电化学储能系统并网性能测试的研究

对电化学储能系统并网测试技术进行了深入研究，针对储能电站并网的充放电响应时间、调节时间、充放电转换时间进行相关测试。首先对系统的硬件电路设计和软件设计进行介绍，然后分别对电化学储能电站的功率控制能力、充放电响应时间、充放电调节时间、充放电转换时间进行测试。对测试结果进行相关分析，可看出功率控制能力测量偏差及测量精度均满足国标要求，验证了所提出的储能并网特性测试技术方案的可行性。     

储能调频系统并网测试研究与分析

为保证储能调频系统安全接入电网,依据最新国家标准制定了电厂侧储能调频系统的并网测试方案,并开展了现场测试。在介绍被测储能调频系统概况及并网性能测试方案的基础上,对储能调频系统的充放电响应性能、功率控制性能及故障穿越性能的测试方法进行了详细阐述,并对测试结果开展了深入分析。结合测试数据,指出被测储能调频系统的充放电响应性能、功率控制性能及故障穿越性能存在的问题。并网测试可全面检测储能系统的充放电响应性能、功率控制性能、电网适应性能、故障穿越性能、电能质量等,为储能系统并网的安全评估提供数据支撑。     

并网光伏电站MW级电池储能系统应用及响应时间测试

对储能电站并网测试技术进行了深入研究,针对光储电站中MW级电池储能系统的有功、无功控制能力及功率响应时间进行测试,分析比较不同功率切换下的储能响应时间。首先对光储电站的结构进行介绍,包括光储电站电气接线图、储能系统组成及储能系统通信方案;然后分别对储能电站的有功和无功调节能力、充放电转换时间和储能系统容量进行测试,并对储能调节光伏跟踪计划出力进行测试。对测试结果进行定量分析可以看出,通过就地监控软件设置储能控制指令,储能分系统的功率切换时间在100 ms以内,通过光储电站联合调度管理系统下达功率指令对储能电站进行出力控制时,功率指令响应时间在1.5 s以内。     

储能锂电池容量测试技术研究

储能系统能有效改善间歇式电源可控性,提高其并网应用能力,而锂离子电池由于其比能量大、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、无污染等众多特点,在大规模储能应用中占据重要地位.锂电池容量测试对储能系统的运行维护及能量管理有指导意义.文章分析了电池容量及其影响因素,介绍了容量测试标准,最后提出了一种现场的储能锂电池容量测试方法.     

北京电网储能电站调控技术研究及应用

电池储能技术具有配置方式灵活、响应快速、双向调节等优点,在缓解电网调峰压力、提升电网运行灵活性等方面具有较高的优势。针对电网中储能系统削峰填谷应用需求,提出了基于超短期负荷预测功率滚动优化的储能系统控制策略,提升了削峰填谷的控制效果;提出了基于电网调度平台的电网侧储能电站调控方案,包括控制模式以及通信方案等,在此基础上研发了储能电站调控模块,并在北京电网调度D5000平台上进行应用,实现了北京电网侧2个分布式储能电站的调控,实际运行结果表明了所提控制策略及调度方案的有效性。     

江苏电网侧电池储能电站建设运行的启示

2018年7月18日,中国首批101 MW/202 MW·h分布式电网侧电池储能电站在江苏镇江投运,在夏季迎峰度夏时段充分发挥电池储能系统调峰、调频、应急响应的作用,解决了镇江仿晋分区夏季负荷供电缺口,有效增加了电网的调节手段和调节能力,有助于电网安全稳定运行。投运至今,该储能电站已多次向电网提供自动发电控制(AGC)功率响应、调峰调频等辅助服务。首先分析了镇江电网侧储能电站建设的背景和内在动因,接着从电池选型、一/二次架构等方面介绍其集成方案,并对其AGC控制、应急响应控制以及一次调频控制分别进行了介绍与分析,最后从储能并网相关技术标准制定、储能并网检测工作开展、储能参与辅助服务市场、分布式储能应用研究等方面,深入探讨了江苏电网侧储能电站投运对中国储能技术发展与应用的启示和建议。     

