储能技术在风光发电系统中的应用

在风电及光伏并网发电系统中,为了使风光发电大规模接入电网,并且对电网电能质量影响较小,储能装置的加入无疑是最佳的选择。本文从储能电池选型、电站的设计及结合张北风光储电站运行结果对储能技术在风光发电系统中应用进行分析。风光储电站运行结果表明,在储能电站的作用下,风光发电系统输出波形平稳,且可以跟踪设计功率曲线并达到削峰填谷的目的。     

户用小型离网型光伏储能系统价值评估

离网型光伏储能系统的经济性主要体现在全系统成本与投资收益的对比关系上。通过构建基于电力系统发电侧、电网、用户以及社会的户用离网型光伏储能系统价值评估体系,提出了能够有效计算储能价值的评估模型。在此基础上,选取具有典型用电量小型用户进行价值分析。研究结果表明:安装离网型光伏储能系统对用户自身而言投资收益并不明显,但对于整个社会的系统价值是巨大的。离网型光储系统不仅可以方便用户用电问题,而且在减少电网扩建、降低发电机组成本以及节能减排等方面也有很大贡献。从长远看,光伏系统以及储能系统成本下降,对其经济性的提高有很大的影响。但目前需要国家提供补贴等方式来提高离网系统的初期投资收益。     

可平抑高渗透分布式光伏发电功率波动的储能电站调度策略

为了提高分布式光伏发电在配电网中的渗透率,需要解决其并网引起的功率波动问题。提出一种消纳高渗透分布式光伏发电有功功率波动的集中式储能电站实时调度方法,包括配电系统实时调度和储能电站站内功率分配双层结构。实时调度层通过不断更新分布式光伏发电输出功率和负荷需求的预测值,计及储能电站充放电功率、容量和次数约束,对集中式储能电站进行实时调度,以消纳配电网有功功率差额波动;功率分配层根据储能电站各电池组性能参数和运行工况,以储能电站总运行成本最小为目标,并充分考虑下一时段可调度的总充放电容量,对上层调度指令进行实时优化分配,保证储能电站积极地响应调度。算例仿真结果表明,所提的两层调度方案平抑了配电网的有功功率波动,使得联络线功率波动峰谷差由13 MW降低到5 MW左右,降低了光伏发电并网对电网的冲击,大大提高了电网对光伏发电的消纳能力,并在保证储能电站调度末期荷电量尽量接近于调度初期荷电量的同时,优化了储能电站的运行状态,降低了储能电站的运行成本,既满足了储能电站循环调度的要求,又提高了储能电站的经济性。     

光伏发电功率预测及储能系统参与的源-荷平衡分析

为统筹协调光伏发电功率消纳,在光伏电站引入储能系统,结合光伏功率预测,平抑光伏发电功率波动,降低对电网的冲击,进一步提高电网系统稳定性.在光伏发电功率预测中,充分考虑光伏设备离线等突发因素对功率输出的影响,对储能系统接入位置进行比较分析,选择在光伏发电系统并网点前的直流侧接入,相对减少损耗,提高效率.分析结果表明,该方...     

分布式光伏储能电池混合系统的经济性分析

为了提高光伏系统的利用率,需要研究家庭和企业用户的分布式光伏及储能电池混合系统的最优运营模式。以居民用户和企业用户为对象,分别建立了用户无光伏发电、光伏电力全部出售给电网、自发自用余电上网以及光储系统下自发自用余电上网这4种运营模式下用户的成本效益模型,分析了不同运营模式下系统的经济性。结果表明:在无储能的光伏发电系统中,光伏系统的装机容量越高,用户的净利润越高,并且自发自用,余电上网是收益最高的用电模式。在有储能的光伏发电系统中,考察了6种储能电池在分布式光伏/储能电池系统中的经济性,发现对于居民用户,采用储能系统消纳光伏电力的经济性较低;而对于企业用户,储能系统的经济性较前者有一定程度的提高。随着储能电池成本的降低,企业用户配置光伏储能电池系统会有较好的应用前景,其中水钠电池的经济性最高。研究成果可为家庭和企业用户光伏发电系统运营模式的选择提供理论依据。     

