基于双层规划模型的用户侧混合储能优化配置

利用用户侧峰谷电价差,优化配置储能系统并合理调度可降低用电成本.本文提出一种铅酸电池-超级电容混合储能系统的双层规划模型,以储能投资年回报率为外层目标函数,在目标函数中考虑了储能削峰填谷收益、需量防守收益、全生命周期成本等因素;以储能日调度收益为内层目标函数,研究了储能各时段最优充放电功率.在构建混合储能系统模型时,考...     

考虑参与多市场交易的电网侧储能优化配置

基于电网侧储能投资者的角度,提出一种考虑多市场交易模式的电网侧储能系统优化配置双层模型。模型外层以储能投资综合效益最大为目标,考虑了储能能量市场收益、调频市场收益、调峰市场收益和投资成本;内层以系统运行成本之和最小为目标,考虑系统的发电成本、调频服务成本、调峰服务成本和弃风成本。通过内外双层模型综合考虑了储能的规划和运行决策问题,模型在改进的IEEE39节点进行仿真,算例证明了所提模型的有效性。     

梯次利用电池储能系统参与用户侧削峰填谷的经济性研究

针对梯次利用电池储能系统参与用户侧削峰填谷的经济性问题,采用对比分析方法,基于现阶段新电池和梯次利用电池在技术、经济条件上的差异,建立基于投资回报率、投资回收期的经济性评估模型。结合实际算例,仿真分析梯次利用电池储能系统在不同回收成本下的配置规模及其经济性,并与新电池储能系统的容量配置及经济性进行比较分析。结果表明:当梯次利用电池回收价分别为0、0.2、0.4元/Wh时,储能系统存在适宜配置容量使得项目投资净收益为正,并且当储能系统持续放电时间为8 h时项目净现值最大,当储能系统持续放电时间为3 h时投资回报率最高;而梯次利用电池回收价为0.6元/Wh时,项目投资净收益始终为负值。     

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。     

电网侧电化学储能经济性分析方法

随着可再生能源装机规模的不断提高,储能成为保证风电、光伏等间歇性可再生能源大规模、平稳接入电网的关键技术。利用电化学储能可灵活配置、响应速度快、适合规模化应用等优势,在电网侧不仅可提供调峰、调频、电压调节、旋转备用等辅助服务,还能产生延缓设备投资、降低电网损耗、回收退役电池等间接价值。辅助服务是目前电网侧储能最直接可靠的收益来源,其中调峰收益是单位电量补偿标准与充放电电量的乘积;调频收益由储能系统接受自动发电控制调度指令的响应容量和时间,以及单次调用调频性能指标和补偿标准决定;电压调节与电站容量、投运时间、自动电压控制投运率和调节合格率有关;旋转备用收益是单位补偿标准与备用容量、备用时间的乘积。从全生命周期看,储能成本主要包括设备成本、购电成本和运维成本。结合电网侧储能价值收益和成本计算方法,提出储能经济性的简易判据,即储能系统各项收益总和以及成本总和的年化数值之差。以安徽省为例,基于华东和安徽现有储能政策,分析电网侧电化学储能的经济性,分析思路和方法在其他省区也具备适用性。     

储能电站参与辅助服务的综合分析

近年来,风力发电、光伏发电等大型新能源并网发电,给电力系统的稳定和安全运行带来了挑战。储能系统作为一种辅助服务,参与火电厂的频率调节和峰值负荷调节,不仅可以帮助火电机组满足电网的快速调频和峰值调节要求,而且可以实现电网的供需平衡。本文建立了储能系统的全寿命周期成本模型,包括储能系统参与辅助服务的初始投资、运行维护、收益及补偿模型,以及考虑储能系统实际运行的成本模型。最后,通过实例对储能系统的经济指标进行了评价和分析。     

Economic evaluation of fast charging electric vehicle station with second-use batteries energy storage system

