基于N-1准则的变电站储能容量优化配置模型及方法

在分析地区变电站负荷曲线的基础上,针对变电站重过载情况,以变电站储能初始投资成本最小为目标函数,以主变N-1、充放电周期内能量守恒、储能功率和荷电状态为约束条件,建立储能接入变电站经济性最优模型,针对该优化配置模型属于含约束条件的非线性规划问题,提出采用遗传算法进行模型求解的方法和流程。选取某典型110 k V变电站,结合其负荷曲线,优化分析得到储能最优配置容量及储能充放电规律,结果表明,变电站储能功率配置在7%,电量配置2 h较为合理,验证了该模型和方法的有效性和实用性。提出的模型和方法可指导电网侧储能最佳配置容量计算和分析。     

不同配置模式下分布式光伏发电并网接纳仿真

针对分布式光伏发电的间歇性、不确定性特点,解决其并网接入给配电网带来的难题,提出不同配置模式下分布式光伏发电并网接纳计算方法,通过构建分布式光伏发电接纳容量计算模型,以最大光伏电站接入总量为优化目标,以旋转备用容量、常规机组爬坡速率、网络传输等为约束条件,分析电网侧、分布式发电侧两种配置模式下储能参与电网电压调节的能力,展开分布式光伏发电并网接纳计算.仿真计算分析结果表明:天气状况可干扰分布式光伏出力情况,日间输出功率差异显著;储能配置在电网侧模式比储能配置在分布式发电侧模式的配电网分布式光伏发电接纳效果提升30％左右.     

考虑不确定出力的微网内分布式发电和储能的容量配置

在并网条件下,以降低微网联络线功率的峰谷差为配置目标,以一次设备投资、安装和维护等综合成本最小为评价标准,建立了微网内分布式发电和储能优化互补的容量配置模型。研究整点时刻分布式发电全年出力的概率分布,以及不同置信度下的分布式发电出力曲线的求解方法,得到10k W基本单位分布式电源出力曲线。以装机容量、网侧购电量、微网功率平衡、储能装置充放电平衡和充放电倍率及深度等要求为约束条件,论证优化模型为线性规划,并选择LINGO软件求解。通过算例分析,得出不同类型微网配置分布式发电和储能容量时对应的不同策略。     

分布式光伏储能系统的优化配置方法

光伏发电的随机性和间歇性导致资源利用率低,储能具备控制灵活、响应快速的特性,是当前解决光伏并网和提高消纳的有效手段之一。目前,高昂投资成本是制约储能推广应用的关键,文中从成本角度出发研究了分布式光伏系统中储能的优化配置方法。首先,以分布式储能系统的投资和运行成本为目标,同时考虑储能接入位置、配置容量、荷电状态和电网运行状态等为约束条件建立双层优化模型;然后,介绍优化模型求解方法,外层采用遗传算法优化储能配置位置、功率和容量,内层采用粒子群算法结合MATPOWER潮流计算工具优化储能日内运行策略;最后,在Matlab软件中采用IEEE9节点系统验证了优化配置方法的可行性和有效性。     

含DG区域电网孤岛模式下储能设备的优化配置方法

提出一种含分布式电源地区电网孤岛模式下储能设备的优化配置方法,首先监测每个时间点分布式电源出力和负荷数据并分别拟合出其概率分布函数;其次建立储能设备充放电的控制策略得到储能设备输出功率的控制规则;接着建立分布式电源与负荷的动态半不变量,得到储能设备的充放电功率的概率分布;最后建立以储存设备容量最小化为目标,储能设备的荷电状态以及满足一定的置信区间作为不等式约束条件的配置优化模型,并求解得出储能设备的配置容量。仿真结果表明,该方法能够解决永久性故障情况下区域电网孤岛模式稳定运行和经济性问题。     

