共享储能发展历程与应用现状

储能是构建以新能源为主体的新型电力系统的重要支撑性技术。构建“新能源+储能”的应用模式，已经成为解决新能源消纳问题的重要手段之一。在实际运行中，新能源配套储能的传统储能模式储能利用小时数低，缺乏成熟稳定的盈利模式，极大提高了新能源场站投资成本。共享储能为储能发展提供了新路径。本文阐述了共享储能的发展历程，详细介绍了现阶段共享储能的应用情况，并对共享储能未来的发展进行展望。     

储能接入对云南电网短路电流影响分析

“十四五”期间云南电网将有大规模新能源接入，配置储能可提升电力系统运行灵活性和安全稳定水平。本文采用PSD-SCCP软件计算储能接入对云南电网短路水平的影响，开展了集中式和分散式储能接入前后短路电流的计算，分析了储能不同配置容量、方案和出力水平对新能源多场站短路比的影响。通过分析表明，配置储能装置将会增加母线短路电流，同时可略微提高新能源多场站短路比，为后续大规模新能源配套储能接入下的电网规划设计和稳定运行提供参考。     

基于联盟博弈的多微网共享储能联合配置与优化

在“双碳”目标的背景下,亟须充分调度新型电力系统中的灵活资源。同时,共享储能的理念打破了传统储能经济运营模式,对提高储能运行效益具有革命性意义。考虑到储能设备的容量配置和运行优化是耦合的,在能源细胞-组织框架下提出共享储能联盟博弈的双阶段多目标优化配置方案,并采用Shapley法公平分配联盟合作成本。首先,建立考虑设备投资、功率波动和售购电价的多目标总储能配置模型,基于NSGA2算法求得联盟整体储能规划的Pareto前沿面。然后,以细胞间交互功率最低为原则,分别计算各细胞内部的储能容量和功率配置。通过比较联盟合作的收益与参与者群体分割的子合作收益,以判断能源细胞联盟的稳定性,并依据Shapley法对各能源细胞进行成本与利益分配。最后,采用居民、商业和工业3类能源细胞的博弈算例对不同合作方案进行对比分析,验证了所提方法的有效性。     

发电侧多主体投资低碳综合微网氢储能的演化策略

在低碳经济背景下，为提高向大用户直供能的灵活性，解决多主体在有限理性下共建共享的非对称性行为决策问题，提出多新能源场站联合投资低碳综合微网氢储能的演化行为分析方法。首先，利用异质性新能源场站发电与大用户用能的时空互补特性，提出多主体共享低碳综合微网氢储能的基本框架，使各发电主体形成“自平衡+直供电+余量上网”模式，在增强新能源友好并网能力与供用能灵活性的同时降低投资成本。然后，考虑多主体在参与氢储能共建共享时的非对称行为决策，基于复制者动态方程与演化稳定定理，对多新能源场站在有限理性下的多投资策略进行演化行为分析。最后，以我国西北部新能源汇集区域为算例对发电侧在联合投资中的合作行为进行推演，结果表明政府可通过对间断性发电特征的电站给予适当补助，或细化电价设置来激励异质性新能源场站的联合投资行为，从而促进氢储能的规模化发展；新能源场站则可通过提高装机容量来保证自身定值收益。     

考虑储能用户与新能源双边交易调峰服务的电力系统联合运营模式

新能源并网规模的不断扩大和并网容量的大规模增加给电网的调节能力和新能源消纳问题带来了严峻的挑战,采用储能系统参与调峰是推进新能源发展的重要手段。为此,提出了综合考虑储能用户满意度和新能源调峰需求的电力系统双边交易联合运营模式和交易模型,以各方综合效益最大为目标,建立新能源侧、电网侧和用户侧的投标和出清模型,其中储能用户与新能源于日前完成双边交易以直接减小电网的调峰服务压力,最终由电网侧的储能消纳剩余新能源出力。算例仿真结果表明,所提运营模式不仅有效地调动了用户主动调峰的积极性,还减小了电网侧储能的调峰压力,在促进新能源发展和保障电力系统稳定运行方面具有重要意义。     

