考虑共享储能容量配置的多虚拟电厂优化运行方法

由于分布式能源具有间歇性和波动性的特点,其大规模接入电网会对系统稳定性产生一定的影响。为了减少用户侧用电成本以及提高新能源的消纳能力,在多虚拟电厂背景下提出共享储能系统促进风光消纳的规划和运行双层决策博弈模型。上层模型对共享储能电站投资运行成本进行等年值转换分析,以共享储能总成本最低且使用寿命尽可能的长为目标函数建立模型;下层模型以虚拟电厂运行成本最低及弃风弃光最小为目标函数建立运行优化模型。采用鲸鱼算法与CPLEX商业求解器结合的形式对共享储能电站的容量配置、充放电行为以及虚拟电厂运行状态进行求解,并通过设置3个场景算例对所提方案进行验证,结果表明,所提方法可以优化共享储能电站容量最优配置和充放电策略,提高可再生能源的消纳能力和虚拟电厂系统运行效率,兼顾供给侧与需求侧的利益,使电能分配更加公平合理。     

考虑碳排放成本的多能互补微能源网储能装置优化运行

随着综合能源管理技术的成熟,建立含大比例可再生能源和储能装置的多能互补微能源网成为发展趋势。近年来,我国在进行能源结构调整,碳排放控制力度逐步提升。因此在考虑碳排放成本的基础上,以微能源网日运行成本最低为目标建立经济运行模型,对储能的充放电策略进行调整,并采用商业软件CPLEX进行求解。以某一实际微能源网为例验证所提模型的有效性,分析了两种储能容量和功率配置对微能源网运行成本的影响。算例结果表明,所建模型纳入了碳排放成本的影响,在保障可再生能源消纳的前提下,对微能源网内的多种能源和储能装置充放电策略进行了优化,实现微能源网运行成本最低的同时达到多能互补的效果。     

计及碳配额的混合储能综合微能源网优化运行研究

当前综合微能源网系统优化运行策略鲜少考虑碳交易政策影响,为此,文中提出一种计及碳排放成本的混合储能综合微能源网系统优化运行模型。该模型首先结合源-荷-储及能源转换装置进行综合微能源网系统配置,根据碳排放配额分配实施方案建立考虑碳配额的优化目标函数。然后以某地区数据为算例基础进行仿真,利用Gurobi求解得到满足碳排放成本最小时的系统优化运行结果。算例结果表明,碳排放免费配额能够降低综合微能源网系统运行成本,影响系统运行策略。文中所提模型能够反映碳排放成本因素对能源消费结构的影响,为综合微能源网系统能源结构配置与运行提供参考和依据。     

基于元模型优化算法的混合储能系统双层优化配置方法

混合储能兼具能量型储能与功率型储能的优势,针对混合储能在风电平抑中的配置问题,提出了一种基于元模型优化算法的混合储能双层优化配置方法。首先,利用小波分解对风电功率的原始数据进行分解,得到混合储能需要平抑的功率。然后,针对功率分配策略对混合储能容量配置的影响问题,提出一种混合储能容量嵌套式双层优化配置方法。该方法的内层为混合储能功率优化分配策略,以荷电状态、充放电功率为约束条件,以蓄电池总体充放电功率最小为目标函数,以提高蓄电池的使用寿命;外层以最小容量、最小功率为约束条件,以混合储能的全寿命周期年均成本最小为目标函数。针对多变量、非线性、计算密集型双层优化方法具有求解复杂、计算时间长等问题,提出基于元模型优化算法的优化求解方法。算例分析结果表明,所提优化配置方法可以在保持混合储能经济性最优的同时,有效避免蓄电池频繁充放电,从而提高了其使用寿命;相比于传统的启发式求解方法,基于元模型优化算法的优化求解方法的计算速度更快,所得优化配置结果更精确。     

考虑容量削减的居民用户共享储能优化配置

居民用户配置共享储能可以降低储能的配置成本,提高储能带来的套利收益。针对目前居民用户共享储能配置存在的容量冗余问题,提出一种考虑容量削减的居民用户共享储能优化配置方法。首先,以全体居民用户在共享储能全寿命周期内的净收益最大为目标构建共享储能优化配置模型,获取居民用户的充/放电策略;其次,运用统计学原理,对该充/放电策略进行分析,计算居民用户同时充/放电的概率;再次,引入削减比例系数对共享储能初步配置结果进行修正,通过对居民用户的同时充/放电概率进行约束,以计及运行风险成本的共享储能配置成本最小为目标确定最优的削减比例系数;最后,通过算例进行验证,结果表明,所提的共享储能可在传统共享储能的基础上进一步缩减储能配置规模,减少共享储能的配置成本。     

