面向用户侧的电池储能配置与运行优化策略

为提高用户侧电池储能投资与运行的经济性,降低用户用电成本,提出了用户侧电池储能配置优化及运行调度滚动优化方法。首先,分析了用户加装储能的收益以及储能运行的约束,然后构建了储能配置优化模型、储能月前和日内运行滚动优化模型,并用CPLEX求解器进行求解。在构建模型时加入了储能性能约束,能有效减少储能运行时充放电状态之间的转换次数,延长储能寿命。在月前优化中,确定一个预测的月需量防守值;在日内滚动优化中,构建了储能日运行分段优化模型及月需量防守值更新模型,实时更新日负荷数据及月需量防守值,进行滚动优化,不断修正负荷预测误差影响。最后,对工业大用户进行算例仿真,验证了所提优化模型的有效性。     

基于需量管理的两阶段大用户储能优化模型

为推进用户侧储能商业化应用,对用户侧储能从规划和运行两方面综合考虑,提出了一种需量管理捆绑峰谷套利的工业大用户储能评估及优化调度方法。首先,在储能评估阶段,以用户的综合成本最小搭建储能评估模型,评估用户加装储能的经济性并优化储能配置;然后,在调度优化方法方面,构建了储能月前和日内两阶段优化模型。在月前优化中,确定用户上报的最大需量;在日内优化中,基于最大需量约束,优化每日的储能充放电功率。最后,在MATLAB平台基于CPLEX求解器分别对4家典型工业大用户进行算例仿真,验证了模型的经济有效性,并为用户侧储能电池的商业化推广提供了可行性方案。     

考虑需求侧电价的配电网储能设备运行策略与容量的协调优化

光伏、储能和需求侧响应的协调运行可有效平抑负荷波动并提升配电网运行的经济性。为实现通过主动运行提升配电网资产利用率的目标,本文首先改进了主动配电网的运行策略,在电网正常状态下,考虑了用户舒适度以及用电经济性的双重需求,建立了基于启发式滑动数据窗滚动技术的价格型空调快速响应模型;在电网故障状态下,提出了考虑用户赔偿的激励型空调负荷响应模型,以及故障状态下存在互联的馈线组内广义需求侧资源协调调度的共享策略,以减少线路的冗余备用。其次,建立了基于以上运行策略的配电网主动运行收益模型,以及以配电网效益最大为目标的配电网需求侧电价、储能运行策略和容量配置的协同优化模型。最后,以改进的IEEE-33节点配电系统为算例进行了仿真。仿真结果验证了所提模型的有效性,并探讨了用户负荷需求侧资源参与程度对储能配置的影响以及共享机制对提升配电线路利用率的贡献,为主动配电网广义需求侧资源优化配置提供了参考。     

用户侧重力-蓄电池混合储能系统配置优化与效益分析

现有的用户侧储能以蓄电池储能为主,手段较为单一,回收不当对环境也会造成危害;同时用电高峰期峰谷差较大,这既提升了用户用电成本,也给电网的稳定运行带来了挑战。针对此问题,建立了重力储能的充放电模型,并在此基础上提出一种应用蓄电池与重力储能相结合的混合储能模型。首先以功率、容量和寿命等变量为条件对该模型进行了适当的约束。下一步以用户综合收益最高为目标函数利用量子粒子群优化算法对模型进行配置寻优。然后得出了混合储能最优的功率、容量配置。在MATLAB2021b软件环境下,使用江苏省南京市用户侧智能电能表实际负荷数据算例进行分析,最后可以得出混合储能系统及其优化方案可以减小用户侧用电峰谷差,并且使用户侧用电成本有所降低的结论,验证了其合理性与经济性。     

