建风光火蓄联合发电系统的日前优化调度模型。通过Yalmip优化工具箱对模型进行求解,得到风光火蓄联合发电系统在某夏冬典型日的优化调度结果,并与不考虑抽水蓄能的风光火联合发电系统进行比较。结果表明,所建立的模型能够实现风光火蓄联合发电系统的多能互补运行;通过抽水蓄能协调配合,能够有效缓解火电机组的调峰压力,从而降低新能源弃电率和系统运行成本。     

基于正负效益的储能削峰填谷容量配置

系统负荷的波动一定程度上限制了风、光发电并入电网,不利于对新能源的开发利用。分析了风光发电出力反调峰特性,提出利用储能装置对系统负荷进行削峰填谷,来减小系统负荷的波动幅度,拟合了风、光电出力与负荷特性,消纳更多新能源。建立了储能装置对系统负荷削峰填谷与相应配置储能容量间的数学模型,并以经济性为目标,储能的成本及寿命等问题为约束条件,综合储能带来的电量效益、环境效益、运行效益等,配置最优的储能容量,使储能达到经济实用效果。最后,以某区域风光互补发电系统配置储能容量实例进行对比分析,证明此储能配置数学模型的可行性。     

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。     

考虑需求侧响应的多能互补微电网优化调度研究

随着“双碳”目标的实施，新能源渗透比例不断提高，源荷两侧的不确定性对多能互补微电网能源管理提出了新的要求。提出了一种调度优化方法，其中考虑了价格型需求侧响应，优化交流负荷曲线匹配风光出力曲线，以提高新能源的消纳率，构建了能源管理模型，模型同时考虑了电力子系统、天然气子系统与热力子系统。模型通过构建风光出力与负荷的不确定集，采用本文提出的随机-鲁棒优化方法解决多能互补微电网调度面临的新能源发电时序波动性、负荷的不确定性等问题；之后，应用线性优化强对偶定理和列和约束生成算法，将模型转化为混合整数线性规划问题，并利用商业化求解器YALMIP/GUROBI对优化模型进行求解。最后，算例从多能互补微电网优化调度结果与不确定性参数对调度结果的影响分析验证了本文优化方法的可靠性。     

考虑分布式风电接入下的区域综合能源系统多元储能双层优化配置研究

多元储能技术已在区域综合能源系统中应用,配置多元储能装置有望提升区域综合能源系统的经济效益。文章搭建了区域综合能源系统的基本网架结构,建立了微型燃气轮机、燃气锅炉、分布式风电和多元储能装置的数学模型和考虑多能互补的多元储能双层规划配置模型;模型上层以最小化多元储能综合投资成本为目标,下层以综合系统年运行费用最低为目标,同时涉及了网损成本,以上层所求的多元储能容量为约束条件。在规划求解过程中,引入了二阶锥松弛技术对模型的电网潮流约束进行凸化松弛,同时采用分段线性化方法处理天然气网管道流量约束,将原模型转化为混合整数规划问题。文章在IEEE33节点系统和改进后的6节点天然气系统中进行了算例分析,其结果证明了多元储能技术能在一定程度上提升区域综合能源系统的经济性,验证了模型的有效性。     

基于㶲分析的多能互补能源系统模型优化及调度策略研究

多能互补作为能源消费、能源供给、能源技术和能源体制革命中的关键点,是进一步提升可再生能源消纳和能效的重要途径.?是能量系统效率的表征,能够更加深刻地揭示系统用能品质损失的大小、部位和影响因素,但是当前国内针对多能互补能源系统进行?分析的工作较少.为从?的角度对多能互补能源系统开展分析,建立系统的水的物质平衡约束和热力模...     

天津市武清区某园区多能互补综合智慧供能系统研究

结合可再生能源的多能互补智能微网,有利于提高能源综合利用率,实现能源的优化配置。天津市武清区某园区包含数据中心、生物医药、总部经济等多种产业业态,具有一定的冷、热、电需要,适合建设多能互补综合智慧供能系统。依据园区用能需要,以多能化、智能化、节能化、再生化、美丽化5个方面相结合的一体化供能理念建设包含燃气分布式、分布式光伏、储能和充电桩的多能互补综合智慧供能系统,实现能源的清洁、低碳、高效利用,具有较高的示范推广意义。     

Capacity demand analysis of energy storage in the sending-side of a power grid for accommodating large-scale renewables

