低碳经济下含风储联合电力系统优化调度

从低碳经济角度建立了含高渗透率风电的风储联合电力系统优化调度模型。该模型以系统综合运行成本最小为目标,合理评估了常规火电机组运行成本、风电运行成本、储能运行成本及环境成本,并结合电池储能可变寿命特征,综合考虑了放电深度对储能运行成本的影响。以改进的IEEE RTS-96系统及某风电场历史出力数据为例,对含风储联合电力系统优化调度予以研究,结果表明大规模风储并网对电力系统低碳化、清洁化具有积极影响,含风储联合电力系统的优化调度与风电出力特性、风电并网渗透率等因素密切相关。     

一种提高风电机组调度可靠性的风电场功率控制策略

以提高风电机组调度可靠性为目标,提出一种考虑风电机组运行健康度的风电场功率优化调度策略。首先提出一种基于风电场数据采集与监视控制系统(SCADA)监测数据的风电机组健康状态评估策略,利用综合劣化度对机组的健康状况进行总体评估,为功率调度决策过程提供辅助依据。针对风电场实际运行中对机组启停以及功率控制的要求,结合机组健康度信息,建立风电场功率调度的复合目标多步优化模型,并设计基于遗传算法的求解策略。最后通过详细的算例验证了所提策略对改善运行风电机组的整体健康程度,优化机组的启停计划、提高风电场功率控制可靠性具有良好作用。     

储能系统协同常规机组调峰控制策略研究

大规模风电并网会引起电力系统调峰能力不足,造成火电机组频繁启停或弃风。文章利用电池储能充放电灵活、可补充常规机组调峰能力不足的特性,提出了AGC机组、NON-AGC机组与储能系统间的协调控制策略。该策略引入了改进调度时间级,实现储能与常规机组时间协调配合;以AGC机组与NON-AGC机组的协调机制为基础,建立了AGC机组向NON-AGC机组与电池储能的转移功率模型。根据前一时刻机组的输出功率,计算出机组的调节余量实现电池储能参与系统调峰。实际系统算例分析结果表明,所提控制策略的可行性和有效性。     

基于序贯蒙特卡罗方法的风电场有功出力可靠性评估

考虑运行、停运和降额状态,建立风电机组的多状态故障模型;在此基础上,考虑风速的随机性、风电场尾流效应和风机本身的故障建立风电场的可靠性模型。基于序贯蒙特卡罗方法给出风电场有功出力可靠性评估的方法和流程。在Matlab中编写相关程序,并对风电场的有功出力进行可靠性评估,通过分析不同可靠性参数对评估结果的影响,验证所建可靠性模型和评估方法的有效性和适应性。     

风电场含退役动力电池的混合储能系统容量优化配置

针对退役电池在风电场平抑功率波动场景的应用,提出一种考虑退役电池时间尺度的混合储能系统容量配置方法。首先分析退役电池和新电池储能的优势,并介绍储能系统的成本构成;然后建立以全寿命周期经济性最优、考虑退役动力电池充放电时间尺度的混合储能容量配置模型,线性化后可调用求解器求解获取储能容量配置结果;最后用风电场实际数据进行分析,验证容量配置方法的有效性,并分析风电场不同储能配置时长政策要求、退役动力电池不同时间尺度以及不同控制策略下的混合储能容量配置结果。     

考虑相关性的含风电电力系统日前灵活性调度方法

含风电电力系统的传统调度侧重于时段内功率平衡,而忽略了相邻调度时段间的功率波动,因此造成大量弃风,文章针对该问题提出了灵活性调度方法。首先,将风电场依据相关性分组,采用通用生成函数方法建立由风源风速预测信息到每组风电场总出力的爬坡状态概率分布,结合由预测序列建立的负荷爬坡概率分布得到系统净负荷爬坡概率,引入风险价值理论得到系统上下灵活性需求;其次,根据所建立的常规机组和抽水蓄能电站灵活性调节模型,以运行成本与灵活性服务费用之和最小为目标,考虑灵活性需求约束与网络安全约束,提出了一种含风电电力系统灵活性优化调度模型;最后,通过改造的IEEE-118测试系统验证了文章所提出方法的正确性与有效性。     

电动汽车-风储混合系统联合运行的日内优化调度模型

文章通过运营商调度电动汽车参与风电场运行,建立了以风电场运行经济效益最大为目标及考虑风储混合系统出力约束、储能蓄电池控制模式约束的风电场日内优化调度模型。基于混合整数规划技术和CPLEX优化软件对模型进行了求解。算例分析了电动汽车提供备用服务和储能蓄电池不同控制模式对风电场运行经济性的影响,结果表明,当大规模风电入网时,风电场调度电动汽车和储能蓄电池联合运行,能获得更好的经济效益。     

