与需求响应联合优化的联网型微电网储能容量随机规划

针对含分布式电源、需求响应资源的联网型微电网,提出一种与微电网内多类型需求响应资源联合优化运行的储能系统容量配置优化规划模型。模型以微电网用能成本与储能设备年投资成本之和最小为目标函数,考虑需求响应资源可柔性调节区间、储能设备的荷电状态、微电网与主网间变电容量等约束条件,并计及分布式电源出力的不确定性影响,建立储能容量随机优化规划模型,利用混合整数线性规划算法求解。对某实例微电网仿真分析优化配置储能容量对提高微电网运行和规划的经济性的影响,结果表明模型可实现微电网储能系统最佳容量配置决策,同时优化需求响应资源和储能系统的运行策略。     

计及广义储能的园区综合能源系统低碳规划

以综合能源系统的低碳规划为目标,建立了考虑蓄电池电储能、楼宇热储能、数据中心热储能为广义储能的通用统一模型,量化分析了广义储能运行灵活性对园区综合能源系统低碳化转型的支撑作用。计及负荷长短期增长不确定性与碳排放约束,建立了以规划年扩建成本与运行成本之和为目标函数的综合能源系统低碳扩建模型;以园区各设备运行约束为基础,考虑广义储能的灵活性运行方式,建立了基于能源枢纽的园区运行模型;以江苏省某工业园区为测试算例,分析了广义储能资源的灵活性运行对园区扩建规划的影响。结果表明,广义储能资源可利用时间转移特性实现多能源跨时段高效利用,有效促进了新能源消纳,保证了综合能源系统的规划方案兼具经济性与环保性。     

基于混合博弈的园区虚拟电厂广义储能共享与协同优化调度

通过分析含广义储能虚拟电厂以“虚拟”集成实体整体性参与调度优化和电力市场的流程,提出基于混合博弈的园区虚拟电厂广义储能两阶段共享策略及双层协调优化调度模型。第一阶段根据园区各类储能资源的响应特性,建立了包含实际储能与需求侧灵活性负荷、电动汽车构成的广义储能共享模型,进而构建了聚合多类储能资源的虚拟电厂主体架构。第二阶段建立以虚拟电厂运营商为上层领导者,园区储能服务商、负荷聚合商及能源供应商为下层跟随者的双层混合博弈模型。上层与下层之间采用基于Stackelberg的主从博弈进行购售电价及广义储能共享互动,保证领导者与跟随者的利益双赢;下层跟随者之间采用合作博弈实现多主体实时协同优化。算例分析表明：所提模型不仅实现了虚拟电厂利润最大与广义储能资源效用最优,也有效权衡各运营商间的利益。     

新型电力系统下考虑风电消纳的共享储能定价模型研究

风电场使用储能不仅可以更好地跟踪出力曲线，还可减少弃风。针对储能投资成本高、回报周期长等问题，设计了可供风电场使用的共享储能运营商。首先，建立一种以共享储能运营商为领导者、风电场为跟从者的主从博弈共享储能定价模型；其次，利用Gurobi求解器与粒子群优化算法相结合求解，得到运营商对不同风电场的最优定价与各自运行策略；最后通过分析对比求解结果，得出结论，定价模型合理有效，共享储能运营商将针对不同风电场制定不同价格曲线，可以使双方受益得到均衡、并减小风电场的上网功率偏差，具有较高的应用价值。     

基于储能电站服务的冷热电多微网系统双层优化配置

随着储能技术的进步和共享经济的发展,共享储能电站服务模式将成为未来用户侧储能应用的新形态。提出基于储能电站服务的冷热电联供型多微网系统双层优化配置方法。首先,提出储能电站服务这种新型的共享储能模式,分析共享储能电站的运行方式和盈利机制。其次,将储能电站服务应用到冷热电联供型多微网系统中,建立考虑2个不同时间尺度问题的双层规划模型,上层模型负责求解长时间尺度的储能电站配置问题,下层模型负责求解短时间尺度的多微网系统优化运行问题。再次,根据下层优化模型的Karush-Kuhn-Tucher(KKT)条件将下层模型转换为上层模型的约束条件,采用Big-M法对非线性问题线性化。最后,通过3个场景的算例分析验证所提双层规划模型的合理性和有效性,并证明所提出的共享储能服务能够有效降低用户成本,节约储能资源,实现用户与储能电站运营商的互利共赢。     