考虑阶梯碳交易和需求响应的含氢储能的并网型微电网优化配置

针对低碳背景下并网型微电网的优化配置问题,提出了一种考虑阶梯碳交易和需求响应的含氢储能的并网型微电网优化配置方法。通过在规划模型中引入阶梯碳交易机制,降低微电网的碳排放;以可再生能源发电功率与负荷功率的差值绝对值之和最小为目标,利用负荷需求响应引导用户改变用能策略,促进可再生能源消纳,减少储能配置容量,进一步降低微电网的碳排放和经济成本;建立包含风力发电机、光伏阵列、柴油发电机、电解槽、储氢罐、燃料电池的并网型微电网的双层优化配置模型,上层模型以微电网等年值综合成本最小为优化目标,下层模型以微电网年运行成本和年碳交易成本之和最小为优化目标;采用遗传算法与混合整数线性规划相结合的方法对双层优化配置模型进行求解。算例结果验证了所建模型的合理性和有效性,能够为含氢储能的并网型微电网的容量配置提供参考。     

用户侧共享式储能的全寿命周期经济效益评估

当前储能投资成本较高且收益不明确，较难在用户侧规模化推广，如何降低投资成本并提高投资收益是亟待探索的问题。首先提出了用户侧共享式储能的设备结构，对用户的负荷行为进行分析并归类出四类客户。然后，分别从峰谷套利收益、变压器降容收益、投资成本、运营成本4个方面进行量化，以动态投资回报期为评估指标，建立用户侧共享式储能的全寿命周期经济效益评估模型。以典型日峰谷套利收益最大为目标，构建用户侧共享式储能的优化调度模型，对储能充放电策略进行优化。最后，以某工业园区用户为例，从经济性和安全性角度综合分析了用户参与共享式储能方案的投资效益。研究成果对当前储能商业化推广应用具有一定的指导意义。     

多微电网共享储能的优化配置及其成本分摊

为解决多微电网中共享储能优化配置及其成本的公平分摊问题,提出多微电网共享储能的多目标优化配置及其成本的改进Shapley值法公平分摊方法.该方法包括2个阶段:在阶段1,提出多微电网共享储能多目标优化配置模型,将共享储能用于平抑多微电网净负荷功率波动,以共享储能成本最小和多微电网净负荷方差最小为目标建立优化模型,利用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求出其Pareto前沿面,再利用模糊隶属度函数筛选Pareto前沿面的最优折中解,获得共享储能优化充放电功率和对应的优化配置容量及其成本;在阶段2,提出基于线路功率损耗的改进Shapley值法,并采用该方法在多微电网之间分摊共享储能配置所产生的节省成本.算例结果验证了所提方法的有效性.     

考虑储能电池容量衰减的共享储能配置研究

针对电池容量衰减对共享储能电站经济效益的影响,提出计及电池健康状态变化的共享储能容量功率配置方案。分析现有共享储能服务冷热电联供(combined cooling heating and power, CCHP)微网系统的商业模式盈利方式,并以寿命周期内的储能电站成本最低为优化目标,构建考虑电池寿命的双层规划模型;通过雨流法计算复杂充放电过程储能电池放电深度,并建立储能电池健康容量衰减模型;利用外层模型求解考虑电池容量衰减的共享储能配置问题,利用内层模求解共享储能参与下的CCHP系统设备运行优化问题,通过内层模型Karush-Kuhn-Tucher(KKT)条件对模型进行转化并迭代求解。算例分析验证了配置方案的可行性,证明所提共享储能配置方案较未考虑电池容量衰减的配置方案更具应用前景。     

