考虑复合储能电站接入的电网日前-日内两阶段滚动优化调度

为提高电力系统对光伏的接纳能力,降低光伏波动对电力系统运行的影响,提出一种考虑电池储能-抽水蓄能复合储能的电力系统日前-日内两阶段“源-储-荷”协调优化调度策略。首先,在日前调度模型中,以最小化系统总运行经济成本为目标,综合复合储能资源和负荷侧各类需求响应资源对电网进行双端协调优化。然后,在日内短时间尺度上,供需双端协调优化机组出力与需求侧响应,充分发挥抽水蓄能的调峰能力以及电池储能对光伏波动的抑制作用。所提模型通过CPLEX软件求解,算例结果验证了该模型能协调优化系统内各类可调节资源,有效降低系统弃光率。     

考虑需求响应与火蓄调峰的优化调度模型研究

为了应对风电等可再生能源接入引起的系统调峰压力增大且影响系统经济运行的问题,进一步挖掘新型调节电源、传统调节电源和负荷侧协同调峰的潜力,综合利用负荷侧的需求响应和电源侧的抽水蓄能、火电三种调峰措施联合调峰,构建考虑需求响应和火蓄参与深度调峰的电力系统两阶段优化调度模型。第一阶段优化模型中引入负荷侧的需求响应,以最小化负荷与风电差值的平方之和为目标,优化负荷曲线,降低系统峰谷差;第二阶段优化模型利用电源侧的抽水蓄能和火电深度调峰,计及火电深度调峰电量损失成本、抽蓄调峰成本和弃风成本,以系统总运行成本最小为目标,在第一阶段模型的基础上优化各机组出力,增加风电上网空间。以改进的IEEE30节点系统进行算例分析和两阶段优化模型有效性验证,结果 表明,所建模型可提高调峰能力,促进风电消纳,并降低系统总运行成本。火电机组进一步降低出力,积极参与深度调峰,能够有效促进系统风电消纳。三种调峰方式有机结合联合参与调峰,降低了负荷的峰谷差,不仅有效降低了弃风率,还减轻了系统的调峰压力,缩短了火电深调时段。     

基于风电消纳的多类型储能系统联合经济调度

为使电力系统尽可能提高风电接纳能力,建立了基于风电消纳的实时失调成本模型,考虑到安全性、环保性,分别构建了基于风电-火电调度总成本模型和基于风电-火电-联合储能系统调度总成本模型,并采用HS-PSO混合算法求解调度总成本模型。算例仿真结果表明,抽水蓄能电站、蓄电池和超级电容器混合储能系统在增加经济效益、提高风电接纳能力方面优势明显;同时验证了储能系统容量与弃风率的关系,为含风电并网运行的系统经济调度提供了依据。     

考虑最小失弃风量的塔筒电梯供电优化调度

针对目前风电场存在弃风严重与风电机组维护量巨大的问题,该文提出在"弃风量+储能补偿电量=塔筒电梯消耗电量"的供电模式下,构建基于最小失弃风量的塔筒电梯供电优化调度经济模型。首先分析塔筒电梯供电模式,建立塔筒电梯日耗电量模型;其次构建包含储能成本、风电场内部购电成本、储能补偿火电排污和环境治理成本等相关指标的目标函数,提出采用改进粒子群算法,高效解决塔筒电梯供电优化调度问题;最后以新疆达坂城某风电场对该优化调度模型验证,通过算例验证该模型对塔筒电梯供电优化调度的可行性与有效性。     

考虑需求侧响应的风电功率分层平滑方法

从需求侧响应的角度出发,提出源-荷-储的风电功率分层平滑方法。在建立风电分时电价模型和多时间尺度可平移负荷模型的基础上,利用经济性启发式规则建立风电与负荷、储能互动的优化调度模型。根据可平移负荷的特性,提出负荷与储能的分层优化策略,并给出每层的目标曲线及求解的方法。通过算例系统,验证和分析分层优化调度策略的有效性和平滑效果。     

