基于ADMM的共享储能参与电网辅助服务的分布式优化模型

提出了一种共享储能参与主动配电网辅助服务市场的互动博弈优化模型和基于交替方向乘子法(ADMM)的分布式求解方法。设计了共享储能参与主动配电网辅助服务市场的框架与互动运行模式；考虑主动配电网的优化运行目标与共享储能设备的约束条件，建立了主动配电网与共享储能的互动博弈优化模型；基于ADMM，将系统全局互动博弈问题分解为分布式优化问题，并进行分布式优化求解。以改进IEEE 33节点系统为算例进行仿真，结果验证了所提互动博弈优化模型和分布式求解方法的合理性与有效性，表明所提方法能在保护共享储能和主动配电网隐私的情形下，兼顾主动配电网的经济性与安全性需求，实现主动配电网与共享储能用户的互利共赢。     

计及合理弃光的含储能配电网分布式光伏最大接入容量评估方法

为在允许合理弃光前提下有效评价储能配置于配电网后的分布式光伏最大接入容量，该文构建了考虑弃光率约束的含储能配电网光伏最大接入容量评估模型，并通过对潮流约束和线路容量约束的线性化，将之构建为一个以年为尺度、小时为颗粒度的大规模线性规划模型。为有效提高求解效率，根据模型特征和储能运行规律，提出了场景缩减策略，有效降低了优化模型规模，并进一步通过优化场景集的迭代更新保证了解的最优性。算例结果表明，利用该文所提场景缩减策略，可将求解时间降低80%，且精度基本保持不变；同时配置储能能够明显提升邻近节点的光伏最大接入容量，提升容量与储能允许的最大充电功率之间基本呈现出线性关系，在5%的允许弃光率下，耦合系数约为0.8。     

计及电热需求响应的共享储能容量配置与动态租赁模型

为了科学合理地配置共享储能系统的参数、减少不必要的投资建设成本,提出一种计及电热综合需求响应的共享储能容量优化配置模型.首先,介绍了共享储能的运营模式,并分析了以往研究中共享储能模型的不足,进而提出共享储能动态容量租赁模型.其次,针对一类电-热综合能源微网进行建模.在此基础上,提出计及电热综合需求响应下共享储能容量配置的双层优化模型,其中上层目标函数为共享储能的收益最大,下层目标函数为多微网的总运行成本最小.进一步,给出模型的算法求解流程,并基于纳什议价方法对不同微网的利益进行分配.最后,在MATLAB平台上进行算例分析,验证所提模型的可行性与有效性.结果表明:所提容量租赁模型能为各微网分配最优容量,避免了以往模型中出现的用户侧功率交互现象,更贴合实际应用场景.     

面向多类型工业用户的分散式共享储能配置及投资效益分析

针对传统一体化式共享储能存在的灵活性较差且无法兼顾多类型用户的差异性用电需求等问题,提出一种分散式共享储能系统优化配置与调度方法;针对用户通过储能补贴政策漏洞骗取补贴收益的问题,在已出台政府补贴政策的基础上,提出一种改进分时补贴策略.首先,以工业园区为应用背景,深入分析了分散式共享储能系统与多个工业用户的能量交互机理;然后,以多用户整体净收益最大化为目标构建了基于合作博弈的月前、日前两阶段优化调度模型,并采用Shapley值法对合作收益进行分配;接着,设计了以储能全寿命周期净收益、动态投资回收期、投资回报率为指标的储能投资评估方法;最后,通过对比一体化式共享储能和分散式共享储能的配置成本、运行经济性,对所提方法的有效性进行了验证.算例结果表明:所提分散式共享储能配置方法在降低工业用户初期投资成本、用电成本方面具有一定的先进性,所提改进分时补贴策略在防止用户投机骗补方面具有一定的有效性,对推动用户侧储能多元化发展具有理论指导意义.     

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。     

考虑多场景需求的配电网分布式储能多目标优化配置方法

针对配电网分布式储能系统优化配置问题，提出了考虑多场景需求的储能系统整体配置优化方案。首先，建立了储能系统接入配电网的经济性指标和技术性指标模型；其次，建立了源、网、荷侧不同应用场景下的优化模型并给出应满足的约束条件；再次，采用基于二阶锥的优化求解方法，将大规模混合整数非线性模型转换为混合整数二阶锥优化模型，提高了优化问题的求解速度；最后，基于某区域配电网储能系统配置具体问题，对源、网、荷侧多场景储能系统配置问题进行优化，并与源、网、荷统一优化方案对比，结果表明：提出的多目标优化配置方法可有效解决实际配电网储能系统配置问题。     

计及需求响应的数据中心联盟共享储能规划

为避免数据中心单独配置储能出现储能利用率低、经济效益差等问题,提出一种计及需求响应的数据中心联盟共享储能规划方法,能够考虑不同场景下各数据中心对储能需求的差异性和互补性,在降低储能投资成本的同时发挥储能最大效能。首先,提出了数据中心联盟共享储能运营模式,包括不同场景间共享储能使用容量分配、成本分摊和基于纳什议价的利益分配方法,保障联盟内各个体的利益。其次,考虑批处理负荷、机房空调参与需求响应,建立数据中心房间级能量管理模型,结合共享储能配置约束,以联盟集体利益最大化为目标,构建计及需求响应的数据中心联盟共享储能规划模型。为使得规划结果能够应对多种运行场景,提出共享储能规划场景集选取方法。最后,设置了4个对比算例验证所提方法的有效性。     