含风电的多种形式储能协调调度多目标优化模型

随着大规模储能的日渐广泛应用,其灵活的出力调节能力为含大规模风电接入的电网优化调度运行提供了解决思路。针对电力系统中储能以电源侧、电网侧以及用户侧等多种形式并存的情况,提出多种形式储能协调调度多目标优化模型。该模型考虑风储一体化电站、电网侧电池储能电站和电动汽车参与系统调度运行,深入挖掘多种形式储能的互补调节能力,促进风电消纳;电池储能电站面向电网调控运行,在参与系统调峰的同时提供备用,充分利用储能的可调空间优化系统运行。考虑到不同形式储能的利益主体不同,构建以风储一体化电站上网收益最大、系统总运行成本最小、电动汽车车主支付费用最小的多目标优化调度模型。最后基于十机算例系统的仿真实验说明：所提模型能兼顾各形式储能投资主体的利益,提高风电的消纳能力。     

考虑储能配置模式的多数据源融合分布式光伏发电并网接纳分析方法

分布式光伏(PV)通常并入配电网,其大规模并网发电将对配电网的安全运行带来挑战,研究分布式光伏发电消纳能力已成为发展分布式光伏的重要内容。针对配电网信息不完整的情况,提出了一种考虑储能配置模式的多数据源融合分布式光伏发电并网接纳分析计算方法,融合来自电网调度系统、配电自动化系统、分布式发电监控系统的实时量测数据及历史数据,计量、营销、负控等系统的电量数据及历史数据,补全了分布式电源并网接纳能力分析模型。考虑电网侧、分布式发电侧等不同配置模式下储能参与电网电压调节的能力,并以电压偏差及电压波动指标作为定量计算的目标值,短路电流、支路载流量等安全性指标作为约束,经济性和可靠性指标作为校验,进行接纳能力分析。最后通过实际配电网算例验证了所提方法的有效性和可行性,结果表明,储能配置在电网侧较配置在分布式发电侧对提高配电网分布式光伏消纳效果更明显,分布式光伏消纳能力可以提高42.5%。     

大型电化学储能电站设计原则及案例布置解析

百MW级、GW级电化学储能电站在电网侧相继投运，在提高风机、光伏可再生能源的电力品质、保障特高压输电线路的远距离输送和电力紧急响应等方面发挥了巨大作用。大型电化学储能电站将引起电力供应体系发生一系列的革命性变革。目前储能系统处在快速发展阶段，相应设计规范较为滞后，综合目前现有的设计标准，提出储能电站设计原则；且针对储能方案、布置形式的多样性，结合实际案例，通过技术经济比较，提出合理的储能方案及布置形式。     

通用储能系统数学模型及其PSASP建模研究

随着光伏、风能发电等并网发电容量的不断增加,储能系统作为平抑功率波动的重要手段被广泛关注。研究合理的储能系统配置,改善系统暂态响应,成为增强电网对新能源发电接纳能力的重要技术手段。为研究不同储能系统对电网机电暂态响应的影响,提出了一种适用于电力系统机电暂态计算的通用储能系统模型。该模型可以体现储能系统响应时延、充放电功率限制、储能容量限制等储能系统特性参数。通过电力系统综合分析软件PSASP的用户自定义模型UD模块进行自定义建模仿真,分析验证了该模型的有效性,并对算例系统中光伏发电出力变化对弱电网的系统频率造成的影响进行了仿真分析,并提出了储能系统配置的相关建议。     

电动汽车电池储能在光伏发电并网中的应用

光伏发电日益成为满足用电负荷需求、提高能源综合利用效率、提高供电可靠性的一种有效途径。由于光伏发电出力具有波动性的特点,储能装置在光伏发电系统中必不可少。为实现光伏发电平滑并网,减少对电网和用电设备的冲击,提出将电动汽车电池作为光伏发电并网系统的储能单元的方案。制定了电动汽车电池分别作为可调度负载和分布式电源与光伏发电系统协调运行的充、放电的控制策略,并实现了电动汽车储能在光伏发电系统中的多种应用,包括跟踪发电计划,平滑发电功率输出、进行光伏发电消纳和实现电网负荷削峰填谷等。不仅为电动汽车电池储能应用于智能电网提供了新的思路,也为光伏发电并网提供新的解决方案。     

