基于风光互补发电系统的压缩空气混合储能系统容量优化

压缩空气储能系统可以有效减少因风能和太阳能随机性造成的弃风弃光现象,但其动态响应时间长,且存储规模配置不合理会影响其发展。为此首先提出液流电池与压缩空气储能组成混合储能系统解决并网型风光互补发电系统输出波动不稳定的问题;其次基于典型小时负荷、风力机发电功率和光伏发电功率,针对不同场景,以系统最大收益为目标函数,利用猫群算法优化压缩空气储能系统的容量配置;最后分析压缩空气储能系统的额定容量与额定功率对系统最大收益的影响,验证算法可靠性。结果表明,基于风力机与光伏系统的装机功率分别为20 MW和3.42 MW的场景,压缩空气储能系统容量配置为4 MW和46.5 MW·h时,其经济性最佳,每周可节约购电成本183 688.24元,周最大收益为30 543.86元。     

基于风电场出力计划的储能系统容量优化

储能系统的引入为风电成为可调度电源提供了可能,但增加了投资成本。文章提出一种基于风电场出力计划的储能系统容量优化方法。首先,利用风电场功率预测误差的标准偏差对风电场出力计划进行优化;其次,以出力计划为风电场出力目标,在风电场实际出力跟踪出力计划允许的误差带宽内,以风电并网条件为约束,用遗传算法确定出储能系统在各时刻的最优出力值,进而考虑储能系统充/放电效率、荷电状态确定出储能系统容量;最后以新疆某风电场为例进行算例分析,结果表明该方法是合理、有效的。     

平抑风电功率波动的储能容量经济配置方法

以东北某风电场月出力实测数据为对象,通过分析该风电场的功率波动特性,提出了储能系统功率、容量配置方法。该方法以储能系统投资收益最大为目标,结合储能平滑风电出力效果,获取经济性最优的储能系统容量配置方案。结果表明,该优化配置方案在平滑风电功率的前提下,具有良好的经济效益,为风电场中配置储能系统、推进储能系统规模化应用提供了参考。     

户用光伏+储能系统的容量配置及经济性计算方法研究

首先介绍了户用光伏+储能系统的市场现状,分析了此类系统的工作模式,并根据用户的用电需求、项目所在地的电价及补贴政策提出了在3种工作模式时系统的容量配置;最后,对系统的工作模式进行经济性分析,从中选出最优经济性方案。计算过程中简化了系统模型,给出适用于不同电价及补贴政策地区的通用计算方法,方便设计人员进行户用光伏+储能系统的设计与工作模式的选择。     

平抑风电功率波动的飞轮储能系统容量配置方法北大核心CSCD

为使风电场有功功率变化满足国家标准中有功功率变化限制的推荐值范围,采用飞轮储能系统平抑风电场有功功率输出。基于低通滤波方法,由飞轮储能系统响应风电场有功功率输出的高频成分,降低并网功率波动对电网一次调频的影响。通过建立不同截止频率和不同飞轮储能系统功率容量下的双层寻优模型,得到满足飞轮储能系统约束条件、风电并网有功功率变化要求和经济性指标的最优化飞轮储能系统容量。建立飞轮储能系统模型,仿真验证飞轮储能系统能够较好地响应功率指令,有效平抑风电功率波动。     

考虑经济成本的光伏电站储能容量配置

在光伏发电系统中引入储能技术,为平抑光伏出力的波动提供了可能,合理选择储能容量必须顾及光伏出力波动性要求及电站的经济运行。因此,在考虑调度计划的前提下,提出了一种成本经济函数,该目标函数可充分保证光伏电站的经济性,并最大程度地满足调度中心对于光伏出力波动性的限制,使光伏电站功率尽可能平滑、稳定地输出。通过对该目标函数的优化,确定最优储能容量,并通过算例对不同波动性要求下的储能容量进行了计算比较。     

基于非合作博弈的微网混合储能容量配置方法

并网型微电网的混合储能容量配置方法一般仅考虑其经济性,难以解决微电网联络线功率波动问题,会对电网产生不利影响.为了权衡混合储能的经济性与联络线功率波动平抑效果,提出了基于非合作博弈的混合储能容量优化配置方法.首先,以混合储能和联络线作为参与者,建立非合作博弈模型;其次,引入入侵杂草算法中繁殖机制和变异算子改进遗传算法,...     

