计及储能设备运行策略的风/柴/储混合系统可靠性评估

风/柴/储混合系统中,储能设备是关键装置之一,直接关系到系统的可靠运行,但受运行策略和运行特性的影响。针对储能设备这一特点,计及储能设备运行策略和运行特性,建立储能设备的充放电模型;并计及储能设备充放电循环次数、容量和功率成本等,建立储能设备的成本效益模型。通过对风/柴/储混合系统进行可靠性评估,比较不同的运行策略对系统可靠性和储能设备经济性的影响。算例结果表明,储能设备运行策略对系统可靠性和储能设备的成本效益有较大影响。     

基于可变误差多面体算法的储能融合电锅炉提升风电消纳控制技术

储能技术是提高风电-电锅炉-储能系统联合优化运行的关键,能量型和功率型储能系统的混合使用更能满足风电场和电锅炉技术性和经济性的要求。建立了混合储能系统和风电场的数学模型,其中锂电池采用通用受控电压源和定值内阻串联模型,超级电容器采用改进的一阶RC模型,风电模型通过功率解耦法实现对风机有功和无功的解耦控制。以风电场、电锅炉和混合储能系统的技术经济性指标为约束条件,将风电就地消纳能力、电锅炉档位调节次数和储能系统使用寿命列为目标函数,搭建了协同风电和电锅炉多目标优化运行的储能系统控制模型。采用可变误差多面体算法对该模型进行求解,通过某示范工程用算例验证了该方法在优化风电和电锅炉联合运行时的可行性和实用性。在该参数配置下,储能系统能日均提高风电就地消纳率5.36%,降低电锅炉动作次数8次。     

电池储能运行策略对系统Well-being指标及风电消纳能力的影响

提出了一种电池储能系统有序放电运行策略,考虑风电出力不确定性、尾流效应、电池故障率等因素,对风储联合发电系统进行Well-being分析.算例表明,在风电超出允许接入比例,而系统吸收允许接人的风电后仍处于缺电状态时,该策略能提高系统的风电消纳能力,并进一步提高系统可靠性.此外,还进一步研究了该储能运行策略下,储能系统容量、电池最大充放电功率以及风电允许接人比例等因素对发电系统Well-being指标的影响.     

含电池储能风电场的电力系统风险评估

考虑风电机组的时变故障率和降额率以及风电场复杂尾流效应的影响,建立了风电场的出力模型;考虑电池储能的充放电约束和容量约束以及其故障率的影响,建立了电池储能系统的出力模型。综合上述2个出力模型,考虑不同风能调度策略得到了含电池储能风电场的出力模型。基于该模型给出了含电池储能和风电场的电力系统风险评估的具体流程和方法。改进IEEE-RTS 79算例仿真和分析,验证了上述模型和方法的正确性和有效性。     

基于时序模拟的离网型微网可靠性分析

离网型微网凭借独立、自治运行等特点,可有效保证网内负荷的正常供电。首先建立风电机组的时序出力模型,然后针对不同的储能运行策略,建立储能系统充放电模型;在传统时序蒙特卡洛算法的基础上,提出基于微网随机、时序等运行特性的可靠性评估算法,并对改进的RBTS Bus 6孤岛系统进行可靠性评估。算例分析表明,该算法能有效地计算离网型微网系统的可靠性指标。     

储能型风电场黑启动火电机组过程中的功率协调控制策略

针对呼伦贝尔电网所处特殊地理位置和需求,在前期对储能型风电场作为局域电网黑启动电源的可行性进行分析的基础上,考虑并计及电池储能系统运行状态,提出了储能型风电场黑启动火电机组过程中的功率协调控制策略。分别建立了储能型风电场层有功控制器和无功控制器:根据电池储能系统的荷电状态调整风电场的有功输出,以将电池储能系统的荷电状态维持在规定范围内;根据电池储能系统的实际无功输出调整风电场的无功输出,减小储能系统的无功电流,提高电池储能系统的功率调节裕度。分析了双馈风电机组的有功与无功功率极限,建立了风电场有功与无功分配模型,实现风电场功率在风电机组间的分配。通过算例对所提协调控制策略进行了仿真分析,验证了该控制策略适用于储能型风电场启动火电机组辅机的黑启动过程。     