并网型光伏发电站储能功率波动平滑控制研究

为实现光伏发电站储能功率波的全面化协调调度,促进并网控制策略快速成型,提出一种并网型光伏发电站储能功率波动的平滑控制方法。根据储能并网主电路的传输形式,选择性连接相关的滤波电感元件,结合波动电子的现有存储情况,判定光伏发电行为所属类别,完成并网型光伏发电站储能系统设计;在此基础上,定义唯一的功率波动目标,通过预测波动节点短期平滑特性的方式,确定控制矢量条件的调节域范围,实现并网型光伏发电站储能功率波动平滑控制研究。对比实验结果表明,应用平滑控制方法后,发电站储能功率波动的上限数值下降、下限数值上升,有效解决了全面化并网控制策略成型缓慢的问题。     

计及分时电价的5G基站光储系统容量优化配置方法

随着第5代移动通信技术(5G通信)的迅速发展,5G基站数量不断增加,5G通信耗电量大、用电成本高的问题日益突出。为此,提出了考虑光伏和储能接入的5G基站光储系统优化配置方法,以提高5G基站运行的经济性。首先,考虑5G基站负荷情况和配电网分时电价,建立了5G基站光储系统的经济调度模型;然后,通过量子粒子群优化算法计算典型日内5G基站光储系统的最小综合成本,以此确定光伏和储能的最优接入容量;最后,通过算例证明合理配置光伏和储能容量可以提高5G基站系统的经济性。光伏和储能容量的配置受储能成本和峰谷电价差的影响较大,且光储系统所能带来的经济效益随峰谷电价差的增大和储能成本的降低而增大。     

基于UPFC/BESS的大电网新能源系统功率波动柔性跟踪控制研究

随着新能源发电技术的快速发展,对大电网新能源系统灵活交流输电技术提出了新的要求。为了解决大电网新能源发电波动性、间歇性及负荷突变等引起的功率波动和电网稳定问题,提出了一种新型基于蓄电池储能系统(battery energy storage system,BESS)接入的统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)装置。建立了含风电、光伏发电和UPFC/BESS的大电网新能源系统数学模型,基于广域测量系统(wide area measurement system,WAM S)技术设计出UPFC/BESS关于抑制新能源电力功率波动的柔性跟踪控制方法,该方法使储能装置柔性交换系统的有功功率和无功功率,消除了有功波动对节点电压的影响。基于PSCAD/EMTDC平台的仿真结果表明,UPFC/BESS具有较强的有功调节控制能力,能够快速抑制大电网新能源接入系统的负荷与电源功率波动。     

风-光-抽蓄零碳电力系统多时间尺度协调调度模型

高比例新能源并网带来的波动性影响和新能源消纳水平不足已成为新型电力系统中亟须解决的问题。为此,基于风、光、负荷预测精度随时间尺度缩短而逐级提高的特点和抽蓄机组日内灵活调节特性,建立风-光-抽蓄零碳电力系统多时间尺度协调调度模型。以运行成本最小为目标,建立日前24 h发电计划、日内1 h发电计划和实时15 min发电计划。通过多时间尺度的协调配合,保证风、光、抽蓄出力良好跟踪负荷,逐级修正发电计划。以含6台抽蓄机组的风-光-抽蓄零碳电力系统为例开展仿真分析,结果表明所提多时间尺度协调调度模型有利于减少系统弃风、弃光量,且系统消纳风光的能力与抽蓄电站装机容量有关。     

基于四分位法的含储能光伏电站可靠性置信区间计算方法

为提高光伏电站接入系统能力,采用光储联合运行方式,研究加入储能前后光伏电站发电特性变化。为评估光储系统接入对电网可靠性的贡献,提出一种可靠性置信区间计算方法。首先对青海省格尔木某光伏电站历史数据做模糊C均值聚类,将其分为晴天、少云、多云、阴雨4种天气类型,利用四分位法对历史数据做统计分析,排除异常值。在此基础上提出一种光储系统功率带提取方法,搭建IEEE-RTS79可靠性测试系统,利用序贯蒙特卡罗法计算光储发电系统功率带对应的可靠性指标,从而得到含储能光伏电站可靠性置信区间。该可靠性区间计算结果为评价光储系统接入电网的可靠性贡献提供理论依据,对发电调度具有一定指导意义。     