考虑储能的风电运行容量可信度评估

运行层面的风电可信度研究在电力系统调度中发挥着重要作用.随着储能的普及,研究储能对风电可信容量的影响越来越有必要.本文首先给出了风电运行容量可信度的定义;其次,建立了不同发电机的可用容量模型和储能充放电模型;然后,基于上述模型,提出了考虑储能影响的风电运行可信容量评价方法;最后,通过IEEE 24节点算例,定量分析储能...     

基于虚拟储能的微网风光储容量优化配置方法研究

风光储互补发电系统能够提高微网系统的稳定性.为了提升微网储能资源的合理配置,文章基于虚拟储能和电力弹簧概念,提出了计及主配储能协同的微网风光储容量双层优化配置方法,并利用改进的粒子群算法对风光储容量双层优化配置方法求解.最后,通过算例分析表明,文章配置方法提高了微网系统调节能力,降低了电压偏移率.     

基于风储经济调度的储能容量优化配置

大容量储能系统理论上可抑制风电出力波动,但其经济性不足成为实践应用的巨大瓶颈。文章从含储能的风电系统优化经济调度角度出发,以含风储的电力系统总成本最小为目标,主要考虑了因储能补偿风电功率预测误差而减小的火电旋转备用容量折算成本、因储能补偿平抑风电出力波动而减小的火电旋转备用容量折算成本,储能补偿风电场弃风成本,储能补偿火电排污和环境治理成本,以联合提高风电预测精度和平抑风电波动满足国网规定标准为约束,构建含风储的电力系统优化经济调度数学模型,采用遗传算法针对新疆某含风电的地区电网加装储能进行了储能容量优化配置。仿真结果表明,所提储能容量配置占风电场装机容量的9.60%,经济性较好,方法有效可行,具有较好的应用前景。     

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...     

含小水电集群的互补微网混合储能容量配置

针对功率型和能量型储能装置的特点,提出了一种由小水电群等多种分布式能源构成的微电网混合储能容量最优配置方法。基于风、光、水年出力特性曲线与全网年负荷曲线,以购置成本、运行与处理成本为目标,系统储能容量、微网瞬时功率、系统最小功率、蓄电池放电深度以及超级电容充放电电流与电压等条件为约束,采用自适应遗传算法对目标函数进行求解,得到混合储能系统中蓄电池和超级电容的最优容量。结果表明,较之传统的蓄电池储能系统,混合储能系统可以大大减小购置与运行成本。     

Research on energy storage capacity configuration for PV power plants using uncertainty analysis and its applications

Compensating for photovoltaic (PV) power forecast errors is an important function of energy storage systems. As PV power outputs have strong random fluctuations and uncertainty, it is difficult to satisfy the grid-connection requirements using fixed energy storage capacity configuration methods. In this paper, a method of configuring energy storage capacity is proposed based on the uncertainty of PV power generation. A k-means clustering algorithm is used to classify weather types based on differences in solar irradiance. The power forecast errors in different weather types are analyzed, and an energy storage system is used to compensate for the errors. The kernel density estimation is used to fit the distributions of the daily maximum power and maximum capacity requirements of the energy storage system; the power and capacity of the energy storage unit are calculated at different confidence levels. The optimized energy storage configuration of a PV plant is presented according to the calculated degrees of power and capacity satisfaction. The proposed method was validated using actual operating data from a PV power station. The results indicated that the required energy storage can be significantly reduced while compensating for power forecast errors.     