由于电动汽车快速充电站大功率快速充电的特性会对电网的稳定造成冲击,因此考虑在电动车快速充电站中配置电池储能系统（BESS）,对充电站负荷进行削峰填谷,从而减少充电站变压器配置容量、缓解大功率快速充电对电网的不利影响。考虑到目前我国大量退役动力电池亟待回收利用的现状,结合梯次利用电池储能系统,建立了基于电动汽车快速充电站整体成本与收益的经济性评估模型,以快速充电站年净收益最大为目标函数,采用改进的遗传算法对模型优化求解。结合算例对快速充电站不配置储能、配置常规电池储能和配置梯次电池储能等不同情况进行了经济性评估,并综合考虑经济性与储能削减负荷的效果,确定了梯次电池储能系统最优容量配置方案。     

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。     

混合储能系统在风电网应用的经济性模型与评价分析

介绍了超导储能系统和电化学储能成本的技术经济分析模型,研究了混合储能系统在电网中的应用方法。针对福建某风电场应用环境,引进10MJ/37MW高温超导磁储能系统和20MWh/5MW磷酸铁锂电池储能系统,分析弃风与风电收入。通过计算风电弃风损失、新建输电线路投资和混合储能系统的投资成本,比较新输电线路与混合储能系统的收益。评估结果将为混合储能系统在可再生能源电网应用的经济性分析提供重要参考。     

电动汽车的电池系统及储能应用

电动汽车电池系统的容量在0~100k Wh,与小型的分布式储能系统容量相当。在满足电动汽车行驶里程的情况下,适时地将电动汽车电池通过V2G或V2H模式应用于电力储能,可实现电动汽车电池的多功能用途,提升其附加价值。电动汽车电池退役以后,虽然容量衰减至80%以下,但大部分仍然有储能应用价值。通过评估、分级、成组等工序,将退役电动汽车电池制作成分布式储能系统,从而延长电动汽车电池的循环寿命。与电力储能相结合,充分做好电动汽车电池的梯次利用,既可以降低电动汽车电池的成本,又可以降低电力储能的成本。     

用于储能容量配置的典型负荷曲线提取方法

针对用户侧储能容量规划问题,分析用户侧典型负荷曲线提取方法的差异对储能容量配置结果的影响,考虑储能减少用户电量电费支出、降低配电站容量需求、延缓设备改造与扩容、节省耗煤量、减少污染物排放等直接、间接效益和储能全寿命周期成本的基础上,建立储能容量优化规划数学模型,并采用遍历算法结合非线性优化进行求解。以年负荷数据配置储能容量为基准,对比分析不同典型负荷曲线下储能容量配置的差异。结果表明:系统收益构成、电力市场政策、储能激励机制、负荷曲线特性等因素影响典型负荷曲线的选取,文中算例条件,以月度最大日负荷作为典型负荷曲线配置储能容量与实际结果具有较大的一致性。     

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。     

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。     

含电池储能风电场的发电系统风险评估

考虑风电机组的功率特性和故障率等因素建立单个风机的停运模型,结合风速的自回归滑动平均模型和风电场尾流效应的影响建立风电场的可靠性模型;考虑电池储能的充放电约束、容量约束和故障率建立电池储能系统的可靠性模型,在此基础上,结合风电场不同调度策略建立含电池储能风电场的可靠性模型。考虑常规机组的随机故障和负荷的随机波动,基于序贯蒙特卡洛方法建立含电池储能风电场的发电系统风险评估模型,并给出评估指标。在Matlab中编写相关评估程序,通过对IEEE-RTS 79算例进行仿真,从风险管控方面给出能降低系统风险的电池储能充放电约束、电池储能电量和风电场调度策略,为风电场用电池储能系统的设计和风能调度策略的选取提供重要参考。     

