基于RTDS微网的混合储能优化配置研究

微网的混合储能容量配置问题直接关系其电能质量和经济性。基于独立光伏发电不确定的特点,针对基本粒子群算法的不足,文章提出了基于微网的混合储能改进粒子群优化算法。该方法以容量、功率为约束条件,系统全生命周期费用最小为目标,收敛速度更快、经济性更优。将改进后的粒子群算法与RTDS(实时数字仿真仪)平台相结合进行仿真,平抑了光伏发电系统直流侧输出电压,提高了电力系统的可靠性。     

基于离散傅里叶变换的微电网混合储能容量优化

针对并网型微电网中由蓄电池和超级电容组成的混合储能系统进行容量的优化配置。光伏发电和负荷之间产生的净负荷功率由大电网和混合储能装置来共同进行平抑。建立一个俩阶段混合储能容量优化的数学模型,利用离散傅里叶变换对微电网中产生的净负荷功率进行分解,第一阶段在满足联络线功率波动要求的基础上来选取联络线功率和混合储能系统功率的分界点使得联络线利用率最高的;第二阶段以混合储能容量配置的经济成本最低为目标选取蓄电池功率和超级电容功率的分界点;从而得到联络线、蓄电池和超级电容的功率分配。利用遗传算法对混合储能容量的优化模型进行求解,得到最优的混合储能容量的配置。通过算例进行了验证分析。     

平抑联络线功率波动的微网混合储能容量优化

为合理配置微网混合储能系统的容量,降低联络线功率的波动性,提出平抑联络线功率波动的混合储能系统容量配置方法。首先,以净负荷和联络线期望功率的偏差平方最小为目标,以联络线功率的上下限以及最小调节时间为约束,优化得到联络线期望功率。其次,依据净负荷功率以及优化得到的联络线期望功率计算得出混合储能系统功率。然后,建立了以混合储能系统全生命周期成本为目标,以蓄电池以及超级电容器工作频段的分界频率为优化变量的混合储能系统容量优化模型,并应用粒子群算法求解该模型获得最优的储能系统功率和容量。最后,采用实际微网运行功率数据,进行了案例验证,仿真结果证明了所提方法的经济性和有效性。     

针对大功率脉动负荷的混合储能系统容量优化配置方法研究

大功率脉动负载日益增多,为满足短时冲击负载的用电质量要求,电源需要按最大功率配置,而在低负荷情况下则会造成电源资源浪费,特别是对于一些特殊供电电源还会造成环境污染。储能系统的参与可以缓解这一问题,其容量的合理配置则是治理效果和经济性的决定因素。提出一种针对大功率脉动负荷情况的蓄电池-超级电容器混合储能系统容量优化配置方法,该方法采用经验模态分解方法求出分界频率来确定蓄电池和超级电容器之间的功率分配;以全生命周期成本最低为目标函数,考虑能量损失率和负荷缺电率等约束条件,利用遗传算法进行求解。编制了混合储能系统容量优化配置计算软件,最后利用编制的软件对某钻井机工作系统进行混合储能系统容量优化配置计算,结果验证了所提方法的有效性。     

多能源混合微网容量优化配置研究综述

多能源混合微网的容量优化配置是合理利用可再生能源、保障系统供电稳定性、可靠性和经济性的前提.总结了微网系统容量优化配置的一般方法,对常用于微网系统中的风力发电机、光伏、柴油发电机和蓄电池储能系统的数学模型进行了论述,并介绍了蓄电池储能系统的寿命评估方法;列举了微网容量优化的约束条件和目标函数,以及应用于优化计算的人工智能算法,并对已开发应用的微网系统容量优化配置软件进行了介绍.     

并网型风光储混合发电系统中储能系统容量优化研究

以并网型风光储混合发电系统中储能系统容量优化为目标,利用风电、光伏的发电数据和电网的调度数据,提出合理优化配置并网型风光储混合发电系统中由超级电容器和蓄电池组成的混合储能系统容量的方法。进行了优化计算程序的编制和算例分析,结果表明,同时考虑电网连续电能缺失总量和电网瞬时功率缺失两方面能提高储能系统容量优化的准确性,超级电容器和蓄电池组成的混合储能系统能提高电网整体安全性与经济性。     

考虑成本约束及功率分配策略的混合储能配置方法

以平抑风电功率波动的混合储能系统为研究对象,提出一种满足波动率与经济性要求的电池和超级电容器容量配置方法,设计以电池操作周期和电池吸收功率截止频率为约束的功率分配策略。通过分析储能系统成本构成,并考虑不同类型储能特性以及运行方式对循环寿命的影响,以混合储能系统日均最小成本为目标函数建立容量优化配置模型。算例分析表明,选择合理的电池操作周期及吸收功率截止频率可有效延长储能使用寿命,进而提高整个混合储能系统经济性。     

考虑间歇性负荷的光储微网储能的优化配置技术研究

由于在含有间歇性负荷的光伏微电网中,光伏电源的随机性和负荷的间歇性,对微电网的稳定运行产生了极大的不安全因素,因此,本文提出了一种经济性和技术性双优的储能容量配置方法. 以微电网运行费用最低、网内负荷波动最小为目标函数,采用改进粒子群算法求解最优储能配置容量; 最后,通过实际算例,验证了本文所提的优化方案,提高了微电网的稳定性和经济性.     

