计及需求侧响应的用户侧储能最优运行决策分析

夏季用电尖峰时段,用户侧储能参与需求侧响应可以提高用电经济性.本文首先对基于激励的需求响应机制进行分析;然后建立用户侧储能参与峰谷套利、需求响应和最大需量管理的数学优化模型,获得储能最优充放电策略,并优化用户参与需求响应时上报的响应功率;然后建立用户侧储能全周期成本收益模型,比较参与需求响应前后的储能成本回收年限;最后...     

用户侧共享储能的优化配置及对碳排放的影响

在碳达峰、碳中和的战略目标下，随着光伏等分布式能源广泛应用，储能系统的需求也急剧增加，而用户在安装储能时势必会对碳排放产生影响。首先，基于用户用电行为的差异性，建立了用户侧共享储能双层优化配置模型，上层以多用户的年综合成本最低为目标函数，优化用户预计加装的共享储能容量和功率；下层优化模型以日运行调度成本最小为目标函数，优化共享储能充放电策略。接着，建立用户碳排放成本数学模型。然后，采用该模型求解方法，一阶段使用Yalmip求解器求解共享储能的最优配置结果，二阶段计算碳排放成本，研究共享储能配置结果对碳排放的影响。最后，通过算例分析与各用户单独配置储能进行对比，验证了所提共享储能优化配置模型和充放电策略的有效性，说明了用户配置共享储能利用峰谷价差进行套利时，碳排放成本增加。     

混合储能多目标容量优化配置

针对蓄电池和超级电容混合储能系统的容量配置,提出了混合储能系统多目标容量优化配置模型,该模型以经济成本、供电可靠性、能量过剩和供需平衡为目标,以蓄电池的SOC、超级电容的端电压和最大功率为约束,同时考虑能量控制策略的影响,应用改进粒子群优化算法同时对蓄电池和超级电容的容量和功率进行设计,并通过仿真验证了所提多目标容量配置算法的快速收敛性和可靠性。     

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。     

计及社会发展的多场景用户侧储能容量优化配置

在能源革命的大背景下,用户侧配置储能由于可有效地转移负荷,减少用电峰谷差异,降低用户用电成本,因此在近些年来得到广泛运用。但由于储能系统本身价格较为高昂,如何优化配置储能容量成为关键问题之一。首先,基于用户侧两部制电价制度,计及社会发展对储能的影响,以用户加装储能后获取月综合效益最大为目标建立储能优化配置模型。然后,考虑到节假日和天气状况等因素,提出了一种适用于多场景的用户侧储能配置决策方法,以满足用户侧储能配置的个性化需求。最后,选取4家典型的大用户的历史负荷数据进行算例仿真,利用CPLEX求解器进行求解,分析探讨了储能配置的合理性和经济性。仿真结果表明,该储能优化配置方法在提高模型精准度的同时能进一步提高配置经济性,为不同用户侧储能的商业化应用提供借鉴。     

考虑负荷优化的电动汽车光伏充电站储能容量配置

为实现电动汽车充电站中光伏电能的充分利用和减小负荷峰谷差,将光伏功率和电动汽车充电功率结合作为等效负荷功率,并以此配置储能。以等效负荷功率上下限为决策变量,充电站日净收益和峰谷差率为目标函数,建立储能优化配置模型。使用改进遗传交叉过程的NSGA-II算法对目标函数进行优化,得到不同峰谷差率对应的充电站日净收益和储能容量,同时对比不同光伏出力和充电功率等级下储能容量配置的差异。结果表明,合理的光伏容量配置能够减小充电站对储能容量的需求,并且根据峰谷差率联合配置光伏和储能,能够实现充电站经济运行和负荷优化作用。     

配电网中储能系统优化配置研究

在配电网中配置储能系统可以平抑高峰负荷,减少负荷峰谷差,提高供电可靠性,降低网络损耗。研究了配电网中引入储能系统在降低发电侧、输配电侧建设容量投资和减少重要用户停电损失费用方面带来的经济价值,分析了其降低配电网络损耗和利用分时电价减少电量电费获得的经济效益。同时,考虑储能系统的一次投资成本和运行维护成本,建立了经济性最优条件下适合不同储能类型的容量优化配置模型。以某配电网为例,对模型进行求解分析。     

混合储能在配电网中的优化配置

单一蓄电池储能技术已应用于配电网中,作为备用容量和节省电能投资。鉴于单一蓄电池储能设备成本过高的问题,本文采用电池超级电容器混合储能(HESS)技术,建立以整个寿命周期内年均成本为最小的目标函数,以满足供电可靠性、调压、平抑大负荷功率冲击等为约束条件的容量优化配置模型。运用粒子群优化算法进行求解,与单一蓄电池储能作比较,验证了HESS混合储能在配电网中的经济性。     