提高风出力预测精度的储能系统模糊控制策略

风气象信息的精细化程度不够高会造成风电场风出力预测精度的降低,给电网调度增加了难度。在风电场中配置锌溴电池储能系统是提高风电场日前预报精度的有效措施,对储能装置控制是其关键问题。文章采用模糊控制方法,搭建了储能系统模糊控制规则库,根据电池储能系统荷电状态SOC的变化来控制储能充放电功率;并将所提出的控制策略在新疆达坂城风电场-储能联合发电系统中进行了仿真验证,与传统控制策略进行了对比分析。研究结果表明,采用模糊控制策略的储能系统能够更有效地提高风出力短期预测精度,85%的预测值达到了国家电网要求。     

计及蓄电池使用寿命的热电联供型微电网经济优化

热电联供型微电网与当前能源互联网发展联系紧密,具有经济、节能、环保等优点。为了使热电联供系统的经济模型计算更加精确,文章在微电网经济调度优化模型中,考虑了蓄电池充放电深度和荷电状态SOC对蓄电池寿命的影响,利用加权吞吐量法计算其运行成本,建立了含风电机组、光伏电池、储能系统、燃料电池、空调机以及热电联供的并网型微电网系统的日运行成本优化模型,采用改进型遗传算法优化各微源出力,使其日运行成本最小。通过仿真算例,验证了考虑蓄电池使用寿命的微电网运行成本模型更符合实际运行工况。     

计及无功电源故障的含风电场发电系统可靠性评估

针对现阶段含风电发电系统可靠性评估中尚未考虑无功功率影响的缺陷,在风电场常规可靠性评估模型的基础上,考虑了无功电源故障的影响,建立了风电场综合可靠性评估模型,定义了表征系统局部无功不足的可靠性指标。采用三级切负荷策略对计及有功功率短缺、无功功率短缺、电压越限的含风电场发电系统进行了可靠性评估。根据第三级切负荷策略确定了最佳无功补偿位置,应用就地无功补偿代替负荷切除,有效解决了电压越限问题。并以太原220kV系统为例,验证了该方法的有效性,为确定最佳无功补偿位置提供了依据。     

黑启动火电机组后储能型风电场的调控策略研究CSCD

利用储能型风电场作为黑启动电源带动局域电网内的火电机组启动后,将其与火电机组组成风储火系统并列运行,对提高电网的恢复速度具有重要作用。为形成风储火系统并使其在局域电网后续恢复过程中能够保持稳定,提出了一种在启动火电机组后储能型风电场的控制策略:在电池储能系统控制单元中采用基于控制器状态跟随的平滑切换控制方法,并通过对其控制策略的切换点进行调整,以使电池储能系统能够在火电机组与储能型风电场并列运行瞬间实现由V/f控制到P/Q控制的无缝切换;在电池储能系统控制单元中建立附加惯性控制器和附加频率下垂控制器以提高风储火系统的频率稳定性,在双馈风电机组控制单元中建立附加电压下垂控制器以提高风储火系统的电压稳定性。仿真结果表明:利用所提调控策略能够在火电机组与储能型风电场并列运行瞬间,使电池储能系统的控制策略进行平滑切换,并能使风储火系统在恢复局域电网内其它机组或负荷时保持稳定。     

光储微网的储能优化配置与技术经济分析

在储能系统和光伏发电相结合的统筹规划中,电池储能投资成本、光伏装机容量、光伏并网价格以及热电联产(CHP)的采用对电池储能的容量配置和电池充放电策略具有显著影响。基于分时电价下的光伏储能系统,将电池储能的容量和功率的配置转化为根据电价时段划分的约束优化问题。以某工业园区为研究对象,建立光伏-储能系统功率流模型,优化计算得到经济效益最优化的电池容量和功率配置结果及电池充放电策略。基于内部收益率、光伏自我消纳率等指标,根据光伏上网价格和电网谷段电价的关系划分场景,通过光伏发电容量和电池价格的变化探究光伏-储能系统中电池储能的容量配置、经济效益的变化规律和热电联产对系统的影响。     

含风电及电动汽车的多目标电力系统调度

为应对风电的迅速发展及电动汽车的规模化应用给电力系统调度带来的新挑战,在风电的威布尔随机描述及电动汽车分层调度策略的基础上,以污染排放最低及燃料费用最小为优化目标,构建含风电及电动汽车的电力系统多目标动态环境经济调度模型。该模型综合考虑系统功率平衡、系统网损、旋转备用、车主出行需求、电池特性等约束以及车网能量互动行为。同时,提出改进的基于非支配排序的多目标差分进化求解算法,并针对模型特点以及多重约束条件,提出决策变量行列转换方法和基于动态调整的约束处理策略。最后,以6机组系统并结合4种场景进行研究,通过对新能源接入的动态调度管理,验证所提模型的合理性及算法的正确性。     

基于动态规划-遗传算法的混合储能系统实时协调调度和经济运行

提出一种基于动态规划-遗传算法的混合储能系统实时调度和经济运行方法,协调充放电过程和功率分配。建立混合储能经济运行的双目标优化模型,对储能的容量、功率、放电深度和充放电时间进行约束,兼顾微电网系统的供电可靠性和混合储能系统的使用寿命。并将频谱分析、动态规划和遗传算法相结合,优化混合储能的功率分配,实现系统的经济运行。仿真算例表明,该文所提出的混合储能系统实时调度和经济运行方法是可行的,而且可取得良好的经济性。     