考虑光伏集成5G基站用能模式的多主体共享储能优化配置

光伏集成5G基站能够有效降低电信运营商的用能成本,然而含分布式光伏的5G基站用能模式将对主动配电网的稳定运行造成影响,致使电信运营商与主动配电网均存在储能配置需求。出于安全性与经济性考虑,文中引入储能运营商作为第三方共建共享储能系统,提出了一种考虑光伏集成5G基站用能模式的多主体共享储能优化配置方法。首先,提出了面向规模化光伏集成5G基站与主动配电网储能配置需求的共享储能系统动态容量租赁模型;其次,基于双层混合整数规划模型(BiMIP)构建共享储能系统容量配置与运行双层联合优化问题;最终,采用重构与分解(R&D)算法对双层联合优化问题进行求解。仿真结果表明,所提出的多主体共享储能优化配置方法能够实现主动配电网的削峰填谷与多主体间的互利共赢。     

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。     

基于生态博弈的含云储能微电网多智能体协调优化调度

分布式储能可以缓解分布式电源大量接入微电网所带来的随机性问题,但高昂的初装成本和运维困难限制了其大规模推广应用。在微电网中引入“云储能”为用户提供高效的“虚拟分布式储能”服务,基于自然界生态系统思想,提出了含云储能微电网多智能体生态博弈协调优化调度模型。根据利益诉求关系,构建了微电网系统多智能体结构,得到微电网运营商、常规负荷代理、云储能运营商以及云储能用户四大智能体,建立了其优化模型;构建了微电网电力生态系统,建立了各智能体之间以及电力生态系统之间的博弈优化模型;采用基于纳什均衡的强化学习算法对多智能体生态博弈模型进行求解。算例结果表明,云储能服务优化了负荷曲线、降低了用电成本、云储能运营商也获得了收益,达到多方共赢效果。     

用户侧共享式储能的全寿命周期经济效益评估

当前储能投资成本较高且收益不明确，较难在用户侧规模化推广，如何降低投资成本并提高投资收益是亟待探索的问题。首先提出了用户侧共享式储能的设备结构，对用户的负荷行为进行分析并归类出四类客户。然后，分别从峰谷套利收益、变压器降容收益、投资成本、运营成本4个方面进行量化，以动态投资回报期为评估指标，建立用户侧共享式储能的全寿命周期经济效益评估模型。以典型日峰谷套利收益最大为目标，构建用户侧共享式储能的优化调度模型，对储能充放电策略进行优化。最后，以某工业园区用户为例，从经济性和安全性角度综合分析了用户参与共享式储能方案的投资效益。研究成果对当前储能商业化推广应用具有一定的指导意义。     

需求侧共享储能的运营模式优化及其经济效益分析研究EI北大核心CSCD

共享储能因其具有能够提高储能利用率、降低总成本等作用受到广泛关注,但还不够成熟的运营模式阻碍了共享储能进一步发展。为此,该文研究包括共享储能电站、运营商以及用户3个主体的运营系统,分析其运行控制以及服务定价的运营过程。首先,建立共享储能电站-用户-运营商运营模型,然后,以总成本最低为目标进行运行控制,再基于纳什议价模型进行服务定价,并考虑每个共享储能电站初始投资成本进行收益再分配。最后,对某地区2个共享储能电站、1个运营商以及4个用户进行算例求解,对各个主体的经济性进行分析,验证了该共享储能运营模式的可行性,对部分参数进行敏感性分析,得到对运营系统总成本、各个共享储能电站回本年限或各主体每天最终收益的影响程度,对共享储能运营模式的完善具有参考意义。     

