考虑需求响应并计及液流电池动态特性的主动配电网系统储能优化配置

针对含分布式电源的主动配电网储能系统配置及其运行的需要,研究需求侧响应和电池储能动态特性对含分布式电源的主动配电网储能系统配置与优化运行的影响。在峰谷分时电价的基础上,建立基于电量电价弹性的用户需求响应模型,提出一种考虑风光最大消纳并计及液流电池储能系统动态特性的储能优化配置方法,以全钒液流电池储能系统的成本、直接经济效益、弃风光损失为优化目标,利用动态规划算法进行求解。仿真结果表明考虑需求后的主动配电网储能系统配置结果能够获得更好的经济性,降低对储能容量的要求,同时储能系统的动态特性表明系统运行的效率与负荷及分布式电源出力特性有关,全钒液流电池储能系统具有较高的效率。     

计及分时电价下用户需求响应的分布式储能多目标优化运行

以配电网网损和电压偏差最小为优化目标,计及分时电价下的用户需求响应,建立了与用户互动的分布式储能多目标优化运行模型,将电价变动引起的用户需求响应与分布式储能动态结合,探究了分布式储能在优化运行方面提升配电网运行水平的作用。采用改进的遗传算法对所建立的模型进行求解,证明了计及分时电价下负荷需求响应的分布式储能多目标优化运行模型能够有效降低配电网网损,减小线路电压偏差,同时也验证了所提出的改进遗传算法具有进化速度快、求解结果优的特点。     

与需求响应联合优化的联网型微电网储能容量随机规划

针对含分布式电源、需求响应资源的联网型微电网,提出一种与微电网内多类型需求响应资源联合优化运行的储能系统容量配置优化规划模型。模型以微电网用能成本与储能设备年投资成本之和最小为目标函数,考虑需求响应资源可柔性调节区间、储能设备的荷电状态、微电网与主网间变电容量等约束条件,并计及分布式电源出力的不确定性影响,建立储能容量随机优化规划模型,利用混合整数线性规划算法求解。对某实例微电网仿真分析优化配置储能容量对提高微电网运行和规划的经济性的影响,结果表明模型可实现微电网储能系统最佳容量配置决策,同时优化需求响应资源和储能系统的运行策略。     

智能楼宇中的电-热储能系统双层优化配置模型研究

智能楼宇中的光伏系统需配置储能元件以提高其生产效率,然而在现有技术中,电池储能系统已经不再是最经济的解决方案.相比而言,热储能系统能提高光伏自消纳,同时降低电池储能装置的配置容量.因此,文章提出了智能楼宇中储能系统的优化配置模型,模型中包含了光伏系统、热泵装置、电-热储能装置.为了同时优化电储和热储系统,文中采用蒙特卡洛模拟和元启发式算法,以最小化智能楼宇的年综合运行成本.文章主要通过调节储能罐中的水流量以满足热能需求,同时基于需求响应控制热泵运行和电池储能系统的充放电行为.算例验证了所提模型的有效性.     

新电改背景下产业园区供电系统容量优化配置方法

产业园区作为新一轮电力体制改革的重要试点,利用分布式新能源发电来替代传统的集中式供电模式是其供电系统发展的重要趋势之一。开展了产业园区供电系统规划中分布式电源/储能系统优化配置问题的研究,重点研究了多能互补、源—储—荷协调互动和基于日前分时电价的需求侧响应对于容量优化配置方案的影响。为了表征多能互补特性,提出了分布式电源供电电量不足比和分布式电源供电不足小时数比两个指标。在需求侧响应建模时,针对利用电力需求弹性矩阵建模存在着电量转移不平衡及需求侧过度响应等问题,提出了改进的需求侧响应模型。在此基础上,建立了以总费用最小为优化目标的产业园区供电系统分布式电源/储能系统优化配置模型,并利用遗传算法与模式搜索算法相结合的组合型智能算法对优化配置模型进行求解,最后利用典型算例对提出的优化配置方法进行了分析验证。     

计及配电网经济性与可靠性的电池储能系统优化配置

经济性和可靠性是储能系统优化配置过程中必须考虑的2项指标,但往往不能同时达到最优。为协调二者之间的矛盾,建立了同时考虑经济性和可靠性的多目标电池储能系统优化配置模型。首先针对目前含储能元件系统,可靠性评估方法复杂、计算速度慢的现状,提出了一种含储能系统及分布式电源（distribution generation,DG）的配电网可靠性简化计算方法,量化储能配置后对配电网可靠性提高所做的贡献,得到持续供电时间增量及持续供电电量增量2个指标。然后,以配电系统的年净收益最大、配电系统故障时储能系统持续供电时间与供电电量最大为目标,建立了电池储能系统多目标优化配置模型,并采用改进的强度帕累托算法求解该多目标优化模型的帕累托前沿。最后对IEEE-33节点配电系统进行仿真计算,验证了所建模型的可行性及有效性。     

