计及电热混合储能的多源微网自治优化运行模型

针对传统电池储能存在成本较高,频繁充放电易导致寿命降低的问题,建立基于电热、电氢、氢电及氢热能量转换方程的电热混合储能模型,并在此基础上提出一种微网自治运行策略。该文首先研究无电池储能的热电联合微网系统中加入电转氢(power to hydrogen,P2H)设备,形成了含电热氢综合能量的储能系统,建立一种以微燃机、电转氢设备和电锅炉为核心的电热混合储能(electro-thermal energy storage system,ETSS)模型。其次,以微网内多种能源综合运行成本最低和最大化消纳弃风为目标,建立电热混合储能系统多目标运行模型,进而提出微网多能源自治运行策略。最后以我国北方地区某多能源微网为例,建立基于电热混合储能的多源微网自治优化运行仿真模型。算例结果分析表明,与含传统电池储能热电联合型微网相比,采用电热混合储能的多源微网系统具有较好的灵活性和经济性,并能够提高风电的消纳能力。     

基于遗传算法的微网能量优化管理策略

本文提出了一种基于遗传算法的微网能量优化管理策略。解决了储能单元涉及多时段的复杂规划问题,将储能智能管理、经济负荷分配、运行效益优化等问题转化成为单一优化问题进行求解,降低了算法的复杂度,充分考虑到微网的运行特性,使其在保持对可再生能源充分利用的同时达到利润最大化。提出以微网内储能原件荷电状态及电压百分比作为决策变量,对不同形式分布式发电系统建立统一的约束矩阵模型,充分考虑了分布式能源发电能力的动态变化,使分布式发电系统能量管理更有效。能量管理模型对储能单元与分布式电源统一建模,将储能智能管理、经济负荷分配、运行效益优化等多目标优化问题转化成为单目标优化问题进行求解;设计了两种运行策略,实现了微网在孤立和并网两种模式下的经济运行,采用改进的遗传算法进行求解。通过一个小型微网算例验证了所提模型和算法的有效性,算例结果表明该模型实现了微网的最优运行,相关结果可用于微网的经济效益评估。     

考虑多储能系统功率分配的独立直流微电网协调控制策略

针对多源储结构的独立直流微电网,提出考虑多储能系统功率分配的独立直流微电网协调控制策略,以实现源储能源利用率最大化与多储能系统间功率合理分配两方面的平衡控制,提升微网持续供电能力.根据直流母线电压信号将微网系统运行划分为5种工作模式,以协调源储运行,保证光伏能源利用率最大化及储能系统出力充足.同时,直流微电网工作模式切...     

基于储能运行策略的孤岛型微网可靠性分析

作为孤岛型微网的重要组成部分,储能系统的运行策略直接影响着微网的供电可靠性。首先建立了孤岛型微网的发电电源和储能的评估模型;其次,建立了负荷切除原则和储能运行策略;最后,采用改进的时序蒙特卡罗法,对孤岛型微网进行可靠性评估,并在改进RBTS BUS6系统上进行仿真计算,结果表明,该方法能有效地计算分析孤岛型微网的供电可靠性。     

基于频谱分析的微网混合储能容量优化配置

为含多种分布式电源的微网系统配置适当容量的储能,可有效提高微网供电的可靠性和灵活性。针对风光互补独立微网系统,考虑储能设备的运行特性对其循环使用寿命的影响,对微网储能容量优化配置进行了研究。在对微网净负荷功率进行频谱分析的基础上,提出了协调蓄电池与超级电容器运行的微网系统功率分配策略。通过分析储能系统的成本结构,建立了以储能系统年综合最小成本为目标函数,同时考虑储能充放电功率、剩余电量等约束条件的微网混合储能容量优化模型。实例验证了所提方法的技术合理性和经济实用性,为微网储能规划设计提供了理论依据和技术支持。     

基于模糊粒子群算法的微网经济运行优化

基于含多种微源及储能的热电联产微网系统,提出了考虑储能系统模糊充放电策略的微电网调度方案,建立了将综合发电成本和环境成本考虑在内的微网经济运行数学模型。针对实际微网模型,基于模糊粒子群算法对该微网并网经济运行问题进行了寻优计算。结果表明,提出的基于模糊粒子群算法的并网调度经济运行策略以及储能充放电模糊控制策略,可有效应用于微网并网时的经济运行特性研究,具有有效性。     