风电场中储能系统的功率和容量优化配置

针对如何用最小的储能装置实现风电场长时间稳定输出的课题,对风电机组中储能装置的配置功率、配置容量的大小及其对风电机组有功功率输出的优化作用进行了研究,提出了以风电机组及储能装置的输出功率波动标准差为指标的储能系统的功率和容量优化方案,并编写了基于CPSO算法的目标函数优化程序,针对单台风力发电机组一天的风电功率数据进行了优化计算,得出了储能装置额定容量及额定功率的优化组合方案,验证了该方案的有效性.     

基于频谱分析的光伏系统高、中、低三频储能容量优化配置

受光照强度、温度等影响,光伏输出功率具有较大波动。为减小功率波动对电网的影响,同时降低系统成本,提出基于频谱分析的光伏系统高、中、低三频储能容量优化方法。利用快速傅里叶变换进行频谱分析,结合差额功率频谱特性和储能响应特性,提出将差额功率划分高、中、低三补偿频段,计算各频段内满足系统补偿要求的储能设备最小容量,以及根据荷电容量(state of charge,SOC)和储能设备额定参数对计算容量进行修正的方法。综合考虑储能循环寿命对各补偿频段分割频率进行优化,实现混合储能系统的效益最大化。实际算例计算仿真结果表明,和传统高、低两频混合储能系统相比,在满足相同平抑目标的情况下,所提出的高、中、低三频储能容量优化方法所得结果具有更好的经济性。     

一种利用混合储能系统平抑风光功率波动的控制策略

储能系统作为一种能量缓存装置,在风光储一体化发电系统中发挥着至关重要的作用。将储能的功能定位于平抑风光输出功率波动。为满足系统对功率和能量两方面的需求,利用超级电容和蓄电池两种互补元件组成混合储能系统对可再生能源出力波动进行两级平抑,提出了基于移动平均算法的控制策略,在此过程中,依据功率波动量大小及储能单元的荷电状态对移动步长进行实时优化。通过对蓄电池和超级电容的灵活、准确、快速控制,实现了风光输出功率波动的平抑,有效改善了风光出力波动引起的电能质量问题,并延长了蓄电池的循环寿命。在PSCAD/EMTDC环境下搭建系统模型,仿真验证了控制策略的有效性。     

基于改进的人工蜂群算法的微电网储能系统容量优化配置

由于风光能源具有间歇性和波动性的特点,对电网的电能质量造成了不良影响,因此提出了一种微电网的储能容量优化配置方法。首先,建立以用户用电费用最低、储能能量损失最小及风光能源的波动性最小为目标的微电网系统模型;然后,提出了一种改进的人工蜂群算法求解模型,通过不同的算法对无储能、单储能及混合储能3种储能方案模型进行求解分析;最后,采用熵权法找出适用于微电网的最佳储能方案。实验结果表明,改进的人工蜂群算法能够求解微电网模型且不易陷入局部最优,并通过熵权法得出了蓄电池和超级电容的组合适合作为微电网储能系统的结论。     

多能互补系统综合效益最大化控制

针对光伏发电出力随机性大,波动较强等问题,提出了一种多能互补系统综合效益最大化控制策略,控制双向DC-DC逆变器实现蓄电池、超级电容器和氢燃料电池充放电,保证直流母线电压的稳定。然后利用蓄电池和超级电容器所具有的能量互补特点,实现对储能系统的优化管理。采用光伏与混合储能协调互补的方法,可以减少储能系统的容量、降低蓄电池循环充放电的次数、延长储能装置的使用寿命,并获得较好的光伏波动平抑效果,相比于常规的控制方法,减少了运行投资成本,具有显著的经济效益。     

平抑风电功率波动混合储能系统容量优化方法

风力发电输出功率具有随机性、间歇性等特点,为减小功率波动对电网的影响,提出了平抑风电功率波动混合储能系统容量配置方法。以样本输出功率数据频谱分析结果为基础,结合有功功率波动率约束,计算出储能吸收最佳截止频率与系统期望输出功率,进而得到储能最小吸收功率;根据不同类型储能系统特点及安全运行要求选择电池和超级电容器工作频段范围所需最小容量。采用风电场实际数据及国标GB/T 19963-2011,对该方法进行了验证。算例结果表明,采用该方法能够以较小的容量将风机输出最大波动率由74.055%降到32.227%。     