计及分布式光伏安装面积限制的配电网储能系统与线路扩容联合规划

为应对负荷的增长需求并解决光伏就地消纳和电网规划过投资问题,提出了一种主动配电网多阶段储能配置与线路扩容联合动态规划方法。从经济性出发,计及联合规划得到的光伏消纳收益及调峰补贴收益,构造规划目标函数;同时考虑到分布式光伏安装面积限制,基于Logistic曲线构建分布式光伏发展模型,预测光伏在各个规划阶段的装机和出力情况,为储能配置与线路扩容的联合规划提供边界条件;最后,基于相角松弛与二阶锥松弛凸优化潮流约束,并采用大M法凸化储能约束,以实现对模型的高效求解。对比某实际台区算例联合规划前后系统的运行指标,可见规划后系统的可靠性有大幅提升,且随分布式光伏的不断接入,光伏消纳率不降反升,由此验证了所提联合规划方法的有效性和实用性。     

基于小生境多目标粒子群优化算法的配电网混合储能配置研究

随着风光接入比例不断增加,配电网中弃风、弃光和弃负荷的现象时有发生,储能系统对维持能量平衡和提高配网供电质量起到关键作用,并可有效平抑功率波动、降低弃风弃光率以及提高电能质量.本文综合考虑分布式电源、储能装置及配网安全运行约束条件,建立以储能成本、网损率以及电压稳定性作为优化指标的配网储能优化配置模型,并以IEEE33节点配网为算例,运用小生境多目标粒子群优化算法对该模型进行求解,验证了模型及算法的有效性.     

配电网中分布式储能系统的优化配置方法

分布式储能系统接入配电网可与分布式电源形成互补,弥补后者由于出力的随机性对配电网安全和经济运行造成的负面影响,还可对配电网与主网的功率交换进行调节,起到削峰填谷的作用。而对分布式储能系统接入配电网进行优化配置是实现上述作用的基础,基于此,提出了配电网中分布式储能系统的优化配置方法。首先,为处理负荷功率、风电和光伏发电的随机性,利用聚类算法得到典型日负荷曲线、典型风电和光伏发电出力曲线。其次,以储能系统投资与运行成本最小为目标,考虑接入位置、功率大小和配电网安全运行等约束条件,建立多时段非线性混合整数优化模型,并采用两层优化的方法求解模型。该方法在外层采用改进的遗传算法对储能系统的配置方案进行优化,在内层采用最优潮流算法对配置方案的储能充放电进行优化。最后,对一个含风电和光伏发电的配电系统进行测试,证明了该方法的有效性,并分析了风电和光伏发电的额定功率、负荷需求变化等因素对储能系统配置结果的影响。     

基于电动汽车充电管理的村级光伏发电系统公用储能配置优化研究

在促进农村地区分布式可再生能源发电自发自用的背景下,村级分布式发电系统的储能容量配置规划问题成为亟需研究的关键问题。以农村地区大规模安装屋顶光伏的村级分布式发电系统为研究对象,以该系统最大程度减少光伏并网电量(进行自发自用)和年综合收益最大为目标,构建村级分布式发电系统储能容量配置规划模型,运用粒子群算法求解,研究其储能容量配置规划问题。在此基础上,进一步探讨对该系统中电动汽车进行充电管理情况下的储能容量配置规划问题。设置5种情境进行算例分析。结论认为：(1)配置合理的储能装置不仅能够大幅减少村级分布式发电系统的并网发电量,促进自发自用,而且能够显著提高该系统的年综合收益;(2)配置合理的储能装置后,进行电动汽车的充电管理可以显著降低储能配置容量和功率,从而减少储能投资成本和运维成本,更进一步显著提高该系统的年综合收益。     

分布式电源的混合储能配置分析与研究

在分析分布式电源配置混合储能的原理及优势的基础上,提出并离网情况下混合储能的结构配置方案,分析并提出能量型储能和功率型储能的容量配置原则,并构建混合储能在并离网运行模式下的仿真模型,验证了引入混合系统是解决分布式并网发电和独立发电系统的有效途径。     