混合储能提高风出力预测精度研究

风气象信息精细化程度不够造成风电场风出力预测精度低,给电网调度增加了难度,采用储能装置可提高预测精度,但是合理又经济地配置储能容量较困难。文章提出在风电场中配置蓄电池和超级电容器混合储能系统,提高风电场日前预报精度;通过高通滤波器得到误差变化较快的成分,由超级电容器来弥补;由蓄电池来弥补剩余变化较慢的误差成分。综合考虑这些误差变化特点及储能充放电功率发生概率特点,合理选取储能额定容量,并且分别搭建了超级电容器和蓄电池储能系统模糊控制规则库,根据各自荷电状态SOC优化分配混合储能充放电功率。最后对新疆某风电场并入混合储能进行了仿真分析,结果表明:采用模糊控制策略的混合储能系统能够更显著有效地提高风出力短期预测精度。     

考虑实时需求侧响应的光储充电站容量优化配置方法

针对光储充电站参与实时需求侧响应的经济性评估问题,提出考虑实时需求侧响应的光储充电站容量优化配置方法。首先,考虑电网频率响应需求,在满足负载需求的基础上通过优化光储系统充放电行为建立充放电策略;然后,考虑锂电池不同荷电状态（SOC）下的充电功率非线性特点,建立储能电池充电功率分段线性化模型;最后,以光储系统全寿命周期内部收益率最大化为经济性评估指标,建立双层规划模型。算例分析表明,所提算法可使光储充电站实现较高收益水平。     

基于实时电价的含储能可再生能源系统协同调度策略

间歇性可再生能源和高渗透率的储能设备使能源系统的供需平衡控制愈加复杂,为能源系统的协同调度带来了挑战。针对含储能可再生能源系统,提出了一种基于实时电价的能源系统协同调度策略。首先,建立了含风光、储能系统、火电机组及多类型用户的可再生能源系统模型。其次,提出了一种双层规划模型,将实时电价和能源调度有机集成,实现了能源系统的协同调度优化。最后,基于KKT算法与改进麻雀优化算法实现模型求解。仿真实验表明了基于实时电价的协同调度策略对于含储能可再生能源系统的协同调度优化及系统效益提高具有重要意义。     

考虑储能系统健康状态的多微电网阶梯调度策略

为有效提高微电网(MG)并网运行的可靠性,降低系统运行中储能系统(ESS)的寿命损耗,提出一种考虑ESS健康状态的多微电网不同时间尺度分层控制方法。首先,综合考虑单体电池不同荷电状态(SOC)、健康状态(SOH)对寿命损耗的影响,采用SOC均衡控制方法对ESS中各个单体电池进行均衡控制;其次,考虑多微电网(MMG)中各个单元的供需特性,以MMG经济运行特性及负荷供给满意度为目标,建立基于机会约束规划的日前调度模型;然后,考虑ESS健康状态和日前调度误差,提出一种基于模型预测控制的分钟级日内调整方法;最后,对本文所提策略和模型进行仿真验证。结果表明,采用所提出的调度策略可提高系统运行经济性,有效平抑母线功率波动,还可大幅提高ESS运行寿命。     

考虑电池储能寿命损耗的风光储微网随机日前调度策略

随着我国“碳达峰”和“碳中和”目标的提出,以新能源为主的电力系统已经受到了广泛的关注,风光储微网就是其中的典型场景。研究电池储能的寿命损耗特性,建立精细的分段线性化电池储能寿命损耗模型。将建立的电池储能寿命损耗模型加入到风光储微网场景中,考虑储能技术在提高风光资源消纳率以及减少碳排放量方面的作用,以最小化微网和上级电网交互费用、弃风弃光成本、削负荷成本、碳排放成本以及电池储能寿命损耗成本为目标函数,对整个风光储微网的随机日前调度模型进行线性化求解。对风光储微网的调度模型算例分析表明,所提模型可以通过规范电池储能的充放电动作,有效提高电池的使用寿命以及提高风光储微网的经济性。     

用于风电场发电计划跟踪的复合储能控制策略

针对风电功率预测不准确和调控能力差导致的风电场调度困难问题,研究利用复合储能系统(HESS)提高风电场发电计划跟踪能力的优化控制方法。首先,考虑电池储能(BESS)的性能特点和受到的多种约束,根据超短期风电功率预测结果和发电计划,构建较长时间尺度下的BESS多目标滚动优化运行模型,并利用改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行求解;然后,采用模糊控制方法,结合风电场功率的实时采样值,对飞轮储能(FESS)功率进行控制,实时补偿由预测误差和BESS相关约束导致的风/储联合功率与发电计划的偏差。最后,利用风电场实测数据开展仿真分析,对不同BESS优化运行方案下HESS的调控效果进行对比研究。