计及系统动态可靠性评估的光伏电站储能经济配置

随着光伏渗透率的增加,光伏间歇性对系统运行的影响不可忽视,有必要配置储能系统降低光照强度变化对系统频率影响,使系统获得更大的经济收益。建立动态可靠性评估模型,根据动态可靠性指标分析储能接入的成本与收益,确定光伏电站配置的储能系统。首先,将一次调频控制、二次调频控制与可靠性评估相结合,建立电池储能与发电机协调频率控制的动态可靠性评估模型和动态可靠性评估指标。再次,根据动态可靠性指标评估不同容量及功率的储能装置接入系统的成本与收益,以最大经济效益为目标配置储能系统。最后,利用所提储能系统经济配置方法,分析山西大同100MW光伏电站需要接入的储能容量及充放电功率。     

电池储能电站替代变电站升级的优化决策配置方法

在大规模新能源接入及负荷增长情况下部分变电站存在容量不足问题，为确保电力公司运行经济性，文章对比分析配置储能电站及变电站升级扩容两种方案。首先考虑方案经济性、可靠性及环境指标建立综合评价指标体系进行评估，其次以最大化配置储能效益为规划目标，考虑储能系统全寿命周期成本与提升电网运行可靠性、延缓电网升级改造及降低配电网运行网损三部分效益建立储能成本-效益模型，然后采用改进进化算法进行仿真确定储能系统的配置容量，并通过评价体系得到最佳规划方案。结果表明：在当前电网运行水平和模式下，配置储能系统可以延缓电网升级改造，提升电网整体运行水平，可为后续大规模新能源并网应用储能系统平滑新能源出力、延缓电网升级改造提供规划参考。     

高比例新能源系统储能需求优化研究

高比例新能源系统储能容量优化,对于提高新能源消纳能力,降低储能电站建设成本具有重要意义。研究了抽水蓄能、压缩空气、电化学储能等储能电站的容量效益、电量效益,提出了储能电站参与调峰的成本效益分析模型,进而提出了一种确定高比例新能源系统储能电站建设规模和型式的方法。以我国西北地区实际高比例新能源系统为研究对象,分析了储能的容量需求、各种储能的成本和效益,研究结果可为我国高比例新能源系统储能容量需求、储能规划和运行提供参考。     

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。     

储能对大比例可再生能源接入电网的调频价值分析

储能可以缓解高比例可再生能源接入电网对电力系统规划、运行等带来的一系列影响。针对高比例可再生能源接入条件下大电网的频率控制问题,分别对储能在改善系统暂态频率稳定性以及改善系统一次和二次调频方面的价值,提出储能需求判据和容量配比分析方法。储能配置的大小与可再生能源接入比例、在线常规电源提供的转动惯量大小、系统暂态频率最低值等因素有关,针对高比例可再生能源引起的系统波动性问题,可以通过配置一定的储能跟踪系统净负荷1 min、10 min波动幅度,改善系统频率控制性能。     

计及运行和惩罚成本的储能容量优化配置方法

电池储能系统应用于新能源接入电网工况时,由于新能源出力的随机性,使得电池单元处于频繁且随机充放电状态。在电池储能应用于风电接入电网场景下,对电池寿命衰减程度与电池充放电深度的关系进行了研究,考虑了储能系统中的运行成本与惩罚成本,对配置不同容量的储能系统的总成本进行了分析,并计算得出了使总成本最优的储能容量配置策略。     

储能式有轨电车车地一体化配置模型

为了实现储能式有轨电车系统的经济运行,提出一种新型的联合车载储能系统配置和地面充电站容量的优化配置方法。基于车辆运行工况和充电站能量效率,推导包含储能系统全寿命周期与能量补给的综合成本函数,结合粒子群算法构建优化配置模型。进而对比现有纯超级电容储能的"站站充"运行模式,从经济性的角度分析混合储能方案的优势。为了兼顾混合储能系统配置和充电站容量,采用的模糊控制不仅能合理地分配系统功率,还能调节超级电容的放电深度。最后,通过对实际工况进行算例分析,仿真结果证明了所提优化配置模型的有效性。与纯超级电容方案相比,混合储能方案在日均综合成本上降低了15.6%,对充电站容量的需求降低了68%。     