超级电容器-飞轮-蓄电池混合储能系统容量配置方法研究

采用混合储能系统能够降低储能配置的年均综合成本,提高光伏发电系统的经济效益。针对超级电容器-飞轮-蓄电池混合储能系统,采用经验模态分解方法把光伏发电功率与负荷功率之间的不平衡功率分为高频、中频和低频三部分,分别作为超级电容器、飞轮和蓄电池的参考功率;构建以年均综合成本最小为目标函数,同时考虑混合储能系统的充电与放电功率和剩余电量等约束条件的容量优化配置模型,采用遗传算法进行优化,并通过实例分析验证了该配置方法的有效性。     

风光互补微电网中混合储能系统的容量优化研究

为提高微电网的供电可靠性和连续性,需要合理的配置储能系统的容量。针对独立运行的风光互补微电网,建立了蓄电池-超级电容器混合储能容量优化模型,以混合储能系统的一次性投资最小作为目标函数,从储能系统的能量供给能力和功率供给能力两方面综合考虑确定混合储能系统的容量。运用粒子群算法对算例求解,证明了混合储能的正确性,混合储能的应用可以提高可再生能源的利用效率,节约经济成本。     

基于需量管理的两阶段大用户储能优化模型

为推进用户侧储能商业化应用,对用户侧储能从规划和运行两方面综合考虑,提出了一种需量管理捆绑峰谷套利的工业大用户储能评估及优化调度方法。首先,在储能评估阶段,以用户的综合成本最小搭建储能评估模型,评估用户加装储能的经济性并优化储能配置;然后,在调度优化方法方面,构建了储能月前和日内两阶段优化模型。在月前优化中,确定用户上报的最大需量;在日内优化中,基于最大需量约束,优化每日的储能充放电功率。最后,在MATLAB平台基于CPLEX求解器分别对4家典型工业大用户进行算例仿真,验证了模型的经济有效性,并为用户侧储能电池的商业化推广提供了可行性方案。     

考虑不确定出力的微网内分布式发电和储能的容量配置

在并网条件下,以降低微网联络线功率的峰谷差为配置目标,以一次设备投资、安装和维护等综合成本最小为评价标准,建立了微网内分布式发电和储能优化互补的容量配置模型。研究整点时刻分布式发电全年出力的概率分布,以及不同置信度下的分布式发电出力曲线的求解方法,得到10k W基本单位分布式电源出力曲线。以装机容量、网侧购电量、微网功率平衡、储能装置充放电平衡和充放电倍率及深度等要求为约束条件,论证优化模型为线性规划,并选择LINGO软件求解。通过算例分析,得出不同类型微网配置分布式发电和储能容量时对应的不同策略。     

计及容量市场的用户侧储能优化配置研究

容量市场能够为间歇性可再生能源的大规模并网提供灵活的容量支持,激励常规机组发电容量投资并保证峰荷时期备用容量充裕,在未来现货市场环境下建立相适应的容量市场机制是保障长期电力供给安全的有效方法,故储能作为用户侧的快速响应资源有望参与容量市场。该文结合容量市场,从用户对主能量市场实时电价进行响应后再利用储能充放电实现最优化用电的角度提出了一种用户需求响应-储能调节(DR-ESS)的优化模型。首先,基于容量市场合同构建用户实时电价需求响应模型;然后计及容量市场,建立储能定容双层优化配置模型,外层以用户在储能全寿命周期内净收益最大为目标优化储能功率及容量,内层以用户日收益最大化优化储能充放电策略。两层模型分别采用遗传算法与fmincon工具箱进行求解。以美国PJM市场下某大工业用户所在负荷节点数据进行算例分析,结果表明,采用DR-ESS优化模型在提升用户经济效益同时能够有效实现削峰填谷、降低电网尖峰负荷,减少电网投资成本,提高运行可靠性。     

基于改进NSGA2算法的混合储能系统容量优化配置

由于储能系统能够快速地补偿系统所需的能量,在风电场侧安装混合储能装置,可以有效减小风电功率波动对电力系统运行的稳定性和可靠性造成的影响。为了使各储能元件能发挥其工作特性优势,制定了超级电容优先充放电,蓄电池再进行充放电的协调控制策略;考虑到混合储能系统的容量配置问题,建立了以混合储能系统的成本、风电功率输出平滑率以及蓄电池的充放电次数为目标的混合储能系统多目标容量配置模型;针对传统优化算法的目标权重人为选择及常规NSGA2算法的局部收敛等问题,将改进NSGA2算法用于混合储能系统容量的多目标优化配置,得到混合储能系统的最佳容量配置方案。最后,通过仿真算例,验证混合储能控制策略和容量配置方法的有效性。     

