风电与多能源储能联合调峰多场景动态鲁棒优化模型

针对大规模风电出力的随机性和不确定性所导致的电网调峰困难及成本高的问题,在考虑电池储能与电锅炉等装置的能源储放特性的基础上,提出了电-热多能源储能系统架构;基于风电出力不确定性而进行调峰多场景划分,为提高电热多源储能系统在多场景下的运行经济性,建立了风电与电热多源协调储能的鲁棒优化模型,并利用多目标进化算法进行求解。文章通过仿真验证了所提出的模型与电池储能系统具有更优的运行经济性与鲁棒性,能够有效地应对大规模风电波动下的调峰难问题。     

一种基于可靠出力的储能容量的配置方法

储能系统在大型风电场中可用于"削峰填谷",使风电输出平滑可调度,从而提高风电并网率,解决风电难消纳的问题。但大型风储联合发电系统受场地、储能成本以及储能材料的制约并未得到广泛应用,研究如何在适当的"弃风"情况下同时保证风电持续输出以及储能经济性势在必行。文中提出一种大型风储系统(风力-压缩空气储能系统)储能容量配置方法,研究风储系统在不同置信度下的储能容量配置,通过实例来验证储能装置用于提高风电输出可靠性,结果表明风电输出可靠性与储能容量有正比关系。最后,通过简单储能成本分析,验证该系统的经济性。     

电动汽车-风储混合系统联合运行的日内优化调度模型

文章通过运营商调度电动汽车参与风电场运行,建立了以风电场运行经济效益最大为目标及考虑风储混合系统出力约束、储能蓄电池控制模式约束的风电场日内优化调度模型。基于混合整数规划技术和CPLEX优化软件对模型进行了求解。算例分析了电动汽车提供备用服务和储能蓄电池不同控制模式对风电场运行经济性的影响,结果表明,当大规模风电入网时,风电场调度电动汽车和储能蓄电池联合运行,能获得更好的经济效益。     

低碳经济下含风储联合电力系统优化调度

从低碳经济角度建立了含高渗透率风电的风储联合电力系统优化调度模型。该模型以系统综合运行成本最小为目标,合理评估了常规火电机组运行成本、风电运行成本、储能运行成本及环境成本,并结合电池储能可变寿命特征,综合考虑了放电深度对储能运行成本的影响。以改进的IEEE RTS-96系统及某风电场历史出力数据为例,对含风储联合电力系统优化调度予以研究,结果表明大规模风储并网对电力系统低碳化、清洁化具有积极影响,含风储联合电力系统的优化调度与风电出力特性、风电并网渗透率等因素密切相关。     

风电-储能联合日运行优化调度模型

以风电-储能联合运行的总收益最大为目标,建立了考虑联合出力惩罚约束的风电-储能联合日运行优化调度模型。通过引入辅助的连续变量和0-1变量及相关约束,将联合运行优化问题转化为混合整数线性规划问题,最后通过调用GAMS软件中的CPLEX对模型进行求解。并分别分析了不同场景下的风电场独立运行和风-储联合系统运行的经济性。算例结果表明,风电场和储能装置联合运行可降低风电出力波动对系统运行的影响,具有较好的经济性,同时验证了所建模型的合理性及方法的有效性。     

Review on combined wind power generation and energy storage systems

储能系统由于能够实现电能的时空平移,具有响应速度快,规模化等优点,是改善风电波动性,提高其并网能力的有效手段,构建风储联合发电系统成为目前研究重点.简单介绍了风电并网对电力系统的影响及不同类型电池储能技术的发展现状,给出了部分国内外风储联合发电系统的示范工程,并分析了平滑风电功率波动,跟踪计划出力曲线和削峰填谷3种主要运行方式,重点阐述了目前风储联合发电系统控制策略和储能容量配置研究现状,对进一步开展风储联合发电系统的研究进行了展望,指出经济性仍然是制约储能技术应用的关键问题之一,提高包含储能单元的风储联合发电系统的经济性是今后的研究重点.     

