储能在电力系统源网荷三侧应用及相关政策综述

储能是构建能源互联网的关键支撑技术,是保障电网稳定运行、优化能量传输、消纳清洁能源、改善电能质量等的重要手段。首先分析比较各类储能技术优缺点,然后综述储能产业政策顶层设计、电力辅助服务新政、储能参与需求响应政策、用户侧储能绿色发展价格机制,以及储能产业发展政策,阐述储能在电源侧、输电侧、配电侧、用户侧的研究应用情况,分析V2G、虚拟电厂、共享储能应用模式,以及储能投入产出效益情况,最后提出储能技术发展及应用趋势判断,给出了储能发展政策建议,以及储能投资回收和稳健运营机制,明确了储能在提升源网荷储协调互动能力、推动能源互联网发展的重要作用。     

基于灰色模型的“源-网-荷-储”配电网预测分析

针对主动配电网（ADN）的内涵、“源荷储”特性、风光出力预测模型及方法进行综述;分析由于日内各类负荷数据相较于日前24 h负荷数据对于优化调度更具有现实意义,提出基于累加方式的灰色预测模型来预测风光出力情况,并对预测过程及方法进行了仿真研究与分析,根据日前7天的24 h数据来预测日内24 h的风光出力情况。仿真结果表明,预测得到的日内48个风光出力数据具有较高的精确性。     

高风电渗透率下储能配置与系统调节能力提升关联分析

高比例风电是新型电力系统发展的突出特征,但风电随机性与反调峰特性导致系统灵活性需求加剧。储能可有效提升系统应对风电不确定性的灵活调节能力,定量分析储能对系统调节能力的影响有利于储能的合理规划利用。基于源荷储互动经济调度模型,考虑储能参与系统调峰、爬坡和旋转备用,通过越限约束边界的迭代生成计算风电可调度域;对比不同容量规模和空间布点的储能配置方案下系统风电可调度域正负偏差边界,量化表征储能配置对系统调节能力提升的贡献。基于IEEE 30节点系统,仿真分析了储能与其它灵活性资源在布点以及容量比例上的配置格局对系统不同方向灵活调节能力提升的影响,为参与电网调度的储能规划提供决策支持。     

三峡集团乌兰察布“源网荷储一体化”示范项目设计

源网荷储一体化对助力实现碳达峰、碳中和目标、推动电力系统绿色低碳转型有重要的意义。以示范项目的核心子项目——新一代电网友好绿色电站示范项目为案例,综述“源网荷储一体化”项目的设计思路。该项目通过储能规模配置及一体化智慧调控两方面的设计实现对电网友好的功能。在储能配置方面,采用先进电池储能系统支撑储能技术转化应用和规模化发展;在智慧调控方面,针对常规新能源电站发电出力的随机性波动性问题,设计了不同集中调度运行模式。目前新一代电网友好绿色电站示范项目首批机组成功并网并仍在积极建设中。该项目将对保证电力系统安全稳定运行、探索新能源开发建设新模式、开展规模化储能科技创新等将具有重要示范意义。     

计及源荷互补特性的“源网荷储一体化项目”优化配置

针对“源网荷储一体化项目”(后简称一体化项目)在风光消纳率、清洁用电率等方面的建设要求,提出了计及源荷互补特性的一体化项目优化配置方法。基于包含风光发电制氢负荷、可平移工业负荷、电动汽车快充站的一体化项目拓扑,建立了一体化项目内部的多类型负荷用电功率模型。提出基于分时Copula函数生成时序一致的风光联合出力场景集的方法,进而提出分为风光额定功率配比优化、容量配置优化、负荷接入位置优化三阶段的一体化项目优化配置方法。通过算例分析对所提方法的可行性和有效性进行仿真验证。     

电力系统中储能发展前景及应用关键问题研究

随着储能技术日趋成熟和成本快速下降,中国储能产业快速发展,逐步从研发示范向商业化阶段过渡,但整体来看储能产业还处于发展初期阶段,仍存在发展前景不明晰、技术标准不完善、商业模式和市场机制不清晰等问题。从发展规模、技术经济性、产业链等方面总结中国储能发展现状,基于“源-网-荷-储”协调规划理论,从宏观层面展望新能源大规模发展形势下中长期储能发展前景,研究储能在电力系统中的合理运行方式、与新能源消纳关系等重要问题;从微观层面对储能在电源侧、电网侧和用户侧等场景的应用关键问题及发展对策进行分析,并提出相关建议,为推动中国储能产业健康发展提供参考。     