基于经济调度的光伏并网系统储能容量研究

针对储能装置和光伏系统结合过程中的经济运行,根据光伏发电曲线以及光伏系统购售电价的特点分析,建立了经济调度模型;并基于经济调度模型、通过粒子群算法计算了不同容量下的光伏发电系统的运行成本,进而算得加入蓄电池成本后的综合费用;依据综合费用确定蓄电池的最佳容量。通过仿真计算和分析表明:合理容量的蓄电池不仅可以平滑光伏输出,提高电力系统运行的经济性,而且具有一定的削峰填谷效应。     

蓄电池储能运行控制对有源配电网影响研究

针对分布式发电及大量接入电动汽车对有源配电网功率和电压质量影响日益严峻的问题,首先从储能容量及功率、日负荷曲线特性和单位时间角度分析了影响区间控制的因素,提出了一种改进区间控制的储能出力模型来解决蓄电池储能电站一个周期内多次充放电问题;进一步,基于随机变量相关性的点估计概率潮流算法以分析分布式发电、电动汽车及储能电站接入配电网对电压水平的影响;最后,针对含蓄电池储能电站的改进IEEE-33节点有源配电网系统进行仿真分析,实验结果验证了接入储能电站可以有效地降低系统功率及电压波动.     

微电网混合储能系统容量优化配置的研究

储能装置是微电网的一部分,对保证电力系统运行的经济性、可靠性起到关键作用。本文建立了蓄电池和超级电容器两类储能装置模型,综合分析了影响储能装置容量的因素,优化微电网储能装置容量的模型,将粒子群优化算法(PSO)改进为可变惯性权重,对改进后的算法进行了优化,得到了投资成本最小的目标函数。最后进行算例分析,结果表明:改良后的粒子群算法在保证电力供给稳定性的同时,还能最小化储存容量,保证微电网容量配置的经济性。     

电—热联合微网中基于波动参数的多类型储能协同控制

针对光伏发电的功率波动和消纳问题,结合中国西北地区供电供热需求,以光伏、热泵和混合储能组成的电—热联合微网为研究对象,研究了基于波动参数的多类型储能协同控制。首先,分析电—热联合微网的特点及能量转换方式。然后,设计电—热联合微网中基于波动参数的多类型储能双层协同控制策略,在上层控制中,基于功率波动时间尺度以及变参数的低通滤波方法,提出多类型储能协同平抑功率波动策略;在下层控制中,基于混合储能平抑功率波动以及微网电压、频率机理,提出混合储能能量转移的自适应控制策略。最后,通过仿真算例对所提算法进行验证,仿真结果表明：所提方法可以在有效减少电储能投资成本的前提下充分抑制可再生能源的功率波动,并延长混合储能的使用寿命,具有良好的应用前景。     

基于两层优化的主动配电网储能优化配置

针对主动配电网储能系统优化配置问题,考虑运行控制策略对规划方案的影响,提出一种基于两层优化的配置方法。在短时间尺度的内层优化中,利用低通滤波算法提取上网功率高频分量,以高频分量变异系数和可再生能源浪费率最小为目标,基于标量化方法和粒子群算法优化主动配电网控制策略。在长时间尺度的外层优化中,构建多目标优化模型,最小化投资成本和可再生能源浪费率,采用NSGA-Ⅱ算法求取储能系统配置的Pareto最优解。由于运行控制和规划配置间存在相互影响,将不同时间尺度的内外层优化置于统一的框架内,以可再生能源浪费率、储能系统配置位置和容量为耦合变量交替迭代求解。结合算例,对所提模型及其求解方法进行了验证。算例分析表明:主动配电网中储能系统优化配置能够有效提高电网对可再生能源的消纳能力。     

基于两层优化的主动配电网储能优化配置

针对主动配电网储能系统优化配置问题,考虑运行控制策略对规划方案的影响,提出一种基于两层优化的配置方法。在短时间尺度的内层优化中,利用低通滤波算法提取上网功率高频分量,以高频分量变异系数和可再生能源浪费率最小为目标,基于标量化方法和粒子群算法优化主动配电网控制策略。在长时间尺度的外层优化中,构建多目标优化模型,最小化投资成本和可再生能源浪费率,采用NSGA-Ⅱ算法求取储能系统配置的Pareto最优解。由于运行控制和规划配置间存在相互影响,将不同时间尺度的内外层优化置于统一的框架内,以可再生能源浪费率、储能系统配置位置和容量为耦合变量交替迭代求解。结合算例,对所提模型及其求解方法进行了验证。算例分析表明:主动配电网中储能系统优化配置能够有效提高电网对可再生能源的消纳能力。