基于DMPC和储能单元约束的分组一致性控制策略

针对多个电池储能单元间的分布式协调控制问题,提出了一种分布式储能单元分组一致性控制策略。首先,提出了一种基于分布式模型预测控制和状态约束的加权一致性算法,能考虑各储能单元的功率约束条件并快速完成多储能单元的功率分配。其次,提出了一种储能单元分组控制策略。根据荷电状态(state of change, SOC)信息设定储能单元的权重,达到改善储能单元SOC的一致性的目的。同时基于所提一致性算法,制定储能单元组间协调控制策略和储能单元效率提升策略,从而达到改善储能系统调节能力、延长储能系统寿命和提升能量转换效率的目的。最后,在Matlab中构建含8个电池储能单元的微电网系统,对所提算法和控制策略进行仿真分析。仿真结果表明,所提算法和控制策略在提升收敛速度、优化控制效果、延长储能系统寿命以及提升储能系统运行效率方面均具有一定优势。     

基于虚拟电池模型的DCHP系统全周期功率波动平抑策略

针对分布式热电联供系统与外部电网联络线全周期功率波动问题,提出了基于虚拟电池模型的分布式热电联供系统全周期功率波动平抑策略。该策略首先根据热负荷的动态约束建立气态虚拟电池模型,并与液态虚拟电池模型和电池储能模型共同构成电网统一模型下的虚拟电池综合储能系统。然后将分布式热电联供系统全周期功率波动平抑问题等效成一个最短路径优化问题,并采用改进Dijkstra算法,通过调控虚拟电池综合储能系统的荷电状态对其进行求解。在理论研究的基础上,利用实际的户用能源管理系统对所提出的全周期功率波动平抑策略进行测试。结果表明,所提策略能够平抑分布式热电联供系统全周期功率波动,实现电池储能、液态热储能和等效气态热储能的协同调度。     

面向配电网设备利用率提升的分布式储能优化配置

随着配电网中负荷峰谷波动特性加剧以及分布式电源的渗透率加大,分布式储能势必成为配电网构建“供储销”新形态,提升存量变配电设备利用率和分布式可再生能源消纳能力是一种可行的技术方案选择。针对配电网时段性、局部性设备重过载负荷平衡需求,提出基于线路和变电设备两阶段潮流灵敏度搜索的分布式储能选址定容优化模型,以储能总投资最小为优化目标,考虑配电网潮流约束及储能运行约束,采用遗传算法优化求解分布式储能配置策略。算例分析表明,结合配电网发用电负荷分布特性、配变电能力,优化规划分布式储能,可发挥分布式储能对传统配电网投资的替代效应,提升配电网资产整体利用率。     

多储能直流微电网的分布式控制

下垂控制在直流微网中的应用越来越广泛。但是下垂特性以及直流母线电阻的存在,使得节点电压偏离额定值且影响系统的负荷分配。为充分发挥直流微电网中储能系统的作用,本文提出了多储能系统直流微电网的分布式控制策略。该控制策略在传统V-I下垂控制策略的基础上加入了平均电压控制环节和功率协调控制环节。两环节通过一致性算法仅仅需要交换相邻两节点的信息,构建一个稀疏的信息交流网络,就能补偿下垂控制造成的电压偏移,且负荷能够按照不同储能系统的荷电状态来分配。针对上述所提的控制策略,本文首先对含两储能系统的直流微电网进行了小干扰稳定性分析。然后在MATLAB/SIMULINK中搭建了含三储能系统的直流微电网模型,通过时域仿真验证了所提控制策略的有效性。     