跟踪计划出力的新能源场站与汇集站储能协调运行策略

针对新能源汇集站跟踪计划出力误差大导致调度性差的问题,提出在新能源汇集站(new energy collection station,NECS)配置共享电池储能(energy storage,ES),并与新能源场站储能协调调控,提高风光集中接入区域整体跟踪计划出力能力。首先,利用各新能源场站时空互补特性求出新能源汇集站联络线出力计划跟踪误差。然后,基于场站储能状态对各自误差进行一定程度的修正。其次,基于场站修正后的汇集站出力偏差,通过汇集站储能与场站储能协调调用提升计划跟踪能力;此过程中,优先调用汇集站储能,若储能容量不足,联合调用有剩余裕度的场站储能进行二次协调。旨在提升新能源汇集站跟踪计划出力能力的同时,降低弃风弃光率。最后,依据新能源跟踪计划性能指标,通过算例应用验证了所提储能协调运行策略对新能源汇集站计划出力跟踪的有效性。     

平抑高比例新能源发电功率波动的风-光-储容量最优配比

发展新能源是应对环境污染和能源危机的根本性措施,有助于推动“双碳”目标的实现。可再生能源发电固有的间歇性、波动性给电网规划和运行带来严峻挑战。针对高比例新能源电力系统,分析了以最小功率波动为目标的新能源和储能容量最佳配比。立足风光资源的互补性,构建了最小化系统功率波动的风光最优配比模型,并提出了基于线性规划的求解算法。最后建立了面向平滑新能源出力的储能容量配置参数线性规划模型,得到波动性指标关于储能容量的解析表达式,并根据成本确定了最优储能容量。所提方法为政策制定提供了可视化工具以及比单一最优解更加丰富的信息。     

基于合作博弈的城市楼宇集群分布式储能容量共享

分布式可再生能源发电设备在城市中日益普及,配置储能是应对其出力不确定性的有效措施,但楼宇各自配置储能仍存在成本高、利用率低等问题。在自有储能共享模式下,采用合作博弈理论设计了一种城市楼宇以合作联盟形式进行储能容量共享的机制,并在考虑储能初始投入差异的前提下基于改进Raiffa解法设计了一种合作剩余分配方式。算例结果表明：通过提出的储能共享机制,城市楼宇集群的储能资源利用率提高了18.12%,运行成本降低了10.22%,实现了参与储能共享楼宇的“降本增效”;通过提出的合作剩余分配方式,楼宇集群中配置储能楼宇的“降本”幅度远高于未配置储能楼宇,体现了分配方式的公平性,且计算量较Shapley值法有明显减少。     

考虑共享储能容量衰减的零碳园区优化调度与经济性评估

新能源发电的随机性与间歇性给电力系统运行与控制带来巨大挑战,储能技术是解决该问题的重要手段之一。聚焦于新背景“零碳园区”与新模式“共享储能”,研究了考虑共享储能容量衰减的零碳园区优化调度与经济性评估。首先,提出了共享储能成本效益分析模型,接着建立了以日运行成本最小为目标,同时考虑共享储能服务与电网购电的优化调度模型,然后,提出了经济性评估指标。在算例分析中考虑无配置储能电站、自配储能电站、共享储能电站三种配置方案,以及新电池与退役电池两种选型方案,充分对比了各方案下优化调度与经济性评估结果,并分析了各方案下的场景适用性。最后,通过敏感性分析突出共享储能服务价格对其经济性的影响,并给出服务价格的建议取值。算例结果验证了共享储能电站的经济性优于其他方案。此外,退役电池性能虽低于新电池,但成本较低,参与调度的经济性更好。     