基于主从博弈的共享储能定价策略及园区用户日前优化决策

针对目前用户自主投建储能成本过高和资源利用率不足的问题,可在园区引入共享储能,助力降低园区用户用电成本,并促进分布式可再生能源消纳。为实现共享储能服务商和园区用户的双赢,建立了共享储能服务商主导、园区用户跟随的主从博弈模型。共享储能服务商制定容量价格和功率价格,并利用条件风险价值（conditional value-at-risk,CVaR）评估光伏出力不确定性带来的收益风险;园区用户根据共享储能的价格及自身负荷和光伏出力预测,决策购买的储能容量和充放电功率策略。然后通解。最后,基于多用户多场景的算例,分析储能价格对博弈结果的影响,并对比购买共享储能与配置固定储能、不配置储能的经济性,论证了所提共享储能机制和优化决策模型的有效性。     

新电改背景下产业园区供电系统容量优化配置方法

产业园区作为新一轮电力体制改革的重要试点,利用分布式新能源发电来替代传统的集中式供电模式是其供电系统发展的重要趋势之一。开展了产业园区供电系统规划中分布式电源/储能系统优化配置问题的研究,重点研究了多能互补、源—储—荷协调互动和基于日前分时电价的需求侧响应对于容量优化配置方案的影响。为了表征多能互补特性,提出了分布式电源供电电量不足比和分布式电源供电不足小时数比两个指标。在需求侧响应建模时,针对利用电力需求弹性矩阵建模存在着电量转移不平衡及需求侧过度响应等问题,提出了改进的需求侧响应模型。在此基础上,建立了以总费用最小为优化目标的产业园区供电系统分布式电源/储能系统优化配置模型,并利用遗传算法与模式搜索算法相结合的组合型智能算法对优化配置模型进行求解,最后利用典型算例对提出的优化配置方法进行了分析验证。     

面向工业园区的供水-供能耦合系统鲁棒规划方法

随着可再生能源的持续开发利用和高效能源转换技术的不断涌现,电、天然气、热等能源系统之间的相互依赖性不断增强,使得供能系统呈现多能耦合发展趋势。水是能源生产和转化过程中最必需的物质之一,而供水系统中水泵的运行依赖于电能驱动,使得供能系统和供水系统存在双向耦合关系。以工业园区为对象,综合考虑其水资源及多种能源需求,针对工业园区供水-供能耦合系统规划开展研究,采用典型场景建立了基于多场景的水-能耦合协同规划模型。同时,考虑园区中分布式光伏发电出力的不确定性,提出了供水-供能耦合系统的鲁棒规划方法,保障了供能、供水的可靠性。采用列和约束生成算法求解建立的鲁棒规划模型,仿真结果验证了所提出模型和方法的有效性和合理性。该联合规划可有效提升供水-供能联合系统的灵活性,并降低能源和资源系统的规划投资及运行成本。     

电网供电缺失环境下多园区有限电量优化调度策略

在大电网供电缺失环境下,孤岛型微电网由于自身电源容量的限制和可再生能源出力的不确定性,会出现供电量不足情况,制定合理的电能调度策略可提高用户用电经济性和用户满意度。因此,针对电网供电缺失环境下电量有限的情况,以进行电能共享的多园区为研究对象,对不同园区中不同类型负荷合理分配电量、调整负荷工作时间,以停电损失、储能配置成本及用户不满意度最小为目标,建立多园区有限电量优化调度模型。然后,采用基于精英策略的非支配排序遗传算法进行模型求解,对生成的Pareto解集利用模糊隶属度法筛选得到最优解。最后,以上海某区域多园区为例,通过方案对比验证了文章所提优化策略能够有效提高电能的利用率,同时降低停电损失和储能配置成本,提高用户满意度。     

计及光伏不确定性和低碳需求响应的工业园区光-储分布鲁棒规划模型

在双碳背景下,工业园区能通过配置光-储发电系统,减少外部购电量,从而降低碳排放水平,但光伏的不确定性给工业园区最优规划带来了一定挑战。基于此,建立了计及光伏不确定性和低碳需求响应的工业园区光-储鲁棒规划模型。该模型以园区年综合成本最小为优化目标,基于碳排放流理论,将动态碳排放因子作为需求响应的实时电价的定价依据,其次,利用光伏出力的历史数据,通过场景聚类,建立典型出力场景和其概率分布,构建基于数据驱动的两阶段分布鲁棒光-储规划模型。最后,利用Cplex商业求解器对某工业园区进行算例仿真,验证了所提模型的有效性。     