储能参与低碳灵活调峰的双层优化模型

为了计量储能设备对系统碳减排的贡献和对系统灵活调峰的影响,建立了考虑系统碳排放与系统运行风险的储能双层优化模型。首先,改进火电机组碳排放计量模型,详细刻画火电机组出力产生的碳排放,提出考虑储能充放电功率的碳排放计量模型。上层模型以系统碳排放、负荷峰谷差率和储能运行成本最低为目标,决定各时刻的储能充放电功率。然后建立含储能可调节容量的风电运行风险费用函数。下层模型以切负荷风险费用、弃风风险费用和火电机组调节风险费用最小为目标,以上层所得储能充放电功率为约束,确定各时刻的储能备用容量。采用免疫遗传算法求解上层问题,调用MATLAB中CPLEX求解器以及点估计法联合求解下层问题。仿真结果表明,模型可以降低负荷峰谷差,同时减少系统碳排放,计量储能对减排的贡献;通过设定储能备用容量,提高系统的调峰灵活性,减少系统运行风险。上层储能功率优化模型与下层储能备用容量优化模型相互制约,为系统的低碳与灵活运行提供参考。     

基于双储能系统的主动配电网储能配置

储能系统可以为主动配电网的运行提供支撑和调节。针对为满足主动配电网安全运行导致的储能损耗较快、成本过大的问题,提出一种基于双储能系统的主动配电网储能优化配置方法。建立两阶段优化模型,第一阶段优化以储能配置总容量最小为目标求解得储能接入位置及充放电策略;第二阶段优化在储能接入位置配置2组相同容量的储能,分别承担充电与放电工作,首先根据第一阶段充放电策略求得双储能系统运行策略,然后在储能循环寿命损耗模型基础上以配电网中储能总年成本最小为目标求得各接入位置储能配置容量。以改进IEEE 33节点系统进行算例分析,结果表明所提储能优化配置方法可以使主动配电网中储能总年成本大幅降低,提升储能经济性。     

考虑共享模式的市场机制下售电公司储能优化配置及投资效益分析EI北大核心CSCD

以售电公司购电成本最小为目标,提出了一种市场机制下基于全寿命周期理论的售电公司储能优化配置及投资效益分析方法。综合考虑了中长期合约市场、日前集中竞价市场、实时市场、可中断负荷以及储能设备等因素建立售电公司多时间尺度购电模型;建立储能的全寿命周期成本模型,采用一种追踪用户负荷波动和电价波动的充放电策略;运用等效循环寿命法计算储能运行寿命,以此为基础得出其投资回收周期,评估投资效果,得出市场机制下售电公司储能的容量配置方法与投资策略;运用共享经济理念提出多个售电公司共享储能的优化配置模型,并基于售电公司贡献度进行利益分配。算例分析首先对比了4种蓄电池的配置结果,验证了售电侧储能配置的可行性;分析了日前市场购电比例和电价波动幅度对储能配置的影响;最后对比了售电公司单独配置储能及多个售电公司共享储能的经济性。     

考虑共享模式的市场机制下售电公司储能优化配置及投资效益分析

以售电公司购电成本最小为目标,提出了一种市场机制下基于全寿命周期理论的售电公司储能优化配置及投资效益分析方法。综合考虑了中长期合约市场、日前集中竞价市场、实时市场、可中断负荷以及储能设备等因素建立售电公司多时间尺度购电模型;建立储能的全寿命周期成本模型,采用一种追踪用户负荷波动和电价波动的充放电策略;运用等效循环寿命法计算储能运行寿命,以此为基础得出其投资回收周期,评估投资效果,得出市场机制下售电公司储能的容量配置方法与投资策略;运用共享经济理念提出多个售电公司共享储能的优化配置模型,并基于售电公司贡献度进行利益分配。算例分析首先对比了4种蓄电池的配置结果,验证了售电侧储能配置的可行性;分析了日前市场购电比例和电价波动幅度对储能配置的影响;最后对比了售电公司单独配置储能及多个售电公司共享储能的经济性。     

考虑需求响应与储能系统的联合调峰优化策略

随着用户用电量不断增加,电网负荷波动增大,仅依靠传统单一的需求响应或储能系统调峰降低电网负荷波动效果有限。本文提出一种考虑需求响应与储能系统联合调峰优化策略：首先,通过分析用户需求特性和分时电价特性,建立需求响应调峰模型;然后,根据负荷曲线趋势建立储能系统调峰模型;最后,联合需求响应和储能系统参与调峰,构建以用户购能成本和优化后负荷标准差最小为目标函数的联合调峰优化策略模型,并运用商用求解器进行求解。经算例分析表明,联合调峰优化策略能够在不影响用户用电量的情况下实现购能成本最低,实现电网负荷波动最小。     

