风储联合发电系统中储能系统的优化调度和配置

文章提出一种风储联合发电系统中储能系统的优化调度和配置方法,该方法可以在保证电网正常运行的前提下提升储能系统的套利收益,同时降低电网运行过程中的损耗的净现值。该方法首先基于蒙特卡罗法对系统中风电和负荷状态进行建模,以储能系统运营收益最大化为目标制定储能系统的调度运计划。然后在确定储能调度计划的基础上利用灰狼优化算法对系统中风机和储能设备进行配置以降低电网运行过程中整体损耗的净现值。通过仿真验证,该方法可以在满足风储联合发电系统正常运行的前提下兼顾储能设备运行商和电网公司的利润,同时保证了电网的安全性和经济型。     

基于状态评估的多类型储能系统检修优化策略

电力系统通常会配置多种类型的储能装置以满足系统多样的运行需求.随着运行时间的增长,多类型储能系统的健康状况逐渐劣化,需要统筹兼顾各储能系统的重要程度与劣化程度,编制合理的检修计划.为此,综合考虑多类型储能系统的关键设备及其运行状态,提出了一种基于状态评估的多类型储能系统检修优化策略.综合考虑多类型储能系统的运行特性和技术特征,建立了多类型储能系统关键设备运行状态评价指标体系;基于改进主客观赋权法和属性识别模型,对储能系统关键设备的运行状态进行评估,并依据评估结果制定检修计划;综合考虑检修计划约束和系统运行约束等条件,构建了计及检修风险成本和检修实际成本的多类型储能系统检修优化模型,采用大"M"法对模型中的非线性项进行线性化处理.基于某地区的典型日数据与改进IEEE 30节点系统进行算例仿真,结果验证了所建模型的合理性与有效性.     

基于改进海鸥优化算法的新能源制氢调度研究

针对含风、光、储的新能源制氢系统能量管理及优化运行问题，提出了一种兼顾经济性与供电可靠性的多目标优化调度方法。分析并建立了包括风机、光伏、质子交换膜(proton exchange membrane, PEM)电解槽、碱性电解槽和储能装置的新能源制氢系统的数学模型，以综合日运行成本和可靠性成本作为优化目标，其中将售氢收益纳入系统日运行成本，制定运行控制策略，并采用改进的海鸥优化算法(seagull optimization algorithm, SOA)，求解得出不同电解槽及储能装置的调度计划。算例分析表明了改进的海鸥优化算法具有全局搜索能力强、不易陷入局部最优、收敛精度高、鲁棒性强等特点，能够有效提高系统运行的经济性和可靠性。对比实验表明了所提方案的有效性。     

考虑调度计划和运行经济性的风电场储能容量优化计算

功率存储为随机波动的风电功率适应确定性的电网调度决策提供了可能,而储能容量规划则必须兼顾对调度决策的适应性及包含储能系统的风电场运行的经济性.为此,以适应电网调度运行计划的风电场输出功率时段参考值为依据,以储能系统投资成本和风电场运行成本最小化为目标,构建了计及风电场弃风能量和储能系统损失能量的风电场储能容量优化计算模型.该模型可充分保障风电场储能系统运行的经济性,实现指定调度运行计划下风电场输出功率的不波动或极小概率波动,进而达到风功率调度与电网运行调度间的平稳、有效衔接.运用改进粒子群优化算法对所建模型进行算例求解,分析结果表明了该方法的有效性.     

面向用户侧的电池储能配置与运行优化策略

为提高用户侧电池储能投资与运行的经济性,降低用户用电成本,提出了用户侧电池储能配置优化及运行调度滚动优化方法。首先,分析了用户加装储能的收益以及储能运行的约束,然后构建了储能配置优化模型、储能月前和日内运行滚动优化模型,并用CPLEX求解器进行求解。在构建模型时加入了储能性能约束,能有效减少储能运行时充放电状态之间的转换次数,延长储能寿命。在月前优化中,确定一个预测的月需量防守值;在日内滚动优化中,构建了储能日运行分段优化模型及月需量防守值更新模型,实时更新日负荷数据及月需量防守值,进行滚动优化,不断修正负荷预测误差影响。最后,对工业大用户进行算例仿真,验证了所提优化模型的有效性。     