基于多种策略的孤岛型微网可靠性分析方法

微网结构中电源功率的随机性、储能装置的应用及复杂的运行控制策略使得微网的可靠性分析异常困难。分析微网常用的两种控制策略,基于不同的原则,制定微网的三种运行策略;建立微网的储能模型及孤岛型微网的输出功率模型;考虑发电容量、网架结构及负荷停运因素对系统可靠性的影响,建立微网内部故障影响矩阵,并给出基于多种策略的孤岛型微网可靠性分析方法。通过算例分析可知,对于孤岛型储能微网,该模型及方法能较准确地评估系统可靠性。     

基于多种策略的孤岛型微网可靠性分析方法

微网结构中电源功率的随机性、储能装置的应用及复杂的运行控制策略使得微网的可靠性分析异常困难.分析微网常用的两种控制策略,基于不同的原则,制定微网的三种运行策略;建立微网的储能模型及孤岛型微网的输出功率模型;考虑发电容量、网架结构及负荷停运因素对系统可靠性的影响,建立微网内部故障影响矩阵,并给出基于多种策略的孤岛型微网可靠性分析方法.通过算例分析可知,对于孤岛型储能微网,该模型及方法能较准确地评估系统可靠性。     

一种计及混合储能的微网能量优化控制策略

考虑风电出力随机性、波动性,为实现微网削峰填谷与功率波动抑制,提高系统运行经济性,提出一种计及混合储能的微网能量优化控制策略。策略包括能量优化与功率波动抑制两个阶段:在微网能量优化阶段,通过建立风电-储能联合运行调度模型,设计储能系统充放电罚函数,并以微网全天最大运行收益为目标建立目标函数,在长时间尺度条件下实现微网削峰填谷,同时提高系统运行经济性;在微网功率波动抑制阶段,采用基于变滤波时间系数的低通滤波算法,依据超级电容与蓄电池的实时荷电状态,将目标波动功率在混合储能系统中协同分配,实现短时间尺度下的风电出力波动平滑。算例分析验证了能量优化控制策略的正确性与有效性。     

电动汽车与分布式电源的微网经济调度

微网的运行可以很好地利用分布式能源,并实现需求侧管理的效益最大化,但是分布式电源的波动性使得微网的运行风险增加,同时也需要一定的储能投资。电动汽车电池作为一种储能装置可以为微网系统运行提供辅助服务。建立了分布式发电和电动汽车经济调度的多目标优化模型,以微网系统运行成本最低、系统等效负荷波动最小以及电动汽车车主的充电成本最少为目标,求得电动汽车的充放电功率,很好地配合了系统负荷以及分布式电源的出力波动,优化了系统的运行。     

考虑调频绩效机制下储能在多市场中的最优投标策略研究

辅助服务对于保证电力系统的安全稳定运行至关重要。随着具有间歇性和波动性的可再生能源的比例不断增大,电网的调峰调频需求和压力不断增加。储能具有快速响应调节能力,是优质的调频资源。基于绩效的调频市场机制可以为储能提供经济激励,合理补偿其成本,调动储能提供调频的积极性。建立了在基于绩效的调频市场机制下储能的日前多市场最优投标决策模型。该模型可以指导储能优化资源配置,在能量与辅助服务市场收益之间进行权衡,实现利润的最大化;还可以作为估计储能收益潜力的工具,进而引导储能的投资决策。最后通过算例分析验证了所建模型的有效性。     

基于风险-收益分析的用户侧储能容量经济配置研究

针对用户侧储能经济容量优化配置问题,充分考虑用户侧储能可参与并获利的市场以及可能面临的风险,构建了基于投资组合理论的储能两阶段经济优化配置模型。第一阶段以储能应用的效益和风险值最优为目标,利用投资组合理论决定储能各时段在不同市场中的容量优化分配。第二阶段以储能净效益最大为目标确定储能最优经济配置容量,由计及储能实际运行寿命测算的全寿命周期成本及运行效益决定。通过对多种情景进行对比分析,结果表明,所提模型在保证储能配置效益的同时有效减小了储能应用可能面临的风险,为用户侧储能经济容量优化配置及运行提供了一定的参考。     

基于分布式计算技术的火电厂辅助调频储能系统容量及功率规划方法

随着大量新能源并网,传统火电机组调频响应时间长、爬坡速率慢等缺点带来的反向效果越来越明显。储能系统可以用来缓解调频压力,大量研究证明储能系统可以应用于发电厂中火电机组的辅助调频。文章提出了一种基于分布式计算技术的火电厂辅助调频储能系统容量和功率规划方法。首先基于电网的“2个细则”建立电厂的收益模型。其次基于全寿命周期理论,建立储能系统成本模型,最后以电厂在全寿命周期内的综合收益最大化为目标函数,基于大量历史运行数据,采用基于分布式计算技术的粒子群优化算法进行仿真寻优,得到准确性较高的储能系统最优配置容量和功率。最后通过算例说明了储能系统辅助调频的效果以及分布式计算技术应用的必要性。     