基于实时电价的电动汽车充放电优化策略和经济调度模型

实时电价为优化电动汽车(EV)充放电负荷提供了手段,从而实现经济调度。首先建立用户最优充放电策略模型:以计及EV电池退化成本的用户成本最小为目标,以满足EV行驶荷电状态和充放电荷电状态等为约束。在此基础上建立电动汽车用户实时电价响应模型,通过实时电价计算用户充电成本,使电动汽车充放电负荷与电价联动调整,并将该模型嵌入电动汽车充放电策略优化目标函数。求解过程中,用"停泊时长"确定单车一日可多次充放电的时段和行驶时段,从而在EV可充放电时长范围内优化每时段充放电负荷。最后建立经济调度模型:目标中计及机组阀点效应、约束中考虑EV充放电负荷以及机组爬坡速率等限制的多目标经济调度模型,提出一种改进模式搜索算法求解该时间耦合、非线性、非凸模型。以IEEE 39节点为例,验证了所建立模型和求解算法的有效性。     

考虑光伏渗透率和时段划分的光储优化运行

随着光伏渗透率的提高，合理的时段划分对光储系统优化运行有重要的意义。首先，介绍光伏接入场景下的峰谷平时段划分方法，利用时段划分用户响应后的负荷构建光储运行策略，得到光伏消纳和储能配置情况；其次，以储能成本和提高负荷率奖励费用综合最优为目标，考虑光伏弃光率等因素的影响建立光储优化模型；最后，通过免疫粒子群算法对储能配置进行优化求解。算例结果证明所提光储运行策略和优化模型的合理有效性。     

计及微电网储能系统寿命损耗的容量配置

微电网储能系统容量配置不同会使系统使用寿命不同进而影响微电网投资成本。根据微电网实际工作状态,采用雨流计数法统计寿命估算所需的储能系统充放电深度,并建立储能寿命损耗模型对微电网储能系统进行寿命估算。以微电网综合运行成本,储能系统投资及运行维护成本之和最小为目标建立储能系统容量配置模型,并采用粒子群算法对模型进行求解,根据储能系统工作循环建立储能系统设备利用率指标用以评价容量配置结果。算例分析表明,所提方法能够优化容量配置结果,避免容量浪费,减小微电网投资成本,提高了微电网运行的经济性。     

双碳目标下含重力储能的配电网多目标运行优化

在“双碳”背景下，新型电力系统承载电力系统低碳转型的重要任务。为了更好地促进新能源的消纳，同时有效促进需求响应参与电力系统运行，针对主动配电网的运行优化，提出了基于重力储能和需求响应的主动配电网多目标优化模型。目标函数一考虑主动配电网运行和用户用能的总成本，目标函数二选取主动配电网的等效碳排放成本。由于风光出力的不确定性，利用鲁棒优化理论将不确定优化模型转换为确定性优化模型，同时构建了基于NSGA-Ⅱ算法的运行优化求解方法。最后，在三种场景下对模型进行求解，结果表明系统配置重力储能，同时开展需求响应除了能减少碳排放量之外，还能达到削峰填谷的目的，系统有较好的运行经济性。     

计及电池储能寿命损耗的风光储电站 储能优化配置

新能源电站配置一定容量的储能可以有效提高新能源消纳水平。储能功率与放电时长的优化配置是前期规划设计阶段的重要问题,针对该问题提出一种储能优化配置方法。在电池储能综合模型的基础上,考虑储能充放电次数和深度对寿命的影响,建立了以风光储电站年净收益最大为目标函数的储能优化配置模型;以充放电功率、容量和电池寿命为约束条件,采用改进粒子群算法和8 760 h生产模拟方法进行求解;通过对某风光储示范电站项目进行算例验证,结果表明所提方法能够考虑新能源发电的不确定性和储能寿命对优化配置方案的影响,得到合理的储能配置方案。     

基于主从博弈的多微电网储能容量优化配置

为了充分发挥价格杠杆在微电网储能配置中的作用,提升多微电网储能充放电的协调性,提出一种基于主从博弈的多微电网储能容量优化配置方法。配电网作为博弈主体,考虑价格杠杆对微电网储能充放电行为的影响,以配电网运行成本最低为目标对电价进行调整,下发给博弈从体。多微电网为博弈从体,考虑运行策略对容量规划的影响,以各微电网年化总成本最低为目标,建立微电网储能容量双层优化配置模型,确定对应电价下微电网的最优储能容量及运行策略。IEEE33节点系统算例分析表明,通过价格杠杆对微电网的储能容量进行优化配置后,既提高了微电网自身的收益,又减小了配电网的运行成本。