Advanced configuration of superconducting magnetic energy storage

\Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES) is very promising as a power storage system for load leveling or a power stabilizer. However, the strong electromagnetic force caused by high magnetic field and large current is a serious problem in SMES systems. To cope with this problem, we proposed the concept of Force-Balanced Coil (FBC), which is a helically wound toroidal coil. The FBC can minimize working stresses by selecting an optimal number of poloidal turns. However, the winding of the FBC has a complex three-dimensional shape that can make the manufacturing of the helical windings difficult. To overcome this difficulty, a helical winding machine was developed. From winding tests, the possibility of the coil construction was demonstrated. Moreover, a small helical coil using high temperature superconductors was designed and fabricated in order to estimate the problems of helical winding technique through the experimental results with liquid nitrogen cooling. This paper describes the design condition of the Force-Balanced Coil in order to reduce structure requirements and proposes a solution to the problems of helical winding technique by using experimental devices.     

An evaluation method of energy storage technologies based on energetic costs

近年来，中国和世界一直致力于发展储能技术，为电网运行提供调峰、调频、黑启动、需求响应支持，并帮助解决可再生能源间歇性、不稳定性、不可调节性等问题。本文回顾总结了国内目前评价储能技术常用的技术指标和经济效益指标。并站在能源可持续发展的角度介绍了基于“能量”成本评价储能技术的新理念及方法，阐述了基于‘能量’成本评价不同技术节能潜力的必要性，引入了全生命周期能源投入存储回报（energy stored on Investment，ESOI）这一新指标。ESOI比值越高说明该技术“净能量”越高，生产对能源依赖度越低。本文研究对比了不同储能技术的ESOI，结果表明以压缩空气储能（CAES）和抽水储能（PHS）为代表的物理储能技术的ESOI远远大于电化学储能，其中，过去常用的铅酸电池（PbA）的ESOI最小，只有2。     

Sensitivity analysis of PV output power to capacity configuration of energy storage systems from time and space characteristics

The acquisition granularity (time feature quantity) and sampling span (spatial feature quantity) of the data are the feature factors to analyze the active power of renewable energy power stations. According to the time and space characteristics of photovoltaic (PV) power stations, the acquisition granularity and sampling span calibration methods of PV output power based on data mining technology are proposed this paper. The initial range of the acquisition granularity is determined by analyzing the maximum‐order difference components of the PV output power. Through deeply mining the continuous change state of the PV output power, an acquisition granularity calibration method of the PV output power based on the multiobjective optimization model is proposed from time characteristics. The particle swarm optimization algorithm is used to solve the model to obtain the optimal the acquisition granularity of the PV power station. Through the analysis of the sample information entropy change trend of the PV output power, a sampling span calibration method of the PV output power based on the information entropy theory is proposed from space characteristics. The sensitivity analysis of the acquisition granularity and sampling span of the data to the capacity of energy storage systems is realized by the smooth control of the PV output power using first‐order low filters. The simulation tests of the annual history operating data at a PV power station with the installed capacity of 40 MW in China verify the validity of the provided methods. The simulation results show when the acquisition granularity takes 60 seconds and the sampling span takes 33 days, it can satisfy the accuracy of the required data of energy storage systems to realize the smooth control of the PV output power.     

考虑储能容量的电网电能质量治理策略

为提高储能参与电网电能质量治理的能力,延长储能系统寿命,文章提出了一种考虑储能容量的电能质量治理策略.首先,介绍了储能变流器(Power Conversion System,PCS)的结构,并给出了参考电流生成方法;随后,根据储能系统当前容量,选择补偿控制方法,并重点针对储能容量不足情况,提出了基于比例矢量比例积分(P...     

基于概率潮流的光伏电站中储能系统的优化配置方法

高比例光伏发电接入会对电力系统的稳定性等造成不利影响,而储能则被认为是消除这些影响的有效手段之一.本文从电力系统潮流的角度,分析了光伏发电对电力系统的影响,进而分析了储能对抑制这种影响的作用.首先,介绍了电力系统中元件的概率分布模型和储能模型,以及拉丁超立方采样法及Gram-Schmidt序列正交化方法;其次,建立了多目标优化模型,模型考虑了储能系统的成本、支路潮流的越限概率和电网的网络损耗,并用遗传算法求取目标函数的最优解;最后,在IEEE24节点测试系统中进行了仿真,分析了光伏不同接入容量和接入位置对电力系统的影响,储能对电力系统的作用,得出了对应不同光伏容量的储能最优配置.