可平抑高渗透分布式光伏发电功率波动的储能电站调度策略

为了提高分布式光伏发电在配电网中的渗透率,需要解决其并网引起的功率波动问题。提出一种消纳高渗透分布式光伏发电有功功率波动的集中式储能电站实时调度方法,包括配电系统实时调度和储能电站站内功率分配双层结构。实时调度层通过不断更新分布式光伏发电输出功率和负荷需求的预测值,计及储能电站充放电功率、容量和次数约束,对集中式储能电站进行实时调度,以消纳配电网有功功率差额波动;功率分配层根据储能电站各电池组性能参数和运行工况,以储能电站总运行成本最小为目标,并充分考虑下一时段可调度的总充放电容量,对上层调度指令进行实时优化分配,保证储能电站积极地响应调度。算例仿真结果表明,所提的两层调度方案平抑了配电网的有功功率波动,使得联络线功率波动峰谷差由13 MW降低到5 MW左右,降低了光伏发电并网对电网的冲击,大大提高了电网对光伏发电的消纳能力,并在保证储能电站调度末期荷电量尽量接近于调度初期荷电量的同时,优化了储能电站的运行状态,降低了储能电站的运行成本,既满足了储能电站循环调度的要求,又提高了储能电站的经济性。     

基于RTDS的电池管理系统仿真测试平台搭建及应用

为了验证在不同环境下储能电站中电池管理系统的可靠性及稳定性,搭建基于数字实时仿真系统(RTDS)的储能电站电池管理系统仿真测试平台,并在此平台上进行电池管理系统测试.实验结果表明在RTDS实验平台上开展电池管理系统检测工作,能有效避免真实电池测试带来的风险,并具备较高的灵活性,能模拟不同环境,快速进行充放电测试和SOC...     

国家风光储输示范工程介绍及其典型运行模式分析

国家风光储输示范工程是大规模的集风力发电、光伏发电、储能及输电工程四位一体的可再生能源工程。工程规划建设百兆瓦级风电场、光伏电站及储能电站。文中重点阐述了示范工程风电、光伏发电和储能的规模及组成;介绍了示范工程的多组态运行模式及不同模式间的切换条件;同时,针对可再生能源并网问题,分析了平滑风光功率输出、削峰填谷、跟踪计划发电和参与系统调频,以及4种风光储系统联合运行控制策略,并结合实际运行结果进行验证。理论与实践证明风光储输联合发电模式具备可行性,符合新能源并网的要求,是新能源的发展方向之一,对新能源大规模并网具有一定的示范作用。     

采用调控云数据的新能源与储能电站AGC控制方法研究与应用

随着新型电力系统的发展,新能源和储能电站大量并网。在南方新能源和储能电站多数以110 kV及以下电压等级并网。这给现有的电网AGC控制带来了新的挑战。针对这一情况,该文提出了有功控制就地平衡的原则,并基于该原则提出了一种AGC优化控制方法,将220 kV及以上和110 kV及以下电压等级并网的电源按不同目标控制。对于110 kV及以下电压等级并网的新能源与储能电站,该文提出了采用调控云数据的ACE分配方法,解决了调控云数据传输速度与AGC控制周期的矛盾。所提方法2021年在南方某省级电网部署应用。所提方法应用期间,应用省份全省网损率显著降低,新能源密集上网地区变压器重载率降低。运行数据验证了所提方法的有效性。     

电化学储能电站协调控制器动模试验关键技术研究及应用

电化学储能电站是新能源建设的重要环节,协调控制器是保证电化学储能电站安全可靠运行的关键二次设备。针对协调控制器开展动模试验的诸多难点,分析了协调控制器及其控制策略、电化学储能电站中电池管理系统(battery management system, BMS)与储能变流器(power conversion system, PCS)的特性以及协调控制器GOOSE数据交互等三方面问题。通过对BMS与PCS特性仿真方法的研究,提出了针对多个BMS与PCS的层级化建模技术。根据模型计算及数据交互要求,研发了实时仿真方法及GOOSE数据收发机制。在此基础上,搭建了实时仿真系统与协调控制器装置的闭环环境,制定试验方案并开展了完整的动模试验。模型的实时运行及动模试验的开展证明了针对协调控制器动模试验技术的可行性。     