计及多类型电储能的综合能源系统优化运行对比分析研究

综合能源系统是泛在电力物联网的重要组成部分,多种类型的储能设备在其中发挥了重要作用。目前的多数研究只考虑了单一类型电储能对综合能源系统优化运行的影响,或是通过对多种能量形式的储能进行联合优化调度展开研究。至于多种类型电储能在综合能源系统中的优化运行结果以及定量对比分析工作还开展的较少。鉴于此,文中提出了计及飞轮储能、电化学储能和超导储能等多类型电储能的综合能源系统优化运行模型,以系统日运行成本最低为目标,并采用人工智能算法来保障预测数据的准确性,利用混合整数线性规划方法进行求解,同时设置了3种运行场景,对不同场景下的优化结果进行了定量分析对比。算例分析表明,采用电化学储能可获得最低的系统运行成本以及最为显著的售电交易量;而超导储能具备充放调度灵活性高,充放潜力大的特点。     

提升新能源电网消纳水平的混合储能系统优化控制方法

针对可再生新能源波动对接入电网冲击的问题,本文提出一种混合储能系统优化控制方法,该方法根据可再生能源预测误差随时间尺度变化的特点,采用混合储能系统多级协调控制策略,通过制定日前计划、日内计划与实时计划,实现不同时间尺度下储能系统合理运行和风电功率的精确跟踪.将所给模型转换为一个滚动线性规划问题,利用CPLEX求解器可实...     

计及灵活性供需平衡的储能优化配置

针对因新能源在电力系统中占比不断提升而带来的电力系统规划和运行过程均需提高供需灵活性的问题,提出了兼顾灵活性和经济性的电力系统储能配置方法。首先,在源荷两端灵活性需求分析的基础上,从电力电量平衡角度对系统灵活性进行了评估;然后,考虑风光出力的不确定性、相关性,利用Frank-Copula函数场景生成方法得到风光联合出力的典型场景;最后,建立了双层优化模型。在模型中,上层模型用于从储能投建经济性最优的角度制定储能的配置方案;下层运行优化模型用于从综合运行成本最优的角度制定优化调度方案。利用上、下层模型对方案进行不断迭代优化,最终得到兼顾经济性和灵活性的最优储能配置方案。以改进的IEEE-RTS24节点系统为算例进行验证,结果表明所提方法在求解储能配置容量方面具有较好的经济性和灵活性。     

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。     

考虑配电网状态的共享储能优化运行方法

考虑共享储能接入对配电网的影响,提出一种考虑配电网状态的共享储能优化运行方法。首先,阐述了共享储能的运行模型,通过共享储能运营商将储能资源统一起来,构建共享储能电站的运行模型、配电网稳定性模型和用户用电成本模型。然后,构建考虑配电网状态的双目标优化模型,基于多目标优化的概念完成配电网和共享储能电站的博弈,基于欧氏距离法满足用户用电期望。最后,基于33节点配电网系统进行仿真,证明了所提方法的优越性。算例表明,该方法可有效降低共享储能电站运行成本,使电网运行更加稳定,同时降低了用户用电成本。     

Day-ahead optimal charging/dischargingscheduling for electric vehicles inmicrogrids

Microgrid as an important part of smart grid comprises distributed generators (DGs), adjustable loads, energy storage systems (ESSs) and control units. It can be operated either connected with the external system or islanded with the support of ESSs. While the daily output of DGs strongly depends on the temporal distribution of natural resources such as wind and solar, unregulated electric vehicle (EV) charging demand will deteriorate the unbalance between the daily load curve and generation curve. In this paper, a statistic model is presented to describe daily EV charging/discharging behaviors considering the randomness of the initial state of charge (SOC) of EV batteries. The optimization problem is proposed to obtain the economic operation for the microgrid based on this model. In dayahead scheduling, with the estimated power generation and load demand, the optimal charging/discharging scheduling of EVs during 24 h is achieved by serial quadratic programming. With the optimal charging/discharging scheduling of EVs, the daily load curve can better track the generation curve. The network loss in grid-connected operation mode and required ESS capacity in islanded operation mode are both decreased.     