兼容需求侧资源的 “源-网 -荷-储 ”协调优化调度模型

提出通过提高需求侧和供应侧资源的协调可控性来应对当前电力系统双侧随机问题的新思路,在此基础上设计需求侧响应模型、储能设备充放电模型、风电及光伏发电出力预测模型,并构建以系统成本及污染排放最小化为目标函数的"源-网-荷-储"优化调度模型及相应的多目标粒子群优化算法。通过算例分析比较有无需求侧资源情况下的系统成本和污染排放,验证了所提模型和算法的科学性与合理性,以及需求侧资源在提高系统稳定性、节能减排方面的重要作用。     

虚拟电厂下计及大规模分布式光伏的储能系统配置优化模型

以虚拟电厂作为分布式能源的能量管理方式,在具有大规模分布式光伏的虚拟电厂中围绕储能系统的三方面作用对其配置进行求解。首先基于虚拟电厂运行模型分析了储能系统的需求响应、削峰填谷和提高电压质量作用,然后结合各分布式能源的数学模型搭建了经济、网供和电压子目标函数,从而构建了储能系统的优化配置模型,模型中包含储能系统调度和储能系统优化目标函数,在确保每种配置的作用充分发挥的同时筛选出体现储能系统三方面作用的最优配置,最后将目标函数归一化后采用混合整数线性规划和粒子群优化算法对模型进行求解。仿真结果验证了所提模型的可行性,并得出了权重改变会对配置结果产生影响及最优配置为三方面作用相互协调结果的结论。     

计及峰谷平滑效益的需求响应和电池储能系统调度联合优化策略

现有需求响应决策未考虑储能调度等影响因素,电池储能运营商基于固定需求响应结果进行储能调度决策,联合优化结果难以使系统获得最优综合效益。为此,建立了需求响应和电池储能系统调度联合优化机制以及基于联合优化策略的需求响应和电池储能系统调度决策模型。采用基于离散参数规划的线性优化策略,以等步长形式迭代求解非线性优化模型的最优分时电价和最优储能调度策略;建立基于联合优化策略的峰谷平滑效益模型,用于评估电力系统削峰填谷的单位成本。算例分析结果表明,所提需求响应和电池储能调度联合优化策略能有效削峰填谷并提高系统整体的经济性。     

基于层次分析法的储能配置综合评估技术

针对电池储能技术经济性逐渐提高、储能需求日益增长、部分电池储能技术应用效益性逐步凸显的现状,研究参与用户侧电能管理和需求响应的储能配置综合评估技术。基于层次分析法,提出了技术经济指标下不同储能规模间的标度计算方法,建立了综合评估指标的数学模型。考虑储能容量衰减,分别以投资成本、寿命、净现值、投资回收期、投资回报率等指标为上层目标函数;考虑削峰填谷、需求响应,以储能系统净年收益为下层目标函数,优化储能系统充放电曲线,提出了基于层次分析法的多目标优化模型求解方法。通过实例仿真验证了所提模型和方法的有效性和可行性,结果表明:综合评估指标可针对储能投资者的关注点,整体评估储能项目的可行性,得出综合评估指标最高时对应的储能规模。     

电动叉车用开关磁阻电机新型集成功率变换器

针对电动叉车用开关磁阻电机（SRM）制动过程中的能量回收问题,研究一种可实现多端口能量灵活转换的新型集成式功率变换器。新型集成式功率变换器采用交错并联双向DC/DC变换器作为传统SRM功率变换器的前端电路,可以在电动及发电模式之间灵活切换。采用超级电容与铅酸蓄电池混合储能,回收减速和下放货物的能量,实现再生制动,并用于加速和举升货物。仿真试验表明所设计新型集成式功率变换器能满足电动叉车频繁起停的要求,并可减小输入输出端的电流波纹,提高能量回收效率。     

Asset management of wood pole utility structures

This paper describes two probabilistic approaches for evaluating the economic impacts of alternative maintenance strategies, design strategies (design load), and compensation fees for undelivered energy. The first approach is based on simulating as function of time the statistical expected value of the number of pole replacements in each year due to climatic damage and maintenance replacements at regular inspection intervals. The second approach calculates the number of failed poles due to single large storms (wind, ice). Calculated examples show that the introduction of compensation fees for undelivered energy gives a strong incentive to carry out live line maintenance, and to design and construct mechanically stronger lines.     

未来电力系统储能的新形态:云储能

风电与太阳能发电等间歇性可再生能源的快速发展增加了电力系统对储能的需求,共享经济的迅速发展为储能的应用带来新的商业机会,基于储能设施共享的云储能可能成为未来电力系统新的形态特征之一。云储能是一种基于电网的储能服务,它使得用户可以随时、随地、按需使用电网级的共享储能资源池中的资源,可以显著地降低提供储能服务的成本。文中解释了云储能的概念,并对云储能商业模式的各个要素进行了详细阐述。在此基础上,分析了云储能的投资与规划、运行以及服务定价等关键问题,总结了当前的研究进展并提出了相关的研究思路与方法,探讨了未来为了促进云储能的发展与实施还需要着力解决的问题,对云储能未来的研究进行了简要的展望。     