考虑电动汽车有序充电的光储充电站储能容量优化策略

针对电动汽车和光伏系统接入配电网与储能装置结合过程中的配置优化问题,提出了一种考虑电动汽车有序充电的光储充电站储能容量优化策略。首先,基于典型日光照强度曲线和光电能量转换关系计算光伏系统输出功率。其次,根据电动汽车用户出行习惯、充电行为特性、充电模式等充电负荷影响因素,建立影响电动汽车充电负荷的概率模型,利用蒙特卡洛方法预测无序充电下电动汽车充电负荷。然后,以电网出力曲线峰谷差最小为目标函数、采用粒子群算法计算电动汽车有序充电时电网出力总负荷,进而确定光储充电站储能容量最优解。最后,利用所提策略计算以电动私家车和电动出租车为主要服务对象的某居民区光储充电站内最优储能容量。结果表明,未考虑储能时电动汽车无序充电造成电网负荷峰上加峰,有序充电下电网负荷峰谷差值下降15.35%,考虑电动汽车有序充电同时配置最优储能容量时电网负荷峰谷差值下降了20.65%,实现了削峰填谷,增强了电力系统运行的稳定性。得到的结果为光储充电站的储能容量配置提供了参考。     

经柔直电网互联的含抽蓄的联合发电系统最大供电量计算

为充分利用风光发电能量,合理调度抽水蓄能电站,针对经柔直电网互联的风光蓄联合发电系统向远方负荷中心供电这一工程实际需求,提出基于日供电量最大的抽水蓄能发电优化调度模型及方法。采用最优潮流法计算受电区(负荷中心)全天的消纳极限。并以此极限为约束,同时考虑抽蓄电站库容与运行工况等限制,建立了抽蓄电站功率优化调度模型。提出的分段法与等效面积法显著提升了优化模型的计算速度。在某地风光蓄发电系统与柔直输电网架结构的基础上,用IEEE30节点系统模拟受端电网,建立仿真算例。比较了几种最大供电量计算方法的结果,验证了所提方法与模型的有效性。     

计及分时电价的5 G基站光储系统容量优化配置方法

随着第5代移动通信技术（5G通信）的迅速发展,5G基站数量不断增加,5G通信耗电量大、用电成本高的问题日益突出。为此,提出了考虑光伏和储能接入的5G基站光储系统优化配置方法,以提高5G基站运行的经济性。首先,考虑5G基站负荷情况和配电网分时电价,建立了5G基站光储系统的经济调度模型;然后,通过量子粒子群优化算法计算典型日内5G基站光储系统的最小综合成本,以此确定光伏和储能的最优接入容量;最后,通过算例证明合理配置光伏和储能容量可以提高5G基站系统的经济性。光伏和储能容量的配置受储能成本和峰谷电价差的影响较大,且光储系统所能带来的经济效益随峰谷电价差的增大和储能成本的降低而增大。     

考虑光伏预测误差兼顾平抑波动的双层储能运行策略

为满足新能源发电并网要求、保证电力系统稳定运行,针对间歇性新能源发电的不确定性及波动性给电网设备稳定运行带来的安全问题,文中提出一种以补偿预测误差和平抑并网功率波动为目标的双层规划模型。首先,构建容量与误差满足率特性曲线得出最优储能容量,提高储能系统的经济性。其次,上层规划模型以预测误差最小为目标,建立储能系统充放电功率分配策略,并考虑储能电池循环寿命,设置非必要补偿值以避免其过充过放;下层规划模型以并网波动率最小为目标函数,采用模型预测控制算法对补偿后的光伏出力进行超前滚动优化控制,实现对光伏出力波动的平滑。最后,以上述模型为基础建立模型评估指标函数,以新疆某21 MW光伏电站为例进行算例分析,验证了策略的可行性。     

基于改进NSGA-II算法的水-光-蓄发电系统多目标规划方法

水-光-蓄联合发电系统是指利用水电和光伏发电互补性,用水电弥补光伏发电间歇性,并配备一定容量的抽水蓄能电站,利用储能手段平抑光伏出力波动性,同时提高光伏电能消纳能力的联合发电系统。水-光-蓄联合发电系统是一种有效的新能源开发利用新形势,而对联合系统的分布式光伏电站的选址定容以及抽水蓄能电站的容量配置问题是一个高维、非线性的规划问题。首先,构建了水-光-蓄联合发电系统的数学模型;其次,针对规划问题的多目标性,利用了改进的NSGA-Ⅱ算法得到帕累托最优解集;最后,通过TOPSIS法完成了规划方案决策,并结合算例验证了方法的合理性。