基于改进K-means和MADDPG算法的风储联合系统日前优化调度方法

风储联合运行可有效地应对风电出力的不确定性,提高风电竞争力,然而储能与风电联合运行的优化调度问题是一大难点.为保证储能可调控容量的基础上实现风储联合运行收益最大化,提出了基于改进K-means和多智能体深度确定性策略梯度(MADDPG)算法的风储联合系统日前优化调度方法.首先,根据储能特性和运行状态采用萤火虫优化的改进K-means聚类算法实现储能分组;然后,将风电与分组后的储能设备建模为不同的智能体,组成多智能体系统,采用MADDPG算法求解,设计了MADDPG算法的状态空间、动作空间和奖励函数;最后,对算法进行了算例仿真验证.结果表明,所提调度策略能够较好协调风电和储能运行,有效平抑了风电出力波动,与常规深度强化学习相比,提高了风储联合系统的运行收益.     

一种基于低通滤波的风储协调预测控制方法

风电场配置储能设备形成风储联合系统有助于减少风功率输出波动,提高风电并网接入率。传统的风储协调控制策略基于一阶低通滤波算法,长时间运行储能设备易造成其荷电状态(SOC)大幅波动,制约了储能设备运行时间及寿命。为此提出一种基于一阶低通滤波算法的风储协调预测控制方法,通过长短预测周期相结合,同时考虑相关约束条件来修正并网功率预测误差,在满足并网要求的前提下,通过适当放大局部功率波动减小了全周期储能SOC的变化幅度,从而有助于减少储能需求容量,提高运行时间,增强了联合系统的经济性。最后基于MATLAB/Simulink平台仿真验证了该方法的可行性和有效性。     

微网风电系统的储能?模型与?经济研究

微网风电系统加装储能装置联合运行时,存在多种异质能量的相互转化,因此对系统性能的有效评估较为困难。为了准确衡量风能在系统中的利用、转化、损失特性,文章基于?经济学基本原理,建立微网风储系统?平衡及?成本守恒模型,并依据所建模型确定系统各单元?效率;同时确立?优化潜力、成本差及?经济因子的系统性能评估指标,并对微网热力学特性及经济性进行有效分析。通过试验表明,该模型能够可靠地对微网风储系统能效及经济性进行评估,可指明系统?效率极大化的优化目标。     

基于深度强化学习的风储合作决策方法

目前,风电场配置储能是提高风电经济性较为有效的手段。针对最大化风储合作收益问题,提出一种基于深度强化学习的风储合作决策方法。首先,综合考虑风电、储能系统、外部电网以及需求侧柔性负荷,构建一种新型风储合作系统;然后,针对传统深度强化学习方法易陷入过估计问题,提出改进双竞争深度Q网络（D3QN）,并进一步设计基于D3QN的风储合作决策算法;最后,结合实际数据对算法进行仿真验证,结果表明相比传统深度强化学习策略,所提方法能更好协调风电和储能运行,提高风储合作系统的运行收益。     

风电场含退役动力电池的混合储能系统容量优化配置

针对退役电池在风电场平抑功率波动场景的应用,提出一种考虑退役电池时间尺度的混合储能系统容量配置方法。首先分析退役电池和新电池储能的优势,并介绍储能系统的成本构成;然后建立以全寿命周期经济性最优、考虑退役动力电池充放电时间尺度的混合储能容量配置模型,线性化后可调用求解器求解获取储能容量配置结果;最后用风电场实际数据进行分析,验证容量配置方法的有效性,并分析风电场不同储能配置时长政策要求、退役动力电池不同时间尺度以及不同控制策略下的混合储能容量配置结果。     

Thermal-fluid-solid coupling of electric heat storage device based on wind power absorption

电网调峰能力不足，弃风问题严重，已成为我国风力发电规模进一步扩大的瓶颈。通过配置蓄热装置参与风电调峰，改变传统“以热定电”的约束模式，是解决我国大量弃风问题的一个趋势。提高电热蓄能装置效率及优化蓄热装置分布对于实现有效调峰具有重要意义。本文针对固体电蓄热装置内流动、传热、应力等现象，建立了热-流-固多场三维耦合传热数学模型，采用流-固耦合传热模型将难以确定的热流边界转化为系统内部边界，分析固体电蓄热装置温度场及应力场分布，并对比三种不同孔隙率、电热丝排布方式对蓄热装置温度分布均匀性及热膨胀量的影响。研究结果对提高固体电蓄热装置的效率以及电网调峰具有一定的参考价值。     

考虑多弹性资源调峰成本的可再生能源开发协同优化模型

中国制定了2030年和2060年的碳排放目标.可再生能源,主要是风能和光伏发电,被认为是未来的发电方式.新能源发展的主要制约因素是电力系统资源监管灵活性有限,导致消费能力不足.因此需要考虑调峰灵活的资源成本以及区域可再生能源的合理协调开发和运行优化.本研究考虑了电力系统综合成本,综合分析电力系统各种弹性调节资源潜力及其...     