电池储能系统参与用户侧削峰填谷的鲁棒优化调度策略

现有的用户侧调峰领域的储能调度鲁棒优化方法,缺乏考虑非线性多目标优化模型的研究。当储能出力范围直接受负荷不确定性限制时,传统列和约束生成算法无法求解此类模型。针对以上问题,文章考虑负荷、电池储能等约束条件,建立了以净负荷方差、用户侧用电支出等为优化目标的电池储能系统调度鲁棒优化模型,并同时考虑了用户负荷波动、新能源出力波动等不确定因素。由于第二阶段的决策与优化结果会影响第一阶段决策的取值范围,需要改进列和约束生成算法以实现对该类鲁棒优化问题的求解。通过将目标函数、部分约束条件视为多个子问题考虑,对原列和约束生成算法的每次迭代中的子问题求解步骤进行扩充,使每次迭代中求解多个子问题,能够有效拓宽该算法的适用范围。最后,仿真结果验证了该方法的有效性,能够在不改变传统算法性能优势的情况下成功应用于非线性多目标鲁棒优化问题。     

电池储能系统参与用户侧削峰填谷的鲁棒优化调度策略

现有的用户侧调峰领域的储能调度鲁棒优化方法,缺乏考虑非线性多目标优化模型的研究。当储能出力范围直接受负荷不确定性限制时,传统列和约束生成算法无法求解此类模型。针对以上问题,文章考虑负荷、电池储能等约束条件,建立了以净负荷方差、用户侧用电支出等为优化目标的电池储能系统调度鲁棒优化模型,并同时考虑了用户负荷波动、新能源出力波动等不确定因素。由于第二阶段的决策与优化结果会影响第一阶段决策的取值范围,需要改进列和约束生成算法以实现对该类鲁棒优化问题的求解。通过将目标函数、部分约束条件视为多个子问题考虑,对原列和约束生成算法的每次迭代中的子问题求解步骤进行扩充,使每次迭代中求解多个子问题,能够有效拓宽该算法的适用范围。最后,仿真结果验证了该方法的有效性,能够在不改变传统算法性能优势的情况下成功应用于非线性多目标鲁棒优化问题。     

考虑用户满意度的户用型微电网日前优化调度

随着家居负荷控制技术和智能电网技术的不断成熟,户用型微电网优化调度已成为实现用户个性化、差异化用电服务的重要手段。首先根据户用型微电网内不同家居负荷的运行特性,建立了固定负荷、时移负荷和可调负荷模型。然后在分时电价(TOU)条件下,针对包含光伏资源、储能资源、负荷资源的户用型微电网,综合考虑用户的用电舒适度和经济性,以用户满意度最大为目标函数建立了日前优化调度模型。采用遗传和禁忌混合算法求解所提出的日前优化调度模型。通过算例验证模型和所提方法的有效性,仿真结果表明:所提模型能根据不同的用电需求为用户提供相应的优化调度方案;合理的峰谷电价比是引导用户积极参与需求侧响应的重要因素,峰谷电价比设置过高或过低均不利于需求侧响应的实施。     

用户侧电池储能系统运行策略优化与效益分析

现阶段,电池储能系统（BESS）在用户侧得到了广泛应用。对安装在用户侧的BESS来说,运行成本主要体现为电池损耗成本,收益体现为用电负荷时序平移和月最大需量减少带来的电费支出下降。为发掘用户侧BESS的最大使用效益,建立了以用户综合用电成本最小为优化目标的BESS运行策略优化模型,并采用CPLEX求解器求解。仿真实验表明,对BESS运行策略进行优化可降低用户综合用电成本; BESS接入用户侧后,若容量选择得当,收益可覆盖成本,具有经济上的可行性。     

考虑价格型需求响应的独立型微电网优化配置

为有效提高独立型微电网可再生能源消纳水平,根据独立型微电网内短期风光出力与负荷之间的供需关系提出一种动态分时电价机制,并基于替代弹性建立价格型需求响应模型;从经济性角度出发,计及电价引导下用户的用电行为,建立价格型需求响应参与的独立型微电网的优化配置模型,并采用遗传算法求解。以某海岛微电网为例进行仿真分析,算例结果表明:在独立型微电网优化配置中考虑价格型需求响应能够改善负荷特性,提高可再生能源的配置容量,减少储能和燃料发电机的使用,从而提高微电网的经济性。     