储能电站对电网购电特性的影响研究

随着储能电站在电网中的广泛应用,由于储能电站的能量搬迁作用,大规模储能电站对电网购电特性的影响越来越重要。本文采用基于数学优化的生产模拟仿真程序,考虑了机组启停、水电跨周调节、抽蓄跨日调节、光热电站跨日调节,比较了储能电站对减少电网购电量、最大购电功率和新能源弃电的影响。研究分两个部分：（1）研究购电曲线对购电量的影响,确定外购电方式;（2）在确定的购电方式后,分析储能电站对购电特性的影响。西北某实际电网的仿真案例的计算结果表明,相比于直线购电方式,阶梯式购电方式可减少电网外购电量和新能源弃电率,但最大购电功率增加;在阶梯式购电基础上,建设储能电站,可进一步降低电网外购电量、新能源弃电率和最大购电功率,建议采用阶梯式购电方式并建设1200MW储能电站。论文的研究成果可为我国高比例新能源系统电网侧储能电站的建设提供参考。     

含风电的多种形式储能协调调度多目标优化模型

随着大规模储能的日渐广泛应用,其灵活的出力调节能力为含大规模风电接入的电网优化调度运行提供了解决思路。针对电力系统中储能以电源侧、电网侧以及用户侧等多种形式并存的情况,提出多种形式储能协调调度多目标优化模型。该模型考虑风储一体化电站、电网侧电池储能电站和电动汽车参与系统调度运行,深入挖掘多种形式储能的互补调节能力,促进风电消纳;电池储能电站面向电网调控运行,在参与系统调峰的同时提供备用,充分利用储能的可调空间优化系统运行。考虑到不同形式储能的利益主体不同,构建以风储一体化电站上网收益最大、系统总运行成本最小、电动汽车车主支付费用最小的多目标优化调度模型。最后基于十机算例系统的仿真实验说明：所提模型能兼顾各形式储能投资主体的利益,提高风电的消纳能力。     

考虑可再生能源不确定性的风-光-储-蓄多时间尺度联合优化调度

提出一种计及可再生能源不确定性的风电、光伏、电化学储能和变速抽水蓄能电站多能互补协同的优化调度方法。考虑电化学储能和变速抽水蓄能电站的互补调节特性,建立风-光-储-蓄联合运行的多时间尺度调度架构。在日前调度阶段,考虑风电和光伏出力的相关性,生成基于生成式对抗网络和峰值密度聚类算法的日前风光联合出力典型场景,综合考虑风光出力的不确定性和抽水蓄能电站与电化学储能的容量特性,建立面向调峰需求的随机优化日前调度模型;在日内优化阶段,以最小化弃风弃光与电网备用电能为目标,构建变速抽水蓄能电站出力修正方法,制定电化学储能日内调度计划;在实时校正阶段,基于模型预测控制方法,以日内优化调度结果为参考,对电化学储能出力进行精确控制,最小化风光预测误差的影响。算例分析结果表明,所提方法可以有效减小电网负荷峰谷差,平抑风光联合出力波动,提升可再生能源消纳率。     

需求响应机制下含建筑虚拟储能的能源站经济调度

针对综合能源站运行调度中未考虑围护结构蓄热特性以及用户需求响应补贴机制等问题,提出了一种考虑用户协同互动的综合能源站调度方法。首先,综合考虑室内外各种扰量对热过程的影响,建立了以室内空气与围护结构为传热主体的精细化建筑虚拟储能模型。其次,构建了冷热电联合供应的典型能源站设备组成结构以及其与外部能源系统、用户的多主体互动交易关系,提出了基于阶梯型补贴的需求响应机制。然后,以考虑外部购能费用、向用户的售能费用与补贴、站内设备启停和损耗成本的能源站运行收益最大为目标,以用户柔性舒适度区间等为约束,构建了能源站日前经济调度模型,并采用了CPLEX求解器求解。最后,通过算例验证了所述模型与方法的实用性和有效性。     