基于元模型优化算法的混合储能系统双层优化配置方法

混合储能兼具能量型储能与功率型储能的优势,针对混合储能在风电平抑中的配置问题,提出了一种基于元模型优化算法的混合储能双层优化配置方法。首先,利用小波分解对风电功率的原始数据进行分解,得到混合储能需要平抑的功率。然后,针对功率分配策略对混合储能容量配置的影响问题,提出一种混合储能容量嵌套式双层优化配置方法。该方法的内层为混合储能功率优化分配策略,以荷电状态、充放电功率为约束条件,以蓄电池总体充放电功率最小为目标函数,以提高蓄电池的使用寿命;外层以最小容量、最小功率为约束条件,以混合储能的全寿命周期年均成本最小为目标函数。针对多变量、非线性、计算密集型双层优化方法具有求解复杂、计算时间长等问题,提出基于元模型优化算法的优化求解方法。算例分析结果表明,所提优化配置方法可以在保持混合储能经济性最优的同时,有效避免蓄电池频繁充放电,从而提高了其使用寿命;相比于传统的启发式求解方法,基于元模型优化算法的优化求解方法的计算速度更快,所得优化配置结果更精确。     

基于改进一致性算法的孤岛直流微电网储能系统分布式控制策略

针对孤岛直流微电网中多个储能单元的协调控制,提出了一种基于改进一致性算法的储能系统分布式控制策略。首先,提出了一种改进一致性算法,并证明该算法相比经典一致性算法收敛时间更短。然后,基于改进一致性算法,提出了一种储能系统分布式控制策略,通过合理调节各储能单元的功率,维持了直流母线电压的稳定、避免了储能电池的过充过放。该策略具有两种运行模式,分别适用于微电网有扰动与无扰动的情况,在及时调节储能单元功率的同时,减少了控制所需的通信量和计算量。最后,搭建了孤岛直流微电网系统仿真算例,仿真验证了所提控制策略的有效性及其在控制时间方面的优越性。     

基于一致性的微网分布式能量管理调度策略

基于多智能体一致性理论,设计了具有完全分布式特征的微网能量管理调度策略,以解决集中式控制方式通信压力大和无法满足即插即用要求的问题。以可控发电单元和储能单元运行成本最低为目标函数,结合微网功率平衡和发电单元出力的约束条件,建立了分布控制式微网最优经济调度模型。根据多智能体及一致性理论设计了微网的分布式能量管理调度算法,给出了该方法的具体实施步骤。通过在IEEE-14节点微电网系统中的仿真算例,验证了所提出调度策略的正确性和有效性。     

基于一致性算法的直流微电网储能系统功率分配技术

以直流微电网中的分布式储能系统为研究对象,分析了储能单元间存在的功能、参数和信息的不对称性,并提出了混合储能单元多工作模式下最大输出功率及等效荷电状态(SOC)的评估方法。在此基础上,提出了一种基于离散一致性算法的分布式储能系统负荷功率分配分层控制策略:在下层,以储能单元多模式参数评估为依据,使用动态下垂控制对各储能单元输出功率进行一次分配;在上层,以减小分布式储能系统等效SOC差异为目标,利用相邻单元之间的的弱通信,使用离散一致性算法产生电流修正量,直接调节下垂控制电流参考值,动态调整处于不对称工作状态的各混合储能单元的输出功率。最后,在MATLAB/Simulink中建立了仿真模型,对所提控制策略进行了仿真验证。     

提升配电网新能源消纳能力的分布式储能集群优化控制策略

针对分布式电源大规模接入配电网造成的资源浪费与储能系统经济性有待提高的问题,提出一种用于提高分布式电源消纳和储能系统经济性的集群储能控制策略.首先,建立了兼顾系统模块度与有功功率平衡度的综合性能指标,并提出了基于遗传算法的集群划分方法.然后,通过逐层进行配电网与集群层面的削峰填谷,依次确定集群储能及节点储能功率;在计及配电系统安全、储能系统运行等约束条件下,构建了集群储能经济模型,分析既有储能配置下可消纳新能源比例及储能系统日运行收益,确定各节点储能最优时序出力.仿真结果表明,所提控制策略可以促进配电网新能源消纳,提高储能系统运行经济性.