用户侧共享储能的优化配置及对碳排放的影响

在碳达峰、碳中和的战略目标下，随着光伏等分布式能源广泛应用，储能系统的需求也急剧增加，而用户在安装储能时势必会对碳排放产生影响。首先，基于用户用电行为的差异性，建立了用户侧共享储能双层优化配置模型，上层以多用户的年综合成本最低为目标函数，优化用户预计加装的共享储能容量和功率；下层优化模型以日运行调度成本最小为目标函数，优化共享储能充放电策略。接着，建立用户碳排放成本数学模型。然后，采用该模型求解方法，一阶段使用Yalmip求解器求解共享储能的最优配置结果，二阶段计算碳排放成本，研究共享储能配置结果对碳排放的影响。最后，通过算例分析与各用户单独配置储能进行对比，验证了所提共享储能优化配置模型和充放电策略的有效性，说明了用户配置共享储能利用峰谷价差进行套利时，碳排放成本增加。     

参与辅助服务的用户侧储能优化配置及经济分析

为使用户侧储能收益最大化,提出了一种参与辅助服务市场的用户侧储能优化配置方法。首先,建立了用户侧储能的全生命周期成本和考虑辅助服务的收益模型;其次,在两部制电价下,基于对储能电池运行特性和用户负荷特性的考虑,建立了一种参与辅助服务的用户侧储能优化配置模型,以储能容量和辅助服务参数为优化变量,对工业用户全寿命周期的净收益进行优化计算;然后,以广西储能辅助服务市场为例,实现了用户侧储能最优容量下的配置优化,确定了参与辅助服务的变量值;最后,通过改变政策敏感度对比分析了不同辅助服务的经济效益,给后续储能投资提供了指导性意见。     

用户侧分布式储能鲁棒博弈优化调度方法

针对开放电力市场环境中多主体电能交易机制下系统的经济调度问题,提出了一种基于合作博弈理论的用户侧分布式储能鲁棒博弈优化调度方法.该方法旨在协调配电网与用户之间的能量交互,通过寻找博弈模型的均衡点来制定最优的用户侧储能调度策略,提高系统的新能源消纳水平和经济效益.其次,为减少系统中源荷功率不确定性对实际调度运行过程中系统...     

考虑多重区间不确定性的用户侧综合能源系统双层优化配置

为了解决用户侧综合能源系统规划和运行中缺乏不确定性因素考虑的问题,提出一种双层优化配置模型.为此,将负荷预测、可再生能源发电和能源价格的不确定性表示为区间数形式,以设备年投资费用和年运行费用为目标,且考虑运行费用波动水平的影响,构建了考虑区间不确定性的用户侧综合能源系统双层优化配置模型,上层采用粒子群优化,下层通过区间...     

考虑电动汽车影响的农村家庭新能源容量优化配置方法

针对以光伏发电为主体的农村家庭新能源系统容量优化配置问题,从用户经济效益的角度出发,提出一种将电动汽车（electric vehicle,EV）用作储能装置且考虑用户出行需求的农村家庭新能源系统全寿命周期优化配置方法。首先构建了以系统年均用能成本最小和自发自用率最大为目标的优化配置模型,并结合市场电价机制及EV的使用需求制定了新能源系统综合运营模式,然后以粒子群优化（particle swarm optimization,PSO）算法求解得到家庭新能源系统中分布式电源的最优配置容量。最后,基于河北省石家庄某典型农村家庭实际用电负荷数据和气象参数进行仿真实验,结果表明：将EV与光伏出力结合,可以有效提高系统能源利用效率,减小家庭用能成本。     