计及经济性的高比例新能源区域电网的不同储能类型的容量配置对比分析方法

随着可再生能源在中低压电网中规模化发展,以锂电池储能和小型抽水蓄能为主的多耦合储能系统在低压区域电网迅猛发展。以含储能的高比例新能源区域电网的经济性为目标函数,综合考虑偏远地区自然资源分布情况,对区域电网的储能系统进行配置优化,并对系统的最优配置进行性能分析。采用多目标优化算法,从系统设备的运行状态、最优配置方案和经济性角度出发,分别对含锂电池储能和小型抽水蓄能的区域电网进行分析。结果表明,风光抽水蓄能系统在经济性、供电可靠性和电能损失方面均优于风光锂电池储能系统。针对两系统最优配置方案各组件运行状态进行分析,可知锂电池储能的调峰能力和能源储存效率高于小型抽水蓄能装置,但其使用寿命较短且安全性较差,从长远角度考虑,使用小型抽水蓄能装置更为合理。     

储能系统在风光储试验系统中的应用分析

介绍了杭州新能源风光储试验系统的组成、工作原理、系统运行参数。重点分析整理储能系统调试试验数据,对储能系统在波动平抑和削峰填谷模式下的运行情况进行分析及评价。最后对国内储能形势进行概述并对储能的未来作了简单的预测。     

面向新型电力系统的源网荷储一体化电力平衡方法研究

在新型电力系统建设的要求下和双碳目标的约束下,电力系统中的新能源比例、新型负荷比例不断提升, 新能源电源相较于传统电源不确定性更高,受自然条件的影响较大,波动更大,给电力系统稳定带来了冲击.从规划角度来看,新能源的大规模建设势必会改变区域电力系统的组成结构,传统方法的电力平衡已不能满足新型电力系统下的电力电量平衡需求.为解决新型电力系统建设中电力电量平衡计算问题,提出新的源网荷储一体化电力平衡方法,以曲线拟合的方式替代传统的断面式电力电量平衡,能更好地适应新型电力系统建设,节约电网投资.     

基于退役电厂的风光储一体化系统及经济性分析

在加快建设新型电力系统的背景下,许多火力发电厂面临着退役及转型的问题。以广东汕头某退役电厂为例,在对工程项目的建设条件和需求进行充分调查分析的基础上,将退役电厂改造成一套包括新能源发电、新型储能等设备的风光储一体化系统的新型储能电站,并结合当地政策对此套系统进行经济性分析,最终推荐以锂电池为主要储能的建设方案,同时配套风、光电站等系列工程,形成风光储一体化综合能源系统。     

面向新型电力系统灵活性提升的国内外辅助服务市场研究综述

我国传统辅助服务市场的参与主体与市场机制无法应对未来高比例新能源主导型电力系统的灵活性挑战。该文借鉴国内外最新研究成果与项目经验,从灵活性资源和市场设计角度综合提出面向新型电力系统灵活性提升的辅助服务市场发展思路。首先从源网荷储角度对灵活性资源进行分类并做特征比较,分析国内外辅助服务市场中灵活性资源的应用现状与前景;然后从市场设计角度总结辅助服务产品多元化、管理方式本地化、价格机制合理化与跨省区资源共享化的灵活性提升方案;最后提出面向灵活性提升的我国辅助服务市场发展思路。     

源网荷储一体化项目实施策略研究

实现“碳达峰、碳中和”是经济社会一场广泛而深刻的系统性变革.以位于某市中心城区的２台２００ MW燃煤供热机组关停后的替代方案为研究对象,提出以“清洁供暖＋风、光、充、储一体化” 为核心的“碳达峰” 策略,以充分发挥能源绿色化对降低碳排放强度及总量的重要作用.     

储能装置在风光储联合发电系统中的应用

为了解决风力发电与光伏发电的间歇性、随机性等特点而限制其大规模并网等问题,笔者利用储能装置运行方式灵活、平抑功率波动、提升电能质量等特性,探讨了构建风光储联合发电系统的可能性.阐述了各种储能装置的性能,分析了储能装置的应用现状,并指出了储能装置未来的研究方向.同时,为有效降低间歇性能源发电系统对电网产生的不利影响提供了参考.     