基于经济运行模型的储能系统投资效益分析

以区域型电网作为研究对象,研究了储能系统投资的经济效益。首先建立了区域电网内部电源和储能系统经济运行模型,采用了启发式调整策略和混合粒子群算法相结合的方法对优化模型进行求解。然后根据储能系统寿命折损率和成本-效益分析将储能系统的经济效益和投资成本折算到一个调度周期之内,通过等效净收益来评价投资方案的经济性优劣。算例以某区域电网为例,验证了模型和算法的有效性。分析了储能系统投资的经济效益和盈亏条件,同时对投资单价和购电价格两个关键参数对储能系统投资的影响进行了灵敏度分析。     

风电场发电侧配置储能系统的经济性研究

采用储能度电成本（LCOS）模型和财务评价方法,以吉林省为例,研究在风电场配置储能系统的经济性问题。不同情景的对比分析发现影响当前储能系统经济性最主要的因素是储能系统的电池成本和峰时电价。目前投资建设储能系统尚不能取得良好收益,但在积极情景中储能系统参与电力辅助服务市场中的二次调频服务可以获得可观的收益。预期随着储能系统总成本的逐步下降以及我国电力辅助服务市场的发展,储能系统的经济性将越发显著。     

基于深度强化学习算法的储能系统盈利策略研究

在高比例新能源接入下,配置储能可以辅助电力系统削峰填谷,平抑波动。然而目前储能系统成本较高,需要政府进行支持。为此,提出了一种储能盈利策略,以在电网、储能运营商和用户组成的电力市场中实现运营利润最大化。结合智能算法提出了一种考虑激励的盈利策略,为每个峰值时段的储能系统运营商提供不同权重的奖励分配。该算法一方面基于最小二乘支持向量机的深度学习,来建立价格和负荷预测模型;另一方面基于深度强化学习,考虑电网的峰值状态、用户负荷需求和储能系统运营商利润,确定最优充放电策略。最后通过案例分析,验证该策略可以显著提高储能系统运营商利润并减轻电网压力。     

储能参与现货电能量-调频辅助服务市场的交易决策研究

随着电力市场化改革的不断推进,储能资源作为独立市场主体提供调频服务,是解决系统调频能力不足的有效手段。构建双层交易决策模型对储能在市场中的交易决策行为和市场出清过程进行模拟分析。首先,提出储能参与现货电能量-调频市场交易的总体架构。其次,以电网侧储能电站为独立的竞价主体,构建了双层市场交易决策模型。上层以储能电站收益最大化为目标,决定储能电站的报价策略;下层实现电能量市场和调频辅助服务市场的联合出清。然后,应用KKT条件将该双层模型转化为单层模型,从而将所提模型转化为混合整数线性规划问题。最后,通过算例分析验证所提出交易决策模型的合理性与有效性。算例结果表明储能通过策略性报价在市场中获得更高的经济效益,且在调频市场中的收益占总收益的80%以上。     

基于改进K-means聚类的电力市场下分布式储能系统经济性调控模型

随着电力市场的发展和电储能技术经济性的不断提升,在配电网中大量接入分布式储能系统已成为一种发展趋势。为了提高分布式储能技术参与电网运行的经济性,解决其高成本与低收益之间的矛盾,建立了一种基于K-means聚类的电力市场下分布式储能系统优化调控模型。该模型能够平衡运行过程中分布式储能系统个体之间寿命损耗的差异,降低总运行成本,并提高运行过程中分布式储能系统总体的调控潜力。以电力市场下参数不同的500个储能系统1天的运行过程为例进行验证,试验结果证明了所提调控模型的可行性和有效性,为分布式储能技术参与电网运行提供了新思路。     

考虑不确定性和楼宇储热的区域综合能源系统分布式优化调度

为了充分发挥多个区域综合能源系统(RIES)能量互补的优势,有效降低新能源随机波动对系统安全稳定运行的影响,基于条件风险价值(CVaR)理论,提出了一种考虑楼宇储热的RIES分布式优化调度方法。根据楼宇的热动态特性,建立楼宇等效虚拟热储能模型以及RIES优化调度模型;引入CVaR理论处理新能源出力的不确定性,实现系统运行成本和风险水平的权衡;建立RIES能量共享模型,并采用自适应步长交替方向乘子法实现模型的分布式求解;根据各RIES的交互贡献度,对RIES能量共享的收益进行分配。算例测试结果表明,所提方法能有效降低各RIES的运行成本,并在兼顾鲁棒性与经济性的同时实现RIES利润的公平合理分配。     

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。