风电场黑启动储能容量优化配置：一种考虑储能运行策略的方法

风电在区域电网的占比越来越大。为了解决风电场在黑启动过程中的风电出力波动问题,提出了一种考虑储能运行策略的储能配置方法。首先,基于风电功率预测算法得出预测功率,并利用非参数核密度估计定义黑启动最小风功率概率密度以及黑启动可执行概率倾度,进而确定了黑启动时段。其次,根据储能在黑启动过程中补偿功率缺额和平抑波动作用制定储能运行策略。考虑储能运行策略对容量配置的影响,将储能额定功率和额定容量作为模型自变量,建立以补偿功率缺额最大化为目标函数的储能优化配置模型,并采用改进粒子群算法对模型进行求解。最后,以内蒙古某45 MW风电场数据对储能运行策略和优化配置模型的可行性进行了验证。     

含高渗透率风电的电力系统复合储能协调优化运行

风电的随机性、可调度性差等特点对电力系统的安全稳定运行带来了挑战。为了增强系统对风电的接纳能力并提高风电利用率,文中研究采用抽水蓄能电池储能组成的复合储能在含高渗透率风电的电力系统中的协调优化运行。基于离散傅里叶变换(DFT)对风电出力进行频谱分析,将风电出力分解成短时间尺度的高频分量和长时间尺度的低频分量。利用电池储能响应速度快、容量小的特点,补偿风电高频波动部分以改善上网风电的波动性;根据抽水蓄能存储容量大的特点,参与系统调峰运行以解决接入风电后系统的调峰问题。以改进的IEEE RTS-96系统及实际风电场为例,对复合储能进行协调优化运行,算例结果验证了所述模型与方法的有效性。     

风储联合发电系统电池荷电状态和功率偏差控制策略

提出了一种新型的基于风电功率预测偏差和电池荷电状态(SOC)反馈的储能系统控制策略,通过预测结果计算风电功率的变化偏差,得出完全补偿波动所需的储能系统充放电功率,引入补偿系数联合求解获得储能系统的充放电控制指令。同时,建立了补偿系数的动态优化模型,包括长时间尺度下基于输出功率波动和电池容量变化指标的基准补偿系数寻优模型,短时间尺度下基于电池SOC指标和充放电状态的补偿系数快速修正模型。算法采用的最优求解和SOC指标具有广泛的适应性,便于推广不同容量储能系统在风电功率平滑中的应用,可以兼顾储能电池的寿命和输出功率的平滑性。算例结合风电场的功率实测数据,进行储能系统配置仿真,验证了该控制策略能够最大程度发挥储能系统能力,在维持电池能量稳定前提下,平抑风电场输出功率的波动。     

计及储能出力水平的平滑风电功率模型预测控制策略EI北大核心CSCD

风电大规模并网的有功功率波动给电力系统造成了较大的影响,在风电场并网处加入储能系统可有效平抑风电并网功率波动,提高风电在电网中的渗透率。在储能电池平滑风电功率波动的典型应用场景下,提出了一种计及储能电池出力能力的模型预测控制方法,在减小储能电池出力的同时,兼顾电网对储能系统充放电能力的需求。首先,利用风储发电系统的数学模型,分析储能电池当前输出功率对未来出力能力的影响;然后,设计以储能电池最小出力和最大出力能力为运行原则的模型预测控制策略;最后,基于实际风场数据进行了仿真。结果表明,所提方法可有效降低风电并网功率波动,提高储能电池出力能力,减小储能电池进入死区时间。     

计及风电接纳可行域的电池储能提高风电外送的控制策略

针对风电集群功率外送通道能力及电网向下调峰能力不足引起的弃风限电问题,首先从提高弃风消纳能力的角度出发,建立了风-储系统优化模型,考虑风电外送通道容量、电网风电接纳可行域的限制,提出了计及风电接纳可行域的电池储能提高风电外送及其消纳的控制策略。计及风电场群汇聚效应与风电外送通道容量的影响,提出了两种储能配置方案。最后基于三个风电场群的实际数据,对比分析两种方案的优劣性,结果表明本文所提的方法在满足风电功率外送通道容量,在电网风电接纳可行域极限值要求下,能够进一步改善弃风率,提高风电消纳水平。     

基于参数优化变分模态分解的混合储能功率分配策略

为平滑风电输出功率,通常将功率型储能元件和能量型储能元件结合成混合储能系统与风电系统相连.为了提高混合储能系统的灵活性和经济性,对一种基于参数优化变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)的混合储能系统控制策略进行了研究.采用粒子群算法确定VMD算法中K值(分解模态数)和α值(...     