风光互补的压缩空气储能与发电一体化系统特性分析

提出一种新型的风光互补的储能与发电一体化系统,该系统互补利用风能与太阳能,并通过压缩空气储能系统改善其不稳定性与间歇性,实现储能与发电等多功能集成;基于热效率、火用效率及储能效率3种评价准则,全面分析系统的热力特性和储能特性,揭示透平进口压力和初温、压气机和透平效率对系统性能的影响规律;分析比较了系统采用等容储气罐和等压储气罐对性能的影响,指出利用等压储气罐能有效提高系统热力性能和储能性能。研究结果为可再生能源的规模化发展以及大规模储能的发展提供了参考。     

基于粒子群算法的风光一体化电站储能优化配置方法

为降低风光一体化电站供能发电负荷,保证储能与供能的平衡性,引进粒子群算法,以风光一体化电站为例,设计一种针对终端蓄电池储能的优化配置方法.通过设计储能优化配置目标函数与函数约束条件、基于粒子群算 法的电站储能模型最优值训练、基于供能可靠度指标的储能优化配置方案优化,完成储能优化配置方法的设计.选择市场内某风光一体化发电站作为此次试验的研究对象,开展实例应用试验.试验结果证明,此次设计的方法在实施应用中不仅可以满足发电站的正常发展需求,还可以确保发电过程中电站的负荷电量趋近于零,从而实现电站储能与供电的相对平衡.     

基于系统灵活性的日前高比例可再生能源消纳分析

可再生能源的并网容量逐年扩大,高比例可再生能源接入系统后将对电力系统的运行稳定性带来挑战,故应研究高比例可再生能源并网后的优化调度方法。首先分析了系统的灵活性资源调用成本,其次构建了考虑灵活性资源响应的可再生能源消纳动态优化调度模型,并采用动态最优潮流算法求解,通过考虑源-网-荷-储等多种灵活性资源,研究高比例可再生能源并网后的系统调度运行情况。最后,通过IEEE 39 节点系统对提出的优化调度方法进行了验证和测算。算例结果表明通过电力系统中的灵活性资源响应,可以提高可再生能源的消纳电量,并降低系统的失负荷风险,提高电力系统的安全运行水平。     

基于源-荷-储互动的储能对风电消纳能力影响分析

源-荷-储互动是高比例可再生能源电力系统应对灵活性不足的重要技术手段,定量分析储能对源-荷-储互动提升系统调节能力的影响有利于实现储能资源精益化配置。基于含储能和柔性负荷系统的经济调度优化模型,计及风电出力随机变化特性,采用对偶理论生成排除不可行点的割平面约束,计算储、荷调节区间与消纳风电波动范围三维域区间,量化分析配置储能资源对提升系统风电消纳能力的影响。针对IEEE 30节点算例系统,通过三维域区间直观刻画协同多类型灵活性资源调节能力的系统消纳的风电波动区间。算例表明,采用所提模型仿真储能与风电、柔性负荷间的空间分布以及容量配比关系对系统源-荷-储互动应对风电出力随机变化能力的影响,有利于提升储能配置规划经济性。     

多元用电需求网格分析与“源网荷储”分层分区平衡模型

随着分布式发电渗透率的不断提高,电力系统综合运行效率不高、"源网荷储"各环节协调不够、各类电源互补互济不足等问题逐步显现.对"源网荷储"进行分层分区平衡有助于解决这些问题.在此背景下,采用配电系统网格化规划方法,按照并网型微电网运行规则,提出面向网格的多元化用电需求分析方法和"源网荷储"分层分区平衡模型,以及配电系统网架优化设计内容.所提方法已被应用于实际系统规划,实践结果表明所提方法可有效降低用户的最大负荷需求、改善系统整体负荷轮廓、提高线路负载率、降低电网投资规模,有助于实现源网荷储各环节协调发展,从而提升电力系统运行的安全性和经济性.     

新能源集中并网下大规模集中式储能规划研究述评

随着新能源的大规模集中式并网,新能源的消纳难题愈发突出。作为高比例可再生能源电力系统中的重要组成部分和关键支撑技术,储能的规模化应用有利于提升系统的灵活性、经济性及安全性。然而,当前综述多是侧重于对储能技术归纳总结,很少对储能规划方法,特别是大规模储能在源-网侧配置方法进行全面的梳理。因此,首先对大规模储能纳入电力系统规划后整体影响进行分析,总结归纳出储能在电力系统中的应用场景,并分析储能的引入对规划问题建模的影响;然后,分别从大规模储能源侧/网侧规划以及考虑大规模储能的源网协调规划两个方面展开论述;最后,探讨当前大规模储能规划的重点问题,并对其前景做出展望。