基于改进量子粒子群算法的储能容量优化配置

风光发电具有间歇性,蓄电池和超级电容作为储能系统存在充放电缺陷.针对混合储能系统容量配置优化问题,基于低通滤波的混合储能系统进行补偿功率分配,并考虑混合储能额定功率限值影响及反馈的当前储能荷电状态影响进行功率修正.以储能月均最低生命周期成本最小,结合容量配置约束条件建立数学模型,提出一种改进的QPSO(quantum ...     

基于差分进化粒子群神经网络的用户侧储能容量优化配置

为提高用户侧储能系统的经济性及使用寿命,提出一种基于差分进化-粒子群BP神经网络的储能优化配置算法.以提高系统可靠性和降低系统投资成本为目标,以储能电池充放电功率限制以及系统最大装机容量等为约束条件,搭建了用户侧储能容量优化配置模型.提出的差分进化和粒子群的混合算法,保留粒子群算法早期收敛速度快的优点,加入差分进化算法...     

基于能量协调控制的混合储能系统容量配置方法

为了平滑离网光伏发电系统中源荷之间功率差的随机波动,提出了一种适用于混合储能系统中不同储能介质之间充放电功率分配的能量协调控制策略。该策略依据不同储能介质的实时荷电状态,结合最大可能充放电时间,令超级电容器优先充放电,当达到其充放电极限时,再控制蓄电池进行充放电。在此基础上根据全寿命周期理论,考虑实时荷电状态、负荷缺电率和系统自主运行能力等约束,建立混合储能系统容量配置优化模型。利用改进粒子群算法对算例进行求解分析,并与单一蓄电池储能进行比较,验证能量协调控制策略的有效性和容量配置优化模型的正确性。     

独立型风光互补系统中储能容量优化研究

以独立运行的风光互补发电系统中储能容量最优化为目标,利用风电、光伏以及负荷的发用电预测数据,提出考虑超级电容器和蓄电池内部特性的负荷缺电率LPSP的简化计算方法,并同时考虑负荷最大缺电率和负荷最大瞬时功率缺失两方面来综合确定超级电容器/蓄电池混合储能装置容量的大小.进行了优化软件的编制和算例分析,结果表明,考虑储能系统功率输出能力可以提高储能系统容量优化配置的准确性,而在同时达到满足负荷最大缺电率和负荷最大瞬时功率缺失要求下,混合储能比超级电容器、蓄电池单独储能更加经济.     

考虑荷电状态的光伏微电网混合储能容量优化配置

储能系统容量优化配置是提高系统稳定性、降低微电网成本的有效措施之一。本文提出了一种考虑荷电状态的能量管理策略,对光伏微电网混合储能系统进行容量配置。首先,综合分析微电网运行的稳定性和经济效益,以全生命周期费用和买卖电量费用之和最小为目标,建立含超级电容和蓄电池的光伏微电网储能模型。其次,结合光伏可供能量和负荷需求功率,应用改进能量管理策略和粒子群算法,建立光伏微电网混合储能系统（HESS）容量配置双层优化模型。最后,以某地实际数据为例对优化问题进行求解,将优化结果与传统储能配置方法进行对比,验证了所提方法的有效性,为光伏微电网混合储能系统容量优化配比提供参考。     

考虑需量管理的用户侧储能优化配置

随着能源互联网的不断发展,分布式储能使用需求日益增长。基于用户侧电能管理,提出一种考虑优化负荷特性的储能系统规划和调度综合优化模型。在两部制分时电价的背景下,以用户侧储能系统全寿命周期内总的净收益为外层目标函数,综合考虑了储能削峰收益、峰谷套利收益、全寿命周期成本等因素;以储能系统日调度周期内收益为内层目标函数,研究用户侧储能系统各时段充/放电值的优化。结合工程实际,通过遗传算法和混合整数线性规划求解双层优化配置模型,算例测试比较了锂离子和铅炭两种电池的额定容量/功率配置、削峰率和净收益,分析了负荷曲线特性、储能单位成本和能量转换效率储能成本对于经济效益的影响,为用户侧储能系统的优化配置提供建议。