基于GRU-MPC的光储充电站日前-日内两阶段优化控制

电动汽车负荷与光伏出力的随机性给光储充电站的经济运行带来严峻考验。为了更高效地利用储能系统以及提高控制策略的鲁棒性,建立光储充电站日前-日内两阶段优化模型。在日前阶段,结合变分模态分解与门控循环单元神经网络预测一天48个时刻的充电负荷,并建立以日充电成本最小为目标的优化模型;在日内阶段,以日前调度计划与日内实际运行结果的偏差最小为目标,采用模型预测控制来实现滚动优化,为了增强储能控制策略对不确定源荷的跟踪能力,在日内关键时间点结合超短期源荷预测的结果对日前计划进行更新,得到基于阶段性最佳参考轨迹的实时调度。以实际算例进行仿真计算,比较不同控制策略对充电成本的影响,结果表明所提两阶段优化控制策略可以节省更多的充电成本,有更高的经济价值。     

综合考虑电动汽车充电与储能及可中断负荷调度的配电网两阶段灵活性提升优化方法

分布式电源出力的强波动性及电动汽车(EV)的无序充电使配电网的灵活性不足问题日益凸显,因此非常有必要通过灵活性资源的有效调度提高配电网灵活适应性。在充分分析配电网灵活性提升措施的基础上,提出了能够表征配电网灵活性的净负荷峰值裕度、净负荷谷值裕度、净负荷允许波动裕度3个灵活性评价指标;建立了综合考虑EV充电与储能及可中断负荷调度的配电网两阶段灵活性提升优化模型,阶段1构建了基于蒙特卡洛树搜索的EV有序充电策略,合理引导EV负荷在谷时段进行充电;阶段2在阶段1的基础上,建立了计及储能及可中断负荷的优化调度模型,并采用粒子群优化算法进行优化求解。IEEE 33节点系统算例验证了所提灵活性指标及EV有序充电模型的有效性,结果表明配电网两阶段灵活性提升优化方法能有效提升配电网的灵活性且整体经济性最优。     

含风光柴蓄的海岛独立微电网多目标优化调度方法

针对独立微电网运行中的优化调度问题展开研究。介绍了独立微电网的典型结构、组成单元功能;综合分析光伏和风力发电、柴油机发电及储能系统等多方面的运行特性,提出考虑柴油机发电费用和蓄电池循环电量的多目标优化调度数学模型;构造含蓄电池充放电功率及SOC范围、柴油机发电功率、系统功率平衡的约束条件;在此基础上,通过NSGA-II算法对多目标优化模型进行求解。结合具体算例,在不同日照和风力条件下,获得多组Pareto最优解集;从中选取典型调度方案,分析各组件功率,验证了模型的合理性。     

计及源荷区间不确定性的电力系统日前优化调度

由于缺乏数据或统计规律复杂,调度决策时常难以确知新能源及负荷的概率分布,为此提出了计及源荷区间不确定性的电力系统日前优化调度方法。首先,基于预测误差建立风、光及各类负荷的区间数模型;接着,以日综合运行费用为目标函数,考虑发电机、储能以及正负备用等约束条件,构建区间优化调度问题数学模型;然后,应用区间优化理论,在一定的区间可能度下将区间优化问题转化为确定性问题求解,获取区间优化调度方案;最后,将区间优化调度方法应用于修改后的IEEE10机39节点系统,验证了其有效性。该方法决策灵活,通过调节区间可能度,可较好地平衡调度方案的经济性与安全性,其计算量小,特别适用于仅掌握变量变化范围时的调度问题。     