基于高比例新能源参与的储能系统容量优化研究

“碳达峰、碳中和”发展目标的提出,将助推高比例新能源的规模化发展,势必给电网消纳带来重大负担。提出一种高比例新能源下储能共享模式的双层优化调度模型,量化分析储能的规划容量对新能源弃电率的影响。针对双层优化模型的复杂非线性化特点,利用改进的飞蛾扑火算法（Moth-Flame Optimization,MFO）对目标模型进行优化求解。最后利用修正的IEEE-9节点测试网络来验证所提模型和算法的合理性。     

计及灵活性基于时序的“十四五”储能需求分析

“十四五”期间,随着风电、光伏装机规模增加,系统净负荷波动增强,对储能等灵活性资源的需求不断增强。同时,储能技术不断发展成熟,成本不断下降,逐步应用于电力系统的各个环节,因此有必要建立计及系统灵活性需求的储能优化规划模型,以更加科学的方法评估中国未来五年储能的发展需求。首先给出了计及电力系统灵活性基于时序曲线的运行模拟模型方法和储能需求分析流程,以系统总成本最低为优化目标,考虑了投资决策约束和运行约束,可统筹优化系统目标水平年的储能结构及容量。其次,基于以上模型方法,优化计算了2025年中国七大区域电网协议送电模式下的储能容量,并分析了配置储能的原因,开展了灵活调节模式下的储能容量对比分析。最后,基于以上分析,总结了“十四五”期间,中国电力系统储能容量、新能源发电量、弃风和弃光率及综合用电成本等结论,为储能未来五年的规划提供技术支撑。     

基于参数规划的电网侧储能容量价值评估方法

在新能源大规模接入电力系统的背景下,电网侧储能作为一种灵活资源可以支撑电力系统运行。评估储能应用价值是进行储能容量配置的必要准备工作。文中首先定义3个评估指标,体现出储能对新能源消纳、电力系统灵活性和系统调度经济性的价值;然后基于多参数混合整数线性规划理论,提出一种储能容量价值评估方法,并应用到所提评估指标中,每个评估指标都能得到以储能功率容量和能量容量为参数的分段线性函数;最后使用东北电网数据仿真验证所提模型和方法。结果显示所提方法可以解析刻画储能容量对其应用价值的影响,并将结果进行可视化展示;解析表达式中包含的灵敏度信息揭示了储能容量价值的关键瓶颈参数,并可为不同应用场景储能容量配置提供参考。     

储能电站与清洁能源场站无功电压分层协调控制研究∗

间歇式新能源发电的大规模接入使电压越限问题时有发生,而储能电站可与新能源场站协调配合来实现无 功电压调节.提出一种储能与清洁能源无功电压协调控制策略.首先分析了储能和新能源场站对电网进行无功电压调 节的原理;其次提出了联合系统无功输出功率的计算方法;之后通过双层分配策略,实现储能和新能源场站无功功率 的合理分配;最后以湖南某区域电网作为测试算例验证了所提出的方法的有效性.     

新能源场站共享储能提供调频服务的日前优化策略

针对在新能源场站聚集地区配置大规模共享储能,研究储能系统的优化运行问题,使其在承担多个新能源机组一次调频义务的前提下,最大限度利用自身调节能力参与辅助服务市场,提供二次调频等服务。基于调频服务市场规则,保证调频服务质量的前提下,以储能系统利润最大化为目标,综合考虑储能寿命、电量维持等因素,建立了储能系统在日前市场的调频容量与基准功率申报决策模型,并将其转换为混合整数线性规划的形式,能够使用成熟软件进行求解。利用历史数据进行仿真验证,结果表明所提出的方法能够有效利用储能系统的能量、功率容量,在承担新能源场站一次调频义务的同时,具有提供二次调频、参与峰谷套利从而获取收益的能力。     

