含混合储能的铁路10kV配电网综合能源系统规划

针对铁路10 kV配电网多类能源的用能需求,建立一种含混合储能的铁路配电网综合能源系统规划模型.设计铁路10 kV配电网区域综合能源系统架构;针对光伏出力波动平抑需求,提出一种基于经验模态分解的光伏出力高频分量提取方法,并联合典型日负荷数据生成考虑多类光伏高频分量平抑需求的场景集.在此基础上,以等值年总成本最低为目标、...     

光伏与混合储能配合的园区综合能源系统规划

为了解决光伏电池接入园区综合能源系统后,其出力波动性对系统造成的负面影响,提出了一种光伏与混合储能(蓄电池与超级电容器)配合的能量单元结构。用能量集线器模型对新的能量单元转化关系进行分析,并对于系统的规划目标和约束条件进行设计。在一个3能量单元的园区规划案例中验证了所提方案可使光伏实际允许最大出力得到提升,并降低了6.31%的规划成本,将光伏的总利用率提升到了92.47%。     

基于混合整数非线性规划的综合能源系统优化配置研究

综合能源系统（integrated energy system,IES）的容量配置是系统运行稳定性及经济效益的重要影响因素之一,是系统规划阶段的重点研究内容。为探究电转气设备在系统中的最佳工作模式及储能设备、光伏、风机对系统经济性的影响,本文将上述设备引入综合能源系统,并以经济效益为优化目标,构建了计及容量配置约束、五母线平衡约束及储能约束的混合整数非线性规划模型。以北方某市民服务中心为例,验证了模型的有效性,并对6种运行方案做了对比分析。结果表明,电转气等设备的合理配置可以有效提高综合能源系统的经济性,为其后续运行阶段的研究提供了理论基础及技术支撑。     

基于离散傅里叶变换的孤岛型微电网混合储能优化配置

分析了孤岛型微电网中电源负荷不平衡功率的产生,基于离散傅里叶变换,将不平衡功率分解成日分量和小时分量,分别采用压缩空气储能和钠硫电池平衡该分量,为了使得分解后的日分量和小时分量最优,专门研究了不平衡功率离散傅里叶变换分断点的分断原则。在此基础上,综合计入储能投资运行成本、系统缺电损失费用和弃风惩罚费用等,建立孤岛型微电网混合储能优化配置模型。该模型可以实现离散傅里叶变换分断点和混合储能容量的统一优化,且优化过程中实现了压缩空气储能和钠硫电池两种储能容量优化配置的完全分解,简化了模型的求解复杂性。采用实际微电网系统进行了算例分析,验证了所述模型和方法的正确性。     

基于集合经验模态分解的交直流混合微电网混合储能容量优化配置

针对交直流混合微电网并网联络线功率的波动性带来的新能源消纳瓶颈问题和交、直流子网之间交互功率的优化问题,提出了一种混合储能系统容量优化配置方法。首先,考虑系统净负荷功率和分时电价,确定联络线协议功率和混合储能系统需平抑的总功率;然后,利用集合经验模态分解对混合储能系统总功率进行分析,根据不同滤波阶数下锂电池和超级电容器的充放电功率指令,采用自适应惯性权重的粒子群算法对以锂电池和超级电容器的额定功率和额定容量为优化变量的混合储能容量优化配置模型进行求解;最后,对不同滤波阶数所对应的系统年综合成本进行排序,确定系统年综合成本最小的滤波阶数和对应的储能配置方案。基于某交直流混合微电网进行了算例分析,验证了采用所提方法配置混合储能系统可有效平抑交直流混合微电网并网联络线功率的波动,降低交、直流子网间的换流损耗,提高交直流混合微电网的经济性。     

考虑多能互补的区域综合能源系统多种储能优化配置

在区域综合能源系统中配置多种储能装置可提高系统的经济效益,是区域综合能源系统规划的重要研究方向。基于区域综合能源系统的基础架构和模型,研究了蓄冷、储热、储电和混合储能在冷热电联供(CCHP)机组和电制冷等设备多能互补协同运行情况下的盈利策略,讨论了系统配置不同储能的经济性和可行性,建立了全寿命周期的冷热电储能调度规划双层优化模型,并利用确定性迭代算法进行求解。针对某实际区域综合能源系统的多个供能季不同日负荷曲线,应用双层优化模型求解运行调度方案和储能配置容量。算例结果表明:配置蓄冷和储热在多能互补协同运行系统中有较大的盈利空间,而配置储电的利润空间较小,且考虑多能互补的混合储能方法可以进一步挖掘系统的盈利能力。     