含抽水蓄能电站的可再生能源电网优化调度策略

由于可再生能源电网发电功率的不确定性十分突出,以功率平衡为首要任务的电网调度控制必须采取有针对性的应对措施。在电网储纳运行机制的基础上,建立含抽水蓄能电站的日前调度及实时调度的数学模型。将电网备用分为波动性备用(即调峰备用)和不确定性备用:平衡波动性功率的备用容量主要由常规电源承担,平衡预测误差的不确定性备用主要由抽水蓄能电站承担,2类电源分工互济实现电网功率平衡。提出一个风电上网功率稳定性评价指标,用于衡量不同调度策略补偿失衡功率的优劣。算例分析验证了所提调度策略是可行的。     

考虑储能电站服务的冷热电多微网系统优化经济调度

提出一种考虑储能电站服务的冷热电多微网系统日前优化调度方法。首先提出在多微网系统建立公共储能电站,并给出用户侧储能电站服务模式;然后将储能电站服务应用到冷热电联供型多微网系统优化调度,通过协调微网与储能电站间的交互功率,实现微网内冷热电负荷功率平衡和运行经济成本最优;最后以典型场景为例,对冷热电联供型多微网系统在3种运行方式下进行经济优化调度分析。结果表明,所提冷热电多微网系统优化调度方法可以充分发挥公用储能电站的充放电灵活性,实现微网多余电能的时域转移和可再生能源发电的100%消纳,并降低多微网系统的运行成本。     

全钒液流电池储能系统的仿真研究

储能具有调峰幅度大、响应速度快等优点,对未来电网发展具有深远的影响。近年来,储能技术迅猛发展,为充分发挥全钒液流电池储能系统相较于传统电池储能技术的优势,对全钒液流电池储能系统进行了仿真研究。首先,根据全钒液流电池的基本结构分析了其原理及特性,搭建了全钒液流电池的电气模型。然后,对储能逆变器连接储能电池和电网的两种控制策略,定功率(PQ)控制策略和定电压频率(VF)控制策略分别进行了建模和仿真验证。最后,以北海热电厂为实际应用场景,将所搭建的储能电站模型应用于黑启动方案中。启动储能逆变器后,北海热电厂的厂用母线电压可以稳定维持在0.96 p.u,表明了利用储能电站进行黑启动的可行性,验证了储能电站模型的有效性。     

区域储能站参与扰动平抑的配电网多时间尺度自律策略

为降低新能源发电随机不确定性导致配电网对主电网的强烈功率扰动,提高电力系统新能源多层次有序消纳能力,提出了新能源配电网利用储能站及可控资源实施区内自律管控的输配协调消纳策略。阐述了配电网自律运行实施策略,分别从短、中及长时间尺度建立描述配电网区域自律运行指标及相关计算方法。提出短时间尺度储能站功率扰动的平抑策略及基于储能、需求侧响应和网络重构手段的中、长时间尺度配电网自律运行策略。为合理调节储能站荷电状态,提出改善荷电状态的区域储能电站修正策略。以河北省某区域配电网为算例进行仿真分析,结果证明了所提方法的有效性及合理性。     

高原高寒地区并网光储电站设计与运行研究

西藏地处高原高寒地区,太阳能资源极其丰富,建设光储电站有利于改善当地电源结构。然而,高原高寒的恶劣环境对光储设备影响较大。通过对西藏电网结构和日喀则市太阳能资源进行分析,评估建设光储电站的可行性;以朗明桑珠孜50 MW并网光储电站为例,提出适用于高原高寒地区的光储电站设计方案;以光储电站日弃电量最小为目标,进行储能容量配置;并结合光储电站运行数据对电站设计方案进行验证分析。研究表明：光储电站的设计方案在高原高寒地区具有适用性,50 MW光伏发电系统配置12.5 MW/100 MW·h电池储能较为合理,单日可减少约60 MW·h弃电量。研究结果可为高原高寒地区并网光储电站的设计提供参考。