电力辅助服务市场下的用户侧广义储能控制策略

负荷聚合商通过整合零散的用户侧资源,可以为系统提供优质的辅助服务,并从中获取收益。然而,用户侧资源响应的不确定性将影响负荷聚合商的服务质量和市场收益。针对这一问题,文中将具有一定调节能力的负荷资源作为虚拟储能,并将其与狭义储能相结合,建立用户侧广义储能的不确定性响应模型。进而提出狭义储能优先响应和虚拟储能优先响应2种负荷聚合商控制策略,并探讨其优缺点。最后,建立2种控制策略下负荷聚合商参与电力辅助服务的市场收益模型,采用美国PJM市场数据进行仿真计算。结果表明,通过配置相对少量的狭义储能设备,并采取虚拟储能优先响应的控制策略,负荷聚合商可以获取可观的经济回报。     

考虑柔性电负荷和热负荷的综合能源系统容量优化配置

柔性负荷参与调度能够削峰填谷、优化负荷曲线,降低系统成本。考虑可平移负荷、可转移负荷和可削减负荷建立了电力柔性负荷模型;根据用户对温度感知的模糊性建立了热力柔性负荷模型;采用混合整数线性规划方法,以经济成本最小和一次能源消耗量最少为目标,对综合能源系统进行配置优化,得到各个设备的最佳容量和各时段出力。算例结果表明,通过调度柔性电负荷和灵活调整室内温度,可促进可再生能源消纳、优化电负荷和热负荷曲线,从而提高风机装机容量、降低燃气轮机容量和蓄热罐容量、提高系统经济性、降低一次能源消耗量、提高可再生能源渗透率。     

基于改进下垂控制的微电网有功与频率控制策略

在分析传统下垂控制调整系统有功和频率过程基础上,提出了微电网在离网和联网运行时下垂控制的两种改进措施。利用改进控制策略,可以实现微电网离网运行时的频率恢复过程,实现稳态时的无频率偏差运行;联网运行时微网中逆变型电源根据预先设定的有功功率值自动投入运行:对于储能装置,自动转换为吸收有功功率;对于可调型微源,可以发出预先设定的额定有功功率。最后通过Matlab/Simulink仿真验证了所提策略的有效性。     

混合动力车用超高功率氢镍电容电池研制

氢镍电池具有安全性好、耐过充电和过放电及低温性能好的优点,非常适合于混合动力电动车的使用,但当前国内的动力氢镍电池性能仍不能完全满足混合动力车的功率需求,尤其是整车制动时能量回馈吸收的大电流充电接受能力不足。通过采用在泡沫镍集流体上覆石墨烯、优化电极的电化学储能与物理储能比例、调整电极的面电流密度、调整隔膜厚度,明显提高了电池的输入输出功率。模拟工况和实车试用结果表明,新开发氢镍电容电池电源系统能更好地满足混合动力车启动、刹车和爬坡时对瞬时高功率和持续辅助功率支持的工况需求,明显降低了整车油耗及排放。     

面向电网运营提升的新型配电网储能多目标配置方法研究

储能系统作为构建新型电力系统的重要组成部分,在提升电网设备利用率,降低电网线损, 促进清洁能源消纳等方面发挥着不可替代的作用。以新型配电网为研究对象,首先通过构建分布式储能总体优化配置框架,明确相关影响因素,构建考虑分布式储能建设成本的多目标优化模型,并基于潮流、线损、储能运行等约束条件,提出基于遗传算法的分布式储能最优接入点求解方法与流程;随后,以西北某县域配电网为例,验证了总体模型的优化成效。算例分析表明：结合配电网网架数据、发用电负荷特性、储能设施投资参数,优化配置分布式储能接入点与接入规模,可发挥分布式储能对新型配电网运行效益的提升水平,提升配电网资产整体利用率的同时,提高分布式电源消纳能力。     

高效蓄能互联热泵系统技术及应用

在目前国家大气污染治理工作背景下,针对我国严寒地区及寒冷地区无法使用水地源热泵或地埋管热泵问题,以及使用空气源热泵存在能效比低、故障率高等问题,提出蓄能互联热泵系统清洁采暖方案,通过综合技术创新突破单一技术运用的客观限制,打造"不打井、不做地埋管"的水-水热泵系统,使得常规空气源热泵的使用边界扩大、稳定性增强、投资减少、故障率降低,并且能够在暖气片供暖系统改造中稳定提供60℃热水。以国网兰州建西变电站家属楼暖气片改造项目为例,进行了方案设计、设备选型和运行效果分析,验证了蓄联热泵系统的可靠性、经济性。     

风电-抽水蓄能-供热联合优化运行——以蒙西为例

风电因为其随机性和不稳定性等特点使得风电无法实现大规模的并网而产生弃风,而抽水蓄能电站具有的良好“削峰填谷”能力,能够消纳过剩的风电。本文以供热季弃风现象尤为严重的蒙西地区为例,基于蒙西电网和呼与浩特抽水蓄能电站的实际数据,建立风电-抽水蓄能-供热联合运行的优化模型。通过研究对比结果发现在风电和抽水蓄能联合的基础上再加以蓄热电锅炉对风电进行进一步的消纳,既能提高风能的利用率减少弃风,又能解决煤炭供热污染物的排放问题,缓解化石能源资源短缺问题。