用户侧综合能源系统中能源储能优化配置模型研究

综合能源系统(integrated energy system, IES)是解决现今能源领域问题的有效方案,气、电、热、冷等多种形式的储能作为IES的重要组成部分,在其中扮演着重要角色。提出一种广泛适用多种IES架构的综合储能优化配置模型,并对模型的通用性进行分析。首先,建立用户侧IES的通用模型,可涵盖IES的各种具体架构;其次,在用户侧IES通用模型的基础上建立综合储能优化配置模型,使配置模型可适用于多种IES架构。模型以系统寿命周期内的等年值总成本最小为目标,决策各种储能的配置容量和功率;最后,以某商业建筑IES为研究对象进行算例分析,并对优化配置模型在其他场景中的通用性进行分析,结果表明:所提模型可以应用于多种架构的IES,解决不同场景中综合储能的优化配置问题,在使用上具有通用性。     

基于经验模态分解和神经网络的微网混合储能容量优化配置

提出一种针对独立微网的超级电容/蓄电池混合储能系统(HESS)的容量优化方法。运用经验模态分解技术,将一段记录完全的非平稳风功率分解成为若干固有模态函数(IMF)。在各固有模态函数的瞬时频率—时间曲线的基础上,通过"分频频率"将原始风功率分解成高频与低频2部分,并分别采用HESS中的超级电容和蓄电池来平抑风功率的高频、低频波动分量。平抑后输入负荷侧的功率平滑度可通过平滑度指标量化。采用神经网络模型优化HESS的容量,通过成本和平滑度指标之间的折中实现HESS的容量优化配置。基于某风电场实测数据的仿真实验验证了所提方法的有效性。     

考虑电池寿命损耗的园区综合能源电/热混合储能优化配置

针对园区综合能源系统(PIES)储能容量优化配置问题,为提升PIES规划-运行经济性,提出了考虑电池寿命损耗的PIES电/热混合储能优化配置方法.首先,构建了适用于PIES规划问题的电池寿命损耗模型,用于量化评估电池寿命损耗;进而,在考虑PIES多能互补特性基础上,引入电池置换成本体现电池寿命损耗的长期影响,以电/热混...     

基于经验模态分解的平滑可再生能源功率波动的储能容量优化

随着可再生能源并网渗透率的提高,可再生能源并网的功率波动对电网产生诸多不利影响。储能系统(energy storage system,ESS)可有效克服可再生能源发电系统的功率波动性问题。为了平滑可再生能源的功率波动并确定储能容量,应用经验模态分解(EMD)的方法:对可再生能源输出功率样本进行EMD分解,得到一系列固有模态函数(IMF)。基于分解结果,考虑ESS充放电效率、荷电状态(state of charge,SOC)以及可再生能源系统输出功率的波动率约束,确定所需最小的ESS容量。以某地区风电场实际功率数据为例,算例结果表明,采用该方法能有效平抑风电功率波动,所用的储能容量较小,且能保证系统稳定运行。     

基于三频段分解的混合储能功率分配策略研究

从维持微电网安全稳定运行,延长蓄电池使用寿命的角度出发,提出一种改进型混合储能控制策略,通过将待平抑功率分解为高、中、低频段3种分量,引人储能系统SOC的反馈来设计混合储能功率分配策略,减少蓄电池充放电次数,延长其使用寿命,同时防止储能系统出现过充/过放现象,使混合储能稳定安全响应电网能量调度.实际算例证明,与传统控制...     

基于定额投资条件下的综合能源系统规划效益研究

现有的综合能源系统规划研究缺乏对投资定额约束的考虑,且以总运行成本最低、碳排放量最低或能效最高等为单一目标的规划策略无法满足在投资定额下最佳的设备规划需求。基于此,建立了基于投资定额的综合能源系统规划模型,来解决定额投资下的设备最佳的容量配置问题。首先,建立了包含冷热电负荷的综合能源系统典型场景;其次,以年化等值综合成本、碳排放量以及综合能效为目标函数,并考虑能量平衡、设备出力、定额投资、能量交互、场景环境等多种约束条件建立规划模型;最后,通过NWSFA算法获取帕累托前沿解集,并利用VIKOP算法解得全局最佳配置方案。在定额投资下既满足负荷需求又能达到运行效果最优,实现经济性、环境性、社会性的3重效益。最后通过算例分析,验证文中所述模型与方法的有效性。     

计及广义储能的园区综合能源系统低碳规划

以综合能源系统的低碳规划为目标,建立了考虑蓄电池电储能、楼宇热储能、数据中心热储能为广义储能的通用统一模型,量化分析了广义储能运行灵活性对园区综合能源系统低碳化转型的支撑作用。计及负荷长短期增长不确定性与碳排放约束,建立了以规划年扩建成本与运行成本之和为目标函数的综合能源系统低碳扩建模型;以园区各设备运行约束为基础,考虑广义储能的灵活性运行方式,建立了基于能源枢纽的园区运行模型;以江苏省某工业园区为测试算例,分析了广义储能资源的灵活性运行对园区扩建规划的影响。结果表明,广义储能资源可利用时间转移特性实现多能源跨时段高效利用,有效促进了新能源消纳,保证了综合能源系统的规划方案兼具经济性与环保性。     