基于改进和声搜索算法与二阶锥松弛的储能优化配置

配电网中分布式电源的大量接入加剧了电网功率波动,为稳定电网功率及消纳新能源发电功率,需在电网中合理配置储能。本文基于双层规划模型将储能配置划分为规划层与运行层,并提出了基于趋向移动的全局和声搜索算法和二阶锥松弛理论相结合的储能优化配置混合算法。规划层采用以储能年投资成本与配电网年运行成本之和最小为目标函数,研究了储能配置位置、功率、容量等方面的经济效益;运行层以电网有功网损以及电压偏移之和最小为目标函数,研究了储能各时段最优充放电功率。基于某地实际数据,以33节点配电网为例进行了仿真分析,研究了不同场景下储能的配置方式以及探讨了本文混合算法的优异性。结果表明本文提出的混合算法可以顺利求解该场景下的储能配置问题,证明了本文混合算法有效性。同时,探讨了多场景下的储能配置方式,证明采用双层规划模型对储能进行配置有利于降低配电网综合成本。最后,将本文混合算法与传统智能优化算法求解此类问题进行了比较分析,证明了本文混合算法在求解此类问题上的快速性与准确性。     

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。     

计及分布电源消纳的混合储能系统优化配置

针对高比例以风光为代表的分布式电源(distributed generation, DG)接入主动配电网中，存在弃风弃光、电压越限和功率波动等问题。为实现DG消纳最高、净负荷功率波动最小，提出一种基于小波包分解与混合储能系统(hybrid energy storage system, HESS)运行约束相结合的功率分配策略，建立HESS多目标规划模型。首先，对净负荷功率进行小波包分解，得到各储能初始功率指令；其次，结合全钒液流电池、超级电容运行约束和考虑DG消纳最大运行策略，对HESS内部功率进行修正。在此基础上，建立以综合成本最小、DG消纳最大、净负荷功率波动最小以及电压偏差最小的全钒液流电池-超级电容HESS功率分配和容量配置模型；并采用改进的快速非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅲ,NSGA-Ⅲ)对多目标模型求解；最后，通过对改进IEEE-33节点系统进行仿真计算。仿真结果表明，该策略下HESS配置方案，可以有效提高DG消纳同时平抑净负荷功率波动，提高主动配电网运行稳定性。     

提升电网惯性与一次调频性能的储能容量配置方法

风电、光伏等新能源机组取代同步发电机组接入电网,使电网的惯性和一次调频备用容量下降,电网频率的暂态稳定性也随之下降。针对这一问题,通过分析储能控制器系数与电网频率动态之间的关系,提出了一种定量配置储能的方法。该方法能够维持新能源机组取代传统机组接入前后,系统惯性大小以及一次调频能力不变。同时,针对新能源机组输出功率的波动性会导致承担的负荷低于装机容量的问题,文章进一步根据新能源电站历史输出功率数据,通过设置置信水平的方式来确定储能容量大小,从而提升储能配置的经济性。仿真结果表明,所提储能配置方法能够定量补偿电网的惯性大小和一次调频备用容量,有效提升电网频率的暂态稳定性。     

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。     

基于离散傅里叶频谱分析的直流配电网储能规划配置方法

直流配电网中合理配置适当类型及容量的储能设备,可有效抑制直流电压闪变,提高系统运行稳定性和故障穿越能力。储能设备的配置属于直流配电网建设的前期规划设计范畴,以配网对储能设备的功率需求样本数据为基础。首先对功率样本数据进行离散傅里叶的频谱分析,得到低频段基础功率和高频段波动功率,考虑储能设备的储能周期和响应速率,采用储能电池和超级电容作为直流配电网的混合储能方案。引入权重系数对多维的低频段基础功率进行权重优化,配置储能电池的额定功率;然后对多维高频段的波动功率进行更新,在功率平衡的约束条件下配置超级电容的额定功率。同时,引入表征储能设备荷电状态SOC越限次数的影响指标,分析不同储能设备容量与影响指标之间的关系,寻求降低影响指标的储能设备容量的临界值。最后,以分布式新能源与负荷间的功率差额作为储能设备的功率需求样本数据,并建立算例对储能设备的功率和容量的配置方法进行验证。     

考虑功率波动及储能寿命的微电网储能容量优化配置

高比例接入可再生能源的独立运行微电网中,针对其出力与负荷功率的不确定和波动性、可再生能源存在浪费的情况,优化配置储能容量,使整个微电网的运行达到污染排放最小和经济性最高.在储能容量优化规划中采用双层优化模型,外层优化模型负责求解微电网系统储能容量规划投资问题,内层模型考虑在运行过程中运行成本、储能寿命损耗、污染气体排放...     