一种基于可靠出力的储能容量的配置方法

储能系统在大型风电场中可用于"削峰填谷",使风电输出平滑可调度,从而提高风电并网率,解决风电难消纳的问题。但大型风储联合发电系统受场地、储能成本以及储能材料的制约并未得到广泛应用,研究如何在适当的"弃风"情况下同时保证风电持续输出以及储能经济性势在必行。文中提出一种大型风储系统(风力-压缩空气储能系统)储能容量配置方法,研究风储系统在不同置信度下的储能容量配置,通过实例来验证储能装置用于提高风电输出可靠性,结果表明风电输出可靠性与储能容量有正比关系。最后,通过简单储能成本分析,验证该系统的经济性。     

新型飞轮储能电池在独立运行式风力发电系统中的应用研究

本文提出了一种采用飞轮储能电池来充当能量储存器和电能质量调节器的独立运行式风力发电 系统,它由新型飞轮储能电池、风力发电机系统两大部分组成。文中分析了飞轮储能电池的储能和调节 电能质量的作用,详细分析了直流侧电压的调节方法,利用能量平衡原理推导出了前馈参数(iL-iG)与 定子电流iq的关系,并给出了控制方法。仿真结果证明了该系统具有优越的储能和改善电能质量的效 果。     

考虑需求侧响应的微网混合储能优化配置

在微网中配置混合储能并引入需求侧响应机制,有利于提高电网运行时的灵活性,降低分布式电源对电网带来的冲击。针对含风力发电机、光伏、储能的并网型微电网,引入需求侧响应机制,建立了以混合储能全寿命周期净现值、微网购电成本和需求侧响应成本为目标函数的微网混合储能优化配置模型,对混合储能容量进行优化配置,采用改进差分算法求解该模型。结合某地实际微网进行验证,结果表明,混合储能可有效改善分布式电源对微电网的影响,需求侧响应可显著降低混合储能成本,提高微网运行的经济效益,为类似微网混合储能优化配置提供了参考。     

The world's largest all-vanadium redox flow battery energy storage system for a wind farm

风力发电具有明显的随机性,间歇性,不可控性和反调峰特性,风力发电的大规模并网给电网调峰和稳定,安全运行带来了巨大压力,造成弃风限电现象愈加严重,严重影响了风力资源的有效利用和经济效益.全钒液流电池储能电站在能量管理系统的调度下,对风力发电输出功率进行平滑,配合风电场功率预报系统,提高风电场跟踪计划发电能力,改善了风电场并网电能质量,降低了对电网的冲击与影响,同时也提高了风电场输出功率可控性,有利于提高电网对风电的接纳能力.国电龙源卧牛石风电场配套的5 MW/10 MW∙h全钒液流电池储能系统为目前世界上最大规模的全钒液流电池储能系统.本文介绍了该全钒液流电池技术特点和储能系统的设计,成组方案及功能,并对储能技术在可再生能源发展中的作用进行了展望.     

基于MAS微电网的需求响应互动定价优化模型

新能源发电不同于配电网中常规机组发电,其可调节性差,调度弃电损失大。文章考虑到微电网中柔性负荷的可调度性,使用需求响应作为经济杠杆,以尽可能利用新能源供电,减少弃电量和提高用户侧与供电侧经济性为目标,提出含弹性因子的分时定价策略对负荷功率进行日前调度。为实现微电网的发电侧与用户侧的互动及其复杂调度,采用JADE软件平台,构建基于Multi-Agent System(MAS)的微电网需求响应互动定价优化模型,通过联合多个代理体使用改进的粒子群算法寻优验证了所提方法的有效性。     

Capacity demand analysis of energy storage in the sending-side of a power grid for accommodating large-scale renewables