基于用户侧储能的电压暂降分级治理方案及其经济性分析

为提高工业园区内用户侧储能系统的经济效益,在储能削峰填谷的基础上,提出基于用户侧储能系统的优质电力园区电压暂降分级治理方案并对方案作了经济性分析。设计了用户侧储能系统的拓扑和控制策略,使之在常规削峰填谷功能的基础上具备电压暂降治理功能。为避免用户侧储能系统在不同控制模式之间切换可能带来的负面影响,提出了基于用户侧储能系统与动态电压恢复器(DVR)协同的电压暂降分级治理方案,其中第一级供电不含任何电压暂降治理设备,第二级供电由单一电压暂降治理设备提供,第三级供电由用户侧储能系统和DVR协同保障,并通过PSCAD/EMTDC中的仿真验证了所提分级供电方案的有效性。建立了用户侧储能系统的成本收益模型,以常规削峰填谷型用户侧储能系统为对比,对所提电压暂降分级治理方案作经济性分析,论证了对于受电压暂降影响较大的用户而言,所提方案可以显著提高用户侧储能系统的经济效益、缩短投资回收期。     

源网荷侧新型储能商业模式及成本回收机制研究

  目的  在“双碳”目标下,以新能源为主体的新型电力系统在“源网荷”侧均赋予了储能重要战略地位,在灵活电力市场机制下,挖掘储能商业模式及成本回收机制,完善储能相关市场规则和支撑政策机制,对促进储能可持续发展,推进新型电力系统的建设和双碳目标的实现有着重要意义。  方法  基于国内外储能收益定价经验,采用经营期定价法、成本+合理收益、电力失负荷价值等多种方法对储能收益来源及成本回收机制进行了测算。  结果  基于现有政策路径,全面梳理了“源网荷”侧新型储能应用场景、商业模式及成本回收机制,总结了现存问题及政策建议。  结论  研究成果具备较好的可操作性和参考性,可为储能大规模发展和政策制定提供有益参考。     

直流微电网的多端虚拟储能协调控制技术

直流微网中可控性逐渐增强的源-储-荷需要高效的协调方法充分发挥其并网支撑潜力,将可控负荷、风机向储能归类处理后,使其虚拟出储能设备的充放电响应,便于提升系统的能量管理及运行能力。分析了可控负荷、风机旋转动能与电容储能间的转换关系,分别建立源于负荷和风机的虚拟储能模型。考虑负荷收益、储能折损和调风成本,建立基于虚拟储能的源储荷协调优化模型,计算不同时段的虚拟电容值,以实现系统长期经济运行。在此基础上,通过划分直流微电网的运行区域,提出虚拟储能的协调控制方法,以提高系统的电压稳定性。通过搭建直流微电网仿真系统,仿真结果表明,所提控制策略可显著提高微电网的经济效益和直流电压稳定性。     

多种调度模式下的光储电站经济性最优储能容量配置分析

光储联合发电系统是促进大容量光伏电站集中并网的解决方案之一。因现阶段储能造价较高,所以合理配置储能容量是提高光储电站经济性的重要前提。该文对光储电站不同调度模式进行分析,从发电企业的角度出发以净收益最优为目标建立储能容量优化模型。模型中,结合电池循环寿命数据,建立电池损耗成本函数,定量计算储能实际运行成本,同时计及售电收益、考核费用,利用粒子群算法求解净收益最优时的储能容量,并通过多种方案对比,仿真验证模型有效性。最后对影响光储电站经济性的敏感因素进行分析,为光储电站在不同调度模式、不同市场环境下的储能容量选择提供参考信息。     

基于氢气储能的热电联供微电网容量优化配置

以光伏系统、氢燃料电池、电解槽、储氢罐构建的热电联供微电网为研究对象,制定初始投资成本等年值以及年运行成本最小的优化目标,提出热电联供微电网热负荷满足率评价指标,针对系统运行的基本约束设计微电网控制综合策略,并以某地历史源荷数据为参考,建立满足工程应用的数学模型,采用粒子群优化算法进行求解,得到氢气储能的孤岛型微电网热电需求基本方案。从应用层面论证氢气储能替代电池储能的可行性,并进行微电网系统容量优化配置,可满足居民负荷供能需求,提高系统运行经济性,预期具有较好的应用前景。