考虑建筑供冷区域储能特性的工业园区综合能源系统日前优化调度模型

工业园区具有能源种类多、多能互补等特点，用户侧建筑物的储能特性可以提供额外的运行灵活性，以一定的调节能力响应实时电价。文章提出一种考虑建筑供冷区域储能特性的工业园区综合能源系统的日前优化调度模型。首先，针对工业园区各供能与储能设备进行元件建模，并进一步建立了基于详细建筑物热模型的建筑供冷区域储能模型；然后，以园区综合能源系统的总运行成本最小为目标，将各元件与储能模型集成到园区综合能源系统调度模型中，分析调度框架，构建优化调度模型；最后，通过算例分析验证了该模型的有效性。算例结果表明，建筑物的储能特性可有效降低购电功率和运营成本。     

考虑源荷不确定的多园区微网与共享储能电站协同优化运行

共享储能作为一种新兴能源存储技术正在迅速发展。为提高含共享储能电力系统的经济性,提出一种基于源荷不确定性的两阶段鲁棒多园区微网与共享储能合作博弈模型。首先,建立共享储能主体和各园区微网主体间的电能交易优化运行模型。其次,考虑可再生能源及负荷的不确定性,建立园区微网的两阶段鲁棒调度模型。然后,基于纳什谈判理论建立多园区微网-共享储能多主体合作运行模型,并将其等效为合作成本最小化子问题与电能谈判支付子问题。为了保护各主体隐私,运用交替方向乘子法对上述两个子问题进行分布式求解。最后,通过算例验证所提合作运行模型以及分布式算法的有效性。仿真结果表明共享储能与各园区微网协同优化运行能够减少各主体的运行成本。     

基于主从博弈的共享储能分时电价策略

为提高共享储能收益,同时兼顾用户用电成本,建立了以储能电站为主导者、社区用户为跟随者的主从博弈模型。储能电站依据历史用户用电情况制定充放电策略,决定分时电价;用户根据主导者提供的分时电价,在充分满足不可转移负荷用能需求前提下,给出用电功率,选择合适的能源服务商。使用KKT最优性条件和线性规划对此博弈模型进行线性化处理,并利用商业求解器对其求解,通过算例分析,对所提方法的合理性进行验证。结果表明:基于主从博弈的共享储能电费定价策略,可使共享储能得到较高的收益,且使用户的支出也得到一定程度的降低。     

基于随机动态规划的多能联供系统冷热电经济分配模型

建立了风力发电机组与燃气轮机联合驱动下含压缩空气储能装置的多能联供系统冷热电经济分配模型。该模型考虑风电输出功率和冷、热、电负荷的波动特性,利用概率密度函数对系统的随机变量进行拟合。以投资成本和运行成本作为目标函数,以冷、热、电负荷平衡及各设备出力特性作为约束条件,采用随机动态规划对系统能源进行合理的调度和分配以达到最优经济效益,并通过控制系统的制冷比和风电输出功率平抑系数,实时调整系统各设备的容量及运行状态。实例的计算结果表明,压缩空气储能能够有效地平抑风电输出功率的波动,减少弃风经济损失;相比于固定能量分配,采用动态规划对系统的能量进行分配具有更多的价值和优势。     

管道检测机器人乒乓供电管理系统设计

油气输运管道内部探伤的管道机器人是工业特种机器人研究领域中热点,机器人在管道内作业过程中续航能力取决于机器人能量的如何获取和供电管理系统。本文针对此类问题设计并实现了管道机器人的自主发电,双电池组乒乓储能和供电的的管理机制,在两块电池一供一备的模式中,能够有效解决两块高能量锂离子电池之间充电、供电和电量检测自动切换,实现了双电池组的高效管理模式。