我国新能源富集的"三北地区"弃风弃光现象严重,同时储能技术发展已逐步接近规模化应用水平。该文在分析影响新能源消纳问题的电网结构特性、储能技术应用发展方向与技术水平的基础上,基于电网可最大释放的新能源发电空间约束建立了以缩减弃风率与弃光率为目标的储能系统功率与容量配置的数学模型,结合储能投资成本与提升新能源消纳收益构成的投资收益比评估约束指标,提出了满足新能源消纳性能/投资成本比较优的储能容量需求计算方法,探索了储能提升新能源消纳能力的技术与经济可行性分析思路。以消纳风电和光伏为主的两省级电网为例,讨论了储能在送端电网中促进风电和光伏消纳应用中的作用及经济适用性,验证了该新能源消纳方案的可行性。     

基于风电、储(热)供暖系统的电网优化调度研究

为了解决北方风电弃风严重的问题,提出通过蓄热式电锅炉进行供暖消纳风电的策略。首先考虑到风电具有不确定性,通过对预测误差区间离散化处理,建立误差较小的风电预测模型。然后将电网系统与供暖系统结合,实时监测供暖系统的出水、回水温度,通过电网调度发布指令,并以弃风率最小为目标函数进行优化调度。最后通过北方某地区的供暖数据,建立3种不同场景进行对比分析,验证调度模型能够提升风电消纳,同时缓解电网波动,起到"削峰填谷"的作用。     

计及碳交易和源-荷侧资源的综合能源系统低碳经济优化

“双碳”目标下,综合能源系统多种能源进行融合,对推动电力行业低碳化具有重要意义。为了进一步提高IES的环保性,该文提出一种计及碳交易和源-荷侧资源的综合能源系统低碳经济优化调度模型。首先,从源侧引入光热电站充当热电联产机组;其次,根据负荷侧电能和热能的传输性质不同,分别采用价格型需求响应和考虑供热系统热惯性和模糊性的热负荷需求响应模型;然后,通过引入阶梯式碳交易机制,构建包含P2G装置的碳排放成本模型;最后,以运行成本、碳交易成本、弃风弃光惩罚成本最小为目标函数,建立综合能源系统低碳经济优化模型;通过设置4个场景进行仿真分析,综合考虑CSP电站、综合需求响应和阶梯式碳交易机制后能够使系统外购成本、碳排放量和弃风弃光率分别减少25.65%、14.36%和21.54%,验证了所提模型的有效性。     

考虑灵活性负荷异构性质的多类型储能优化配置北大核心CSCD

灵活性负荷与多类型储能协调优化是实现电力系统电力电量平衡的重要方法,随着大规模灵活性负荷广泛接入电网并参与需求侧响应,灵活性负荷的异构特性已难以适应电网规模化调控需求、无法充分挖掘其调节潜力。本工作提出了考虑灵活性异构负荷的多类型储能优化配置策略,通过聚类灵活性异构负荷建立泛化模型,匹配负荷特性与电网调控需求。首先,基于灵活性异构负荷用电曲线和调节潜力的差异化特性,将典型异构负荷聚类为可转移负荷、可削减负荷和可调节负荷,并建立相应的泛化模型;基于此,提出灵活性异构负荷与多类型储能协调优化策略,以计及发电侧、电网侧、储能侧和负荷侧成本的系统综合运行成本为优化目标,利用混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)实现多类型储能的最优配置;最后,通过算例对比分析验证了所提协调优化方案的可行性与有效性,相比于单独考虑灵活性负荷、储能参与系统调控,灵活性负荷与多类型储能协调优化不仅可以实现地区电网电力电量平衡,而且可以降低系统运行成本,提升电网经济效益。     