基于改进人工蜂群算法的家庭储能容量优化配置*

家庭能源系统中的储能设备初始投资成本高,限制其实际应用。针对此问题,文章对混合储能的容量配置进行了研究。分别构建了刚性负荷、柔性负荷和储能类设备负荷模型;在此基础上搭建以用户每天用电费用最低为目标的家庭能源管理系统模型;提出一种改进的人工蜂群算法对模型求解。实验结果表明,通过和单储能的系统相比,在满足用户用电需求的同时,配置混合储能的家庭能源系统能有效减小用户每天用电费用。对文中算法与人工蜂群算法和粒子群算法优化结果进行比对,证实所提算法优化时长短、收敛速度快且不易于陷入局部最优。     

考虑电动汽车影响的农村家庭新能源容量优化配置方法

针对以光伏发电为主体的农村家庭新能源系统容量优化配置问题,从用户经济效益的角度出发,提出一种将电动汽车（electric vehicle,EV）用作储能装置且考虑用户出行需求的农村家庭新能源系统全寿命周期优化配置方法。首先构建了以系统年均用能成本最小和自发自用率最大为目标的优化配置模型,并结合市场电价机制及EV的使用需求制定了新能源系统综合运营模式,然后以粒子群优化（particle swarm optimization,PSO）算法求解得到家庭新能源系统中分布式电源的最优配置容量。最后,基于河北省石家庄某典型农村家庭实际用电负荷数据和气象参数进行仿真实验,结果表明：将EV与光伏出力结合,可以有效提高系统能源利用效率,减小家庭用能成本。     

面向多类型工业用户的分散式共享储能配置及投资效益分析

针对传统一体化式共享储能存在的灵活性较差且无法兼顾多类型用户的差异性用电需求等问题,提出一种分散式共享储能系统优化配置与调度方法;针对用户通过储能补贴政策漏洞骗取补贴收益的问题,在已出台政府补贴政策的基础上,提出一种改进分时补贴策略.首先,以工业园区为应用背景,深入分析了分散式共享储能系统与多个工业用户的能量交互机理;然后,以多用户整体净收益最大化为目标构建了基于合作博弈的月前、日前两阶段优化调度模型,并采用Shapley值法对合作收益进行分配;接着,设计了以储能全寿命周期净收益、动态投资回收期、投资回报率为指标的储能投资评估方法;最后,通过对比一体化式共享储能和分散式共享储能的配置成本、运行经济性,对所提方法的有效性进行了验证.算例结果表明:所提分散式共享储能配置方法在降低工业用户初期投资成本、用电成本方面具有一定的先进性,所提改进分时补贴策略在防止用户投机骗补方面具有一定的有效性,对推动用户侧储能多元化发展具有理论指导意义.     

基于经济性的互联网数据中心光-储协同优化配置

互联网数据中心体量大、能耗高,近年来逐渐成为节能降耗的重点领域。基于对数据中心用电需求特征和电网电价机制的分析,提出一种基于经济性的互联网数据中心光伏和储能电池协同优化配置模型。通过该模型求得光伏和储能电池的最优配置方案,以降低数据中心的运行成本。该方案使得数据中心对当地电网电力具有较低的依赖性,充分利用了光伏供应的电力。仿真实例表明,在数据中心结构、负荷和运行环境相同的情况下,该方案可以有效降低数据中心的运行成本,具有较高的实用化价值。     

考虑电/热/气耦合需求响应的多能微网多种储能容量综合优化配置

在多能微网中配置多种储能设备有利于平滑可再生能源波动性,提升供能可靠性和用能经济性。以含风光发电和电/热/气负荷的多能微网为研究对象,研究考虑电/热/气耦合需求响应的微能源网多种储能系统优化配置方法。首先,基于人体对温度的模糊度以及电负荷和气负荷的可转移特性建立耦合需求响应模型。在此基础上,以经济成本和碳排放量最小为目标,建立了基于耦合需求响应的多种储能容量综合规划的多目标优化模型。然后,采用自适应动态权重因子以适应规划场景的灵活多变。最后,通过算例比较了应用耦合需求响应以及配置储能系统前后多能微网的经济性以及碳排放量,从而验证了所提方法的有效性。