一种基于混合储能的独立光伏发电系统

针对目前采用铅酸蓄电池储能的光伏发电系统最大功率跟踪(MPPT)与优化蓄电池充放电过程往往不能兼顾的问题,设计了一种基于超级电容与铅酸蓄电池混合储能的独立光伏发电系统。介绍了该系统的结构,分析了能量管理方案,结合恒压法与变步长电导增量法改进了MPPT算法,实验结果证明了该系统的可行性。     

基于小波包分解的风电混合储能容量配置方法

提出了一种基于小波包分解的风电混合储能容量配置方法。该方法对风电输出功率进行小波包分解,将其分解为低频部分和高频部分,采用低频部分作为并网目标功率,根据蓄电池和超级电容器的互补特性,分别用其平抑次高频部分和最高频部分。通过高斯逼近法拟合波动功率的概率密度函数,进而得出混合储能系统的容量。在Matlab/Simulink平台上搭建混合储能系统仿真模型。通过风电并网点输出功率的平滑程度以及混合储能系统荷电状态波动范围的分析,验证了该容量配置的有效性。     

基于重力储能的风光储联合发电系统容量规划与评价

合理规划风电场、光伏电站和储能的容量是保证风光储联合发电系统经济性及可靠性的前提.提出一种依托山体的重力储能形式,联合风电场、光伏电站,建立以系统成本最小为优化目标的并网型风光储联合发电系统容量优化规划模型.然后,提出风光互补特性、供电损失率、系统贡献率等评价指标,用以衡量容量优化规划结果.在算例中,基于分时电价场景,...     

融合地形信息的车载复合电源控制方法研究

地形信息对复合电源能量分配具有较大影响,忽略地形信息的能量分配控制效果难以达到最优。搭建了动力电池-超级电容复合电源模型,通过实验对模型参数进行了辨识并验证了模型的有效性;融合路径高程信息,构建了结合道路坡度的车辆能量需求模型;运用模糊控制理论,开发了一种考虑地形信息的具有电池基准功率调节特征的复合电源能量分配控制方法。仿真结果表明:融合地形信息的控制方法能够降低电池峰值电流,在美国城市驾驶循环工况(UDDS)下使超级电容的使用时间延长了26.5%,制动回收能量提高了5.5%。     

基于混合储能的孤岛微网VSG控制策略

针对虚拟同步发电机(VSG)控制策略中改变惯性系数会引起系统不稳定的问题,提出基于混合储能无需改变惯性系数的控制策略.首先,在常规VSG控制策略基础上,将负荷或可再生能源波动量经一阶高通滤波器滤波后作为常规VSG额定功率的附加量.其次,利用VSG直流端接入的蓄电池提供下垂功率,超级电容器提供虚拟惯性功率和额外引入的惯性...     

基于区间理论的油田综合能源系统优化规划

针对油田的能源结构和用能负荷的特征,构建了油田综合能源系统架构;考虑可再生能源出力的不确定性和油田多元负荷用能的随机性,建立了光伏、光热出力的区间模型,热负荷区间模型和基于价格型响应的电负荷区间模型;通过分析设备投资成本的时间价值和区域碳中和途径,建立一种计及源荷不确定性的综合能源系统规划模型,并结合仿射算法和区间序关系,将不确定性优化问题转化为确定性的多目标优化问题进行求解。算例分析表明,油田综合能源系统架构符合油田能源禀赋和负荷实际耦合情况,设备配置方案投资回收年限短,不确定性权重系数越高,投资越大,年净收益区间越大,结果验证了规划方法的有效性。与传统鲁棒凸规划优化方法相比,所提方法为决策者提供了满足区间约束的解集,避免了规划方案的保守性。     

基于长时间尺度的园区综合能源系统随机规划

针对已有的综合能源系统规划模型不能很好地评价能源设备全生命周期的利用率,采用设备的年利用小时数作为衡量设备全寿命周期利用率的指标,同时为避免规划中短时间尺度负荷预测误差太大的问题,提出一种计及风、光、荷不确定性的园区综合能源系统长时间尺度规划方法。建立风机、光伏年利用小时数的随机模型以及冷、热、电负荷年需求量的随机分布模型,以计及储能效益的综合能源系统年投资运行费用最小为目标,建立含电储、热储、热电联供等多种能源设备的园区综合能源系统随机规划模型,并探讨了不同置信度水平下的配置结果。同时,结果验证了所提的基于长时间尺度的区域综合能源系统随机规划模型在解决园区综合能源系统容量配置问题时的有效性。