考虑蓄电池极化效应的储能容量配置方案研究

配置合理的储能系统对孤立微电网的稳定与经济运行具有重要的意义。在含风电、蓄电池与超级电容器混合储能的孤立微电网基础上,充分考虑实际系统中蓄电池极化效应的影响,以平抑低频风电功率波动为目的配置蓄电池容量,同时以平抑高频风电功率波动为目的配置超级电容器容量,并建立了平抑一定概率下功率波动的储能容量配置模型,从而保证储能系统有足够容量维持孤立微电网稳定运行。结合具体微电网实例对混合储能配置方法进行说明,分析给定数据下的风电功率波动,计算得到满足设定概率的功率波动的储能配置容量,并通过实时仿真进行验证,结果表明储能系统可平抑风电功率波动、维持负荷稳定运行,且蓄电池与超级电容器SOC均运行于合理范围。该方法对实际微电网中储能的容量配置具有一定的指导意义。     

孤网运行下新能源配比与储能配置研究

结合某风光水互补微网,讨论了孤网运行时,不同新能源发电比例对储能容量配置的影响。介绍了储能配置优化方法,建立了数学模型。通过优化仿真实例,分析了不同新能源发电比下使得储能配置容量最小的光电、风电、小水电配置情况,验证了优化方法的可行性。     

基于多时间尺度和多源储能的综合能源系统能量协调优化调度

考虑源荷不确定性及储能设备配置对综合能源系统IES(integrated energy system)优化调度的影响,提出基于多时间尺度和多源储能的IES能量协调优化调度策略。该策略以系统运行经济最优、滚动控制时域内购能成本与储能惩罚成本之和最低以及设备输出功率调整量最小为目标,分别建立了日前、日内滚动和实时反馈3个时间尺度的优化调度模型。在日前考虑多种储能模式对IES经济性的影响;日内利用场景分析法描述滚动预测的不确定性来提高系统经济运行稳定性;再基于模型预测控制方法,构建日内与实时的反馈闭环优化,平抑由预测误差导致的系统功率波动。仿真结果表明:多源储能模式有助于提高IES的经济性;多时间尺度调度既可以保证IES运行的经济性,又能有效降低不确定性对系统实际运行的影响,减轻电网平抑功率波动负担。     

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。     

考虑新能源接入的电网有功无功协调双层优化策略研究

随着高比例新能源接入电力系统,电网的安全、经济运行面临巨大的挑战。该文提出了考虑储能和多无功源的有功无功协调多目标优化控制策略。建立以有功网损和电压偏差最小的双层优化调度模型;采用鲸鱼群算法对该模型进行求解,得到帕累托最优解的分布;根据优化结果制定无功补偿装置的投切功率以及储能系统充放电策略,提升系统电压稳定性与平缓新能源出力波动,有效减少功率损耗,实现电网的安全、节能运行;在改进IEEE39节点系统上进行分析,验证所提模型与求解算法的有效性与合理性。     

考虑电网惯量及调频要求的储能配置规划

随着新能源接入电网规模的不断增加,电网灵活性受到了新的挑战,与此同时,在中国东部沿海省份,高比例外受电挤占电源调节空间并威胁电网安全运行,成为当前亟待解决的问题。为此,以高受电比例的高比例新能源电力系统为研究对象,对高比例新能源电力系统的惯量及调频支撑要求进行分析,并提出针对系统惯量和调频能力需求的储能配置规划模型。首先分析系统的惯量及调频能力要求,其次建立储能参与频率响应的运行模型,基于此,提出了考虑电网惯量及调频要求的储能配置模型。最后以高外受电比例的高比例新能源电力系统为背景仿真验证了配置模型的有效性。