我国新能源富集的"三北地区"弃风弃光现象严重,同时储能技术发展已逐步接近规模化应用水平。该文在分析影响新能源消纳问题的电网结构特性、储能技术应用发展方向与技术水平的基础上,基于电网可最大释放的新能源发电空间约束建立了以缩减弃风率与弃光率为目标的储能系统功率与容量配置的数学模型,结合储能投资成本与提升新能源消纳收益构成的投资收益比评估约束指标,提出了满足新能源消纳性能/投资成本比较优的储能容量需求计算方法,探索了储能提升新能源消纳能力的技术与经济可行性分析思路。以消纳风电和光伏为主的两省级电网为例,讨论了储能在送端电网中促进风电和光伏消纳应用中的作用及经济适用性,验证了该新能源消纳方案的可行性。     

风光互补发电系统混合储能系统容量优化方法研究

风光互补发电系统受风光资源影响发电功率波动较大,配置适当的储能系统可提高新能源发电的消纳能力和电能质量。针对风光互补发电系统储能容量优化配置问题,将运行投入成本作为优化目标,提出以抽水蓄能为基础,蓄电池和超级电容参与的混合储能系统模型。该储能模型以跟踪负荷曲线作为平抑目标函数,利用集合经验模态分解和滑动平均法,对抽水蓄能机组、蓄电池和超级电容设备进行功率分配。建立了风光发电系统模型,利用带免疫的粒子群算法对储能配置容量进行寻优求解。计算结果表明,所提基于抽水蓄能的混合储能容量优化模型,对发电系统输出功率波动情况改善明显,电能消纳能力和运行经济性有所提高。     

多能互补分布式供能系统运行节能效果评估

为了丰富多能互补分布式供能系统全年耗节能效果评估方法,通过分析现有的供能系统运行节能效果评估计算方法,指出现有评估方法应用于多能互补分布式供能系统节能量评估时存在的问题,提出一种可用于多能互补分布式供能系统运行节能效果评估方法。并以贵州某多能互补分布式供能系统为工程案例,对该评估方法的操作流程进行了详细的阐述。案例计算结果表明：相较于分供式供能系统,多能互补分布式供能系统全年运行能耗显著降低;本文所提供的多能互补分布式供能系统全年耗能量评估计算方法可用于不同供能方案间运行效果的评估、比较,为供能系统方案确定提供依据。     

广西南宁高新区多能互补集成优化系统研究

国家发改委颁布的《能源发展"十三五"规划》中将实施多能互补集成优化工程列为重点任务之一,目前广西南宁高新区内企业用户数量较多,同时不同企业均有一定数量的冷、热、电负荷需求,适合建设分布式多能互补集成优化系统。文中所述分布式多能互补集成优化系统规划由燃气-蒸汽联合循环分布式能源机组、分布式光伏、储能和充电桩这4部分组成,可实现能源的梯级利用,具有较高的经济效益、环境效益与社会效益。     

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。     

多能互补的分布式供能系统的超结构模型及运行策略优化设计

为解决多能互补的分布式供能系统(DES)装机容量及运行策略的优化设计问题,以年总成本、一次能源消耗量及碳排放量等指标综合性能最优为目标函数,建立了一个协调能源生产、能源转换和储能等子系统中的能量流动关系和能量平衡约束等的超结构模型,并将该模型应用于某园区的DES最佳装机规模设计和逐时运行策略优化中。结果表明:与传统供能方案相比,采用该模型优化设计的多能互补的DES在经济、能耗及碳排放等指标上具有较大优势,年总能耗可节省18.05%,系统综合能源利用率可提高21.63%。     

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。     

新能源发电系统参与频率和电压响应的模型预测控制策略

随着风电和光伏的快速发展,大规模新能源接入可危及电网的安全稳定运行,新能源发电应参与调频、调压,且提供足够的备用容量.为此,基于模型预测控制方法,本文提出新能源发电系统参与调频和调压的控制策略.该策略分为两层,在考虑风电场、光伏电站和电池储能系统各自的约束条件的前提下:上层控制器通过求解约束优化问题,计算各新能源发电系...     

基于KL散度的储能电站分布鲁棒规划方法

电化学储能的循环寿命受到充放电次数和放电深度的影响,为了更加准确地在新能源电力系统中规划储能电站,提出基于Kullback-Leibler(KL)散度的储能电站分布鲁棒规划方法.根据电化学储能循环寿命的幂函数,建立基于等效全循环次数的储能电站寿命模型,考虑储能电站寿命模型约束和系统运行约束,以储能电站的全寿命周期成本和...