双楼宇专变供电充电站负荷的时空双维调控建模

在碳减排和环境保护需求的推动下,电动汽车的普及速度加快,同时从时间和空间维度挖掘充电负荷的调控潜力可以有效地缓解配电网的扩容压力,基于此提出了双楼宇专变供电充电站负荷的时空特性双重调控方法。介绍了双楼宇专变供电充电站负荷时空特性的双重调控机理,利用双楼宇专变冗余容量和储能系统对充电站进行供电;结合储能充放电调控、充电桩和储能的双电源切换开关切换、充电桩功率实时调度3种调控方法,提出了充电站负荷的时空双维调控策略;提出了结合日前和实时2种时间尺度的充电站优化模型,以电动汽车服务率为优化目标建立储能充放电的日前优化模型,以变压器负荷标准差为目标建立双电源切换开关切换的实时优化模型,以各时段调度成本为目标建立充电桩功率的实时调度模型,通过多样化的调控手段提升充电站的经济性和安全性。通过算例仿真验证了所建模型的有效性。     

基于双蓄电池组的微电网两阶段调度优化模型及控制策略

针对微电网应用中储能寿命损耗成本过高的瓶颈问题,提出了基[JP2]于双蓄电池组的日前日内两阶段协调调度模型与控制策略。在日前阶段,综合考虑日前预测数据、储能装置寿命及市场电价,建立了以微电网运行总成本最低为目标的经济调度模型,并利用随机权重粒子群优化算法求解该模型。在日内阶段,为应对间歇性分布式电源预测误差引起的联络线功率波动,构建了基于双蓄电池组拓扑结构的储能系统,根据蓄电池特性设计了实时控制策略,即两组蓄电池分别作为放电组、充电组,交替补偿联络线功率的正、负偏差,当任一组蓄电池达到其荷电状态的上、下限,则同时交换两组蓄电池的充、放电状态。最后,以某园区的示范微电网作为分析对象,通过实际算例验证了日前优化模型及算法的有效性,并证明了基于双蓄电池组的日内实时控制策略能有效延长蓄电池循环寿命,提高系统的经济性。     

电动公交车充电站代理商的月度交易模型与日运行优化策略

以电力大用户参与电力市场交易为背景,研究电动公交车光储充电站通过代理商参与月度电力交易的优化问题。基于实际电动公交车充电站的充电历史数据,提出了电动公交车代理商参与月度市场双边交易的优化模型,该模型考虑了充电站内光伏发电和充电负荷的随机性;提出了最小化偏差电量惩罚的充电站日运行优化策略与实施方法,通过控制充电站内储能系统充放电策略减小月度合同的偏差损失。算例结果表明,所提出的模型和策略可给出代理商月度交易的优化方案,并可显著减少合同偏差电量、降低惩罚费用。     

多能互补系统全寿命周期优化配置方法

针对含风力发电、光伏发电和储能系统的多能互补系统的优化配置问题,提出一种考虑系统与配电网交互和需求侧响应成本的多能互补系统全寿命周期优化配置方法,构建双层优化模型：上层以总等年值成本最小为目标进行全局优化,确定多能互补系统的最优配置方案与储能出力范围;下层以系统的日运行成本和可再生能源未利用率最小为目标,建立多能互补系统的多目标日前优化调度模型。分别考虑独立型和并网型多能互补系统,以某地实际风光数据为例,验证所提优化配置策略的正确性与有效性,并量化分析多能互补系统运营方式对优化配置策略的影响。     

多能互补系统全寿命周期优化配置方法

针对含风力发电、光伏发电和储能系统的多能互补系统的优化配置问题,提出一种考虑系统与配电网交互和需求侧响应成本的多能互补系统全寿命周期优化配置方法,构建双层优化模型：上层以总等年值成本最小为目标进行全局优化,确定多能互补系统的最优配置方案与储能出力范围;下层以系统的日运行成本和可再生能源未利用率最小为目标,建立多能互补系统的多目标日前优化调度模型。分别考虑独立型和并网型多能互补系统,以某地实际风光数据为例,验证所提优化配置策略的正确性与有效性,并量化分析多能互补系统运营方式对优化配置策略的影响。