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.     

基于改进粒子群算法的风光水互补发电系统短期调峰优化调度

风光水互补发电系统优化调度需要考虑风光电源的间歇性及波动性,同时还要处理梯级水库复杂的水力联系及不同电源之间的电力联系,因而建立风光水互补发电系统短期调峰优化调度模型,并采用粒子群算法进行求解,针对粒子群算法的早熟及后期收敛速度慢等问题,从惯性因子和种群拓扑结构两方面对粒子群算法进行改进,并对福建省电力调控中心管辖的12座常规水电站、木兰溪1座抽水蓄能电站、31座风电场、5座光伏电站组成的风光水多种电源互补系统进行数值分析。结果表明,所建模型能较好地实现对电网负荷的削峰填谷,所提算法显著提高了求解效率和求解质量,是一种解决风光水互补发电系统短期联合优化调峰调度实用性很强的有效算法。     

风电场中抽水蓄能电站的优化配置

为解决电力系统接入风电容量超过一定比例后引起的调峰及弃风问题,改善风电场功率输出特性,可采用与风电场配套建设抽水蓄能电站的模式。在建立风电场及抽水蓄能电站运行模型的基础上,以风电—抽水蓄能电站经济效益为目标,采用一种新的自适应遗传算法对风电—抽水蓄能电站的最佳容量配比进行求解。通过对一实际算例的仿真,表明配置适当容量的抽水蓄能电站可提高风电场的综合效益。     

计及火电深度调峰的高比例可再生能源电力系统日前优化调度研究

针对高比例可再生能源并网,提出含风、光、火、蓄的高比例新能源电力系统多目标日前优化调度模型。该模型考虑在火电机组深度调峰及频繁爬坡等新工况下的火电机组运行成本、污染物惩罚成本以及可再生能源弃电成本,以系统运行成本最低、风光出力最大以及净负荷波动最小为优化目标,采用NSGA-Ⅱ算法进行优化求解。通过对某典型日不同调度场景进行仿真计算,结果表明所建立的系统运行总成本计算模型能够兼顾该系统的经济、环保与消纳,所提出的多目标优化调度策略能够促进高比例可再生能源的消纳,缓解火电机组的调峰压力,降低系统运行总成本,指导电力系统火电灵活性改造,保证电力系统安全、稳定、经济运行。     

基于风-光-蓄-火联合发电系统的多目标优化调度

针对风电、光伏出力的随机性、间歇性和波动性而导致其在大规模接入电网时对电网发电计划制定和调度产生的影响,提出了含风-光-蓄-火联合发电系统的多目标优化调度模型。利用抽水蓄能的抽蓄特性,将风电和光伏出力进行时空平移,使风-光-蓄联合出力转变为稳定可调度电源,具备削峰填谷的功能,与火电机组共同参与系统优化调度。以风-光-蓄联合出力最大、广义负荷波动最小和火电机组运行成本最小作为目标函数,建立多目标优化调度模型,通过多目标处理策略,使目标函数简化为2个,以降低问题维数;在求解阶段,利用分层求解思想,将模型划分为两层,分别采用混合整数规划方法和机组组合优化方法进行求解。10机测试系统仿真结果表明：所建模型可以提高风能和太阳能的利用率,缓解火电机组的调峰压力,大幅降低风电反调峰特性对电网的影响,从而保证电力系统安全、稳定、经济运行。     

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。     

基于负荷侧响应的含储热热电联产的风电消纳模型

为了有效减少弃风,提高风电消纳能力,该文从负荷侧出发,通过峰谷分时电价策略引导用户的用电方式,达到削峰填谷,优化负荷曲线的目的。同时,在传统热电联产机组中应用大容量储热装置,通过对储热环节的控制,解耦“以热定电”约束,提高系统调节能力。以系统煤耗量最低为目标,构建包含储热的热电联产机组与风电联合出力优化调度模型。该模型考虑系统中的含储热热电联产机组运行成本,同时兼顾储热、负荷侧响应与热电平衡的相关约束等因素,采用基于模拟退火的粒子群算法对模型进行求解,并利用算例比较不同模式下的结果,验证了模型的有效性。