风力发电为主导的孤立发电系统可靠性评估

针对内蒙古的特定情况,采用以风力发电为主导的小型孤立发电系统提供电能,可保证供电可靠性、节省柴油燃料和保护当地的生态环境。本文所述的小型孤立发电系统以风/柴/储能联合发电的形式提供电能。文章采用序贯Monte-Carlo模拟法实现风/柴/储能发电系统的可靠性评估。根据风电场的风速历史数据,建立风电场的风速时间序列模型。由风速时间序列计算风力发电机的输出功率。在考虑机组随机故障的情况下,由发电机和负荷模型得到蓄电池的时间序列模型。针对样例系统,量化评估了仿真样本容量、蓄电池容量、蓄电池充放电率和风力发电机额定功率等,一些因素对风/柴/储能发电系统可靠性的影响。仿真结果可为风/柴/储能发电系统可靠运行提供依据,为政府及电力部门推广风/柴/储能联合发电向偏远地区供电提供依据。     

电池储能系统用于改善并网风电场电能质量和稳定性的研究

建立了基于等效电路的电池储能系统和基于异步发电机风力发电系统的整体动态数学模型,设计了相应的控制策略,并以随机风和电网大扰动为例,采用电池储能系统对并网风电场的电能质量和稳定性问题进行仿真。结果表明采用该控制策略的电池储能系统可很好地改善并网风电场的电能质量和稳定性。     

基于时间序列关联聚类的储能电池典型工况曲线提炼

针对储能电池真实运行工况开展评价和检测标准研究已受到业界关注,但尚未形成工况曲线的权威性分析结果。文中基于储能电池典型应用场景中的运行曲线,在未考虑时间序列关联分析工况中特征因子及不同置信度下静态配置值的基础上,提出一种基于时间序列关联分析并结合聚类法的典型工况提炼方法,分析储能电池在工况运行中出力的周期性变化规律、工作模式及其交互顺序与频次,描述电池荷电状态的运行轨迹,提炼出可实时动态控制与评估储能电池出力及能量存储状态的工况特征曲线。以储能跟踪某一风电场风电计划出力的应用工况为例,仿真验证了该方法的有效性和可行性。     

计及碳收益的风电场混合储能容量优化配置

风电场输出功率波动剧烈,直接并网会影响电力系统的安全稳定运行,需要配置储能平滑风电功率使其满足并网要求。为克服滑动平均法追随性差而导致储能配置容量较大的问题,提出分级滑动平均法用于确定风电功率平滑目标;采用Butterworth低通滤波对风电功率偏移量进行分解,将低频分量和高频分量分别作为锂电池储能和飞轮储能的参考功率;考虑储能初始投资及置换等成本以及售电收益、碳交易收益,建立风电场混合储能容量优化配置模型,并采用自适应混沌粒子群优化算法进行求解;利用某48MW风电场的运行数据进行仿真验证。仿真结果表明：分级滑动平均法更适用于确定风电功率平滑目标,锂电池与飞轮混合储能有利于提高风储系统全生命周期的净收益。     

风储联合系统中双电池SOC波动越限优化研究

本文分析了风储联合系统风功率平滑应用场景中双电池系统荷电状态(state of charge,SOC)波动越限问题,并提出一种改进控制策略。该策略通过风功率预测实现SOC波动越限预测,进而合理设置双电池系统充放电状态切换时刻,有效避免SOC波动越限,维持储能系统良好的充放电深度。基于两种湍流风速的仿真结果验证了本文改进控制策略的有效性和优越性。     

电池储能系统平滑风电功率控制策略

风电功率具有随机性与波动性,为减小风电功率波动对电网带来的不利影响、减小风电功率分钟级的波动量,采取一阶低通滤波器并利用电池储能系统对风电功率进行平滑控制。根据风电功率的平滑效果,选取合适的平滑时间常数,分析储能容量与平滑时间常数之间的关系,并根据单位储能平滑率选取合适的储能平滑时间常数,可为风电场通过配置储能系统平滑风电功率提供参考。     

风光互补发电系统的可靠性分析

为了分析风光互补发电系统的可靠性,基于RTS标准测试系统,建立了风电场模型和太阳能光伏发电系统模型,分析了风光互补发电系统的可靠性和影响可靠性的因素,分析结果显示,在风能和光伏发电互补作用下,系统的可靠性指标相对于仅接入风电时会有所上,在风光互补发电系统中加入电池储能系统可以提高风力发电系统的可靠性。