面向辅助服务的新能源场站共享储能容量优化配置

随着新能源的快速发展,储能作用日益凸显。针对新能源场站共享储能提供一次调频的定容问题,提出以共享储能投资商总成本最小为目标的储能优化配置方法。首先对历史频率数据的经验分布进行拟合,利用拟合结果生成配置储能所需的频率数据。然后基于所生成的频率数据,综合考虑一次调频约束、储能倍率特性约束和一次调频参与率约束等,建立满足一次调频要求的储能优化配置模型。所建模型为混合整数线性规划模型,可采用成熟的求解器进行求解。最后,基于实际频率数据对所提方法进行仿真分析,并对锂电池和飞轮储能的配置结果进行对比。结果表明：相比各自独立加装储能,多个新能源场站加装共享储能可以降低成本;配置锂电池储能系统的容量虽然显著大于飞轮储能系统,但其综合成本更低。     

分布式储能的发展现状与前景

分布式储能接入电网,可以有效改善新能源发电并网时对电力系统的冲击。随着新能源发电的快速发展,分布式储能技术也将不断进步。本文首先介绍了储能的几种类型及其发展趋势,然后总结了其在电网及用户侧的应用,最后从分布式储能的容量配置和协调控制方面提出了未来储能的技术路线和发展方向。     

基于一致性算法的区域网络集中式共享储能共享机制

现阶段共享储能市场的交易机制存在准入门槛高、交易成本高、交易过程复杂等问题。在高渗透率新能源接入背景下,传统集中式调度方法存在调度中心通信压力大、可靠性差等问题,而分布式调度方法能通过降低市场交易成本来提高市场效率。针对多座新能源场站与共享储能的标准纳什博弈关系,提出了基于价格一致性的共享储能实时共享机制。基于共享储能的实时交易机制,构建了新能源场站与共享储能运营商的分布式个体决策模型;为了实现去中心化共享,在区域共享网络中提出了基于一致性算法的共享储能实时共享机制,参与者通过交互共享电价达成价格认同,最终实现共享储能社会福利最大化。以新能源场站-共享储能网络为算例进行仿真,验证所提分布式调度方法能达到与集中式调度方法相同的效果,且适用性更优。     

电网侧储能电站收益模式分析

<正>在“双碳”背景下，随着新能源在电力结构中占比的不断提高，电力系统主要矛盾从“缺电”逐渐演变为发用两端的“时空不平衡”。储能可实现能量的短时转移，为电力系统提供优质的调节能力，被认为是新型电力系统中必不可少的要素。本文梳理了国家及宁夏新型储能相关政策，结合国内电网侧储能电站的4种收益模式，重点分析了宁夏电网侧储能电站的收益模式。     

考虑容量约束的储能规模化应用商业模式评价

考虑储能应用价值的容量相关性约束,提出了一种储能规模化应用商业模式精确定量评估方法。采用双梯级函数来表征电网对储能、火电等灵活性调节资源性能和容量的要求;根据储能在源、网、荷侧产生的发电量、输配电量、电费和辅助服务收益等增益,建立“储能+”场景下新能源业主、电网运营商、用户、储能业主等相关方的收入函数;根据增益耗费的储能容量,建立相关方分摊的储能成本函数;综合考虑新能源、电网、用户或者第三方等投资主体的净收益最大,建立储能投资博弈模型。最后,根据甘肃省的实际情况,评价了不同模式场景下规模化推广储能的商业模式,并对关键参数进行了灵敏度分析,论证了不同组合运营方式在特定源荷区域的效果,验证了所提方法的可行性。     

面向多场景调节需求的集中式共享储能鲁棒优化配置

随着高比例新能源电力系统的发展,源网荷不同场景下对储能的需求与日俱增。该文提出一种面向多场景调节需求的集中式共享储能鲁棒优化配置模型。首先,设计了兼顾协调电源侧出力计划和参与电网侧调频的共享储能运营模式,给出了共享储能在不同场景调节需求下的运行策略;然后,考虑源网储的联合出力约束与动态频率约束,同时对发电与用电不确定性采用精确概率分布的鲁棒理论进行分析,建立了考虑随机变量极端偏差情况下的集中式共享储能鲁棒优化配置模型;最后,以修改后的IEEE 39节点对所构建模型进行仿真分析,讨论了影响容量配置模型经济性与鲁棒性的关键因素,验证了该文所提优化共享储能配置模型的有效性。