计及风光不确定性的新能源虚拟电厂多时间尺度优化调度

针对中国西北地区新能源消纳问题,该文聚合风力发电、光伏发电、光热电站、电储能装置组成虚拟电厂（VPP）,提出一种基于鲁棒随机优化理论的新能源虚拟电厂多时间尺度优化调度策略。首先对风力发电、光伏发电、光热电站与电储能装置进行数学描述,在此基础上建立VPP多时间尺度优化调度模型。在日前调度层中,以VPP运行效益最大为目标,依据风光日前预测出力建立日前优化调度模型;在时前调度层中,以VPP运行成本最小为目标,根据风光时前预测出力建立时前调度修正模型。同时,为了衡量风电、光伏发电出力不确定性对系统的运行影响,建立VPP随机优化调度模型。仿真结果验证该模型可提高运行效益与新能源消纳能力。     

面向光伏消纳的“大机小网”系统两阶段优化调度

文章提出了考虑需求响应和海蓄机组的"大机小网"系统两阶段优化调度方法,解决了大规模光伏并网的消纳问题。该方法在日前调度阶段利用火电运行成本、光伏未消纳量和负荷补偿成本建立综合目标函数,并考虑需求侧响应相关约束,得到经济性最优的日前调度值;在日内调度阶段引入随机模型预测控制,通过海蓄机组平衡光伏波动剧烈场景下的日前预测误差。通过算例分析,该方案减小了弃光量,完成了"大机小网"下的经济优化调度。     

计及负荷分类及其需求响应的电力现货市场研究

在逐渐深入推进电力现货市场的环境下,提出一种考虑负荷分类及其需求响应的电力现货市场优化调度模型,该模型融入负荷需求响应并以节点电价作为价格传导机制来优化次日各节点负荷曲线,提升电力系统运行效益.并将社会生产机会成本的概念引入负荷侧,综合优化各节点的购电成本与社会生产机会成本.以IEEE39节点系统为算例进行仿真,验证了...     

小时弃风电量的电网弃风电量分析方法

以弃风小时电量为基础,提出各种风力发电总和、弃风电量总和以及弃风率和弃风电量占比模型,分析重要季节、重要时间段弃风率和弃风电量占比,为有针对性消纳弃风电量提供定量技术支撑。运行实例表明,北方地区冬季供暖期弃风电量最大,占到总弃风电量的90%,全天低谷弃风电量占总弃风电量的60%。     

考虑用电优质系数的微电网分段混合策略优化调度

考虑需求侧响应的并网型微电网调度常忽略光伏出力特性对可控负荷调度的影响,且缺乏完善的需求侧评价指标。文章提出一种PVP&LS(Photovoltaic Priority&Load Shifting)分段混合调度策略,PVP策略依据预测光伏出力,以弃光率最小为目的调控可控负荷;LS策略以降低峰谷差率为目的,对上阶段剩余可控负荷移峰填谷。同时,提出了改进的用电优质系数模型,不仅避免调控过度,还可量化用户感受。最后通过自适应遗传算法仿真对比,运行成本减少了3.91%,用电优质系数增加了4.09%,弃光率下降了10.2%。     

多时间尺度下计及光热—储热的主动配电网主辅联合优化调度

为解决可再生能源弃风、弃光现象与不平衡功率惩罚较重等问题,提出了一种多时间尺度下考虑光热—储热的主动配电网主辅联合调度策略。该策略在满足内部负荷前提下参与电能与备用日前市场,考虑含光热—储热的主动配电网协调调度风电、光伏、需求响应,在促进风光消纳、减少不平衡功率的同时提高主动配电网运行经济性。首先根据含储热的光热电站与主动配电网调度控制方式分析运行机理;其次,日前调度以减少弃风、弃光电量与收益最大为目标,考虑市场竞争与主辅出清机制以获取更高中标电量,并结合含储热的光热电站能量时移特性减少弃风、弃光现象;日内调度以日前实际出清作已知约束,并将日前调度计划、日前调度资源性能与日内超短期预测特性相结合建立日内滑动优化点,以减少不平衡功率,考虑储热与需求响应的时间尺度特性结合,运行成本最小为目标构建日内调度模型;最后,在Matlab中利用CPLEX求解模型,算例结果表明所提策略能协调调度各类资源,有利于提升系统风光消纳,减少不平衡功率改善系统运行经济性。