基于共享储能电站的工业用户日前优化经济调度

文章提出一种基于共享储能电站的工业用户日前优化经济调度方法。首先提出共享储能电站的概念，分析其商业运营模式。然后将共享储能电站应用到工业用户经济优化调度中，通过协调各用户使用共享储能电站进行充电和放电的功率，实现用户群日运行成本最优。最后以江苏省3个工业用户进行算例仿真，与用户不配置储能和用户独立配置储能场景对比，得出引入共享储能电站可以显著降低用户群日运行成本，并对储能电站年服务费收益、静态投资回收年限和投资回报率与共享储能电站服务费定价间的关系做进一步的研究。     

用户侧共享储能的优化配置及对碳排放的影响

在碳达峰、碳中和的战略目标下，随着光伏等分布式能源广泛应用，储能系统的需求也急剧增加，而用户在安装储能时势必会对碳排放产生影响。首先，基于用户用电行为的差异性，建立了用户侧共享储能双层优化配置模型，上层以多用户的年综合成本最低为目标函数，优化用户预计加装的共享储能容量和功率；下层优化模型以日运行调度成本最小为目标函数，优化共享储能充放电策略。接着，建立用户碳排放成本数学模型。然后，采用该模型求解方法，一阶段使用Yalmip求解器求解共享储能的最优配置结果，二阶段计算碳排放成本，研究共享储能配置结果对碳排放的影响。最后，通过算例分析与各用户单独配置储能进行对比，验证了所提共享储能优化配置模型和充放电策略的有效性，说明了用户配置共享储能利用峰谷价差进行套利时，碳排放成本增加。     

基于机会约束的售电公司共享储能经济运行优化

针对自有共享储能的售电公司的经济运行优化问题,从产消者共享售电公司所投资共享储能的角度,研究了一种售电公司的新型商业模式。考虑源侧与荷侧的不确定性因素,建立了售电公司共享储能服务运营策略的主从博弈模型,其上层负责求解售电公司最优共享储能服务定价和购售电策略问题,下层负责求解产消者最优运行策略问题,并基于机会约束模型描述源、荷不确定性。根据下层的KKT条件将下层模型转化为上层模型的约束条件,并利用大M法对非线性约束进行线性化。基于3个典型场景算例验证所提新型交互模式的可行性,分析售电公司共享储能服务定价方法和不确定性因素对收益的影响。     

考虑综合效用和主观认知的配电网模块化储能优化配置

为提高电网公司配置储能的综合效用和电网的韧性,该文提出一种考虑主观认知偏好的模块化移动电池储能优化配置方法。首先,提出了储能在正常、故障和极端场景下的运行方式及协调方法,并通过分析可获得的收益类型提取出与储能配置相关的5种属性。其次,基于前景理论分别建立配电网降损、可靠性提升、延缓电网扩建、极端场景下减少停电损失以及配置成本属性的前景模型,并考虑极端场景的不确定性,以综合前景值最大为目标建立储能的优化配置模型。其中,延缓电网扩建属性的前景值采用可信容量进行核算。最后,采用差分进化算法求解所提非线性优化模型。实际算例表明,模块化移动储能的灵活应用可提高储能的综合效益,决策认知参数可使配置结果更趋向于决策者的主观偏好。研究结果可为城市配网配置储能提供参考。     

考虑多元用户报价的交直流混合配电网动态经济调度

针对交直流混合配电网中多元用户灵活互动的问题,提出一种考虑多元用户报价的交直流混合配电网动态经济调度策略模型。根据用户类别分别建立各类用户参与电网互动的模型,将储能按资产归属不同分为用户拥有的储能和电网公司拥有的储能,拥有储能的用户根据自身电能供应和需求可作为电能的供应者和需求者,向电网公司申报价格和电量来参与经济调度;以配电网购电成本最低为目标,考虑潮流约束,建立交直流混合配电网多时段动态经济调度模型,并采用内点法进行优化求解。基于一个交直流混合配电网算例进行仿真分析,结果表明所提模型能够降低电网公司购电成本,促进多元用户灵活互动及交直流配电网间的互动。     

考虑共享储能容量配置的多虚拟电厂优化运行方法

由于分布式能源具有间歇性和波动性的特点,其大规模接入电网会对系统稳定性产生一定的影响。为了减少用户侧用电成本以及提高新能源的消纳能力,在多虚拟电厂背景下提出共享储能系统促进风光消纳的规划和运行双层决策博弈模型。上层模型对共享储能电站投资运行成本进行等年值转换分析,以共享储能总成本最低且使用寿命尽可能的长为目标函数建立模型;下层模型以虚拟电厂运行成本最低及弃风弃光最小为目标函数建立运行优化模型。采用鲸鱼算法与CPLEX商业求解器结合的形式对共享储能电站的容量配置、充放电行为以及虚拟电厂运行状态进行求解,并通过设置3个场景算例对所提方案进行验证,结果表明,所提方法可以优化共享储能电站容量最优配置和充放电策略,提高可再生能源的消纳能力和虚拟电厂系统运行效率,兼顾供给侧与需求侧的利益,使电能分配更加公平合理。     

计及参与成本贡献的用户侧云储能服务及其纳什议价模型

为了解决以共享经济概念为基础的云储能服务中用户与运营商之间的成本贡献及收益分配问题,提出了计及参与成本贡献的用户侧云储能服务及其纳什议价模型,对运营商独立投资的集中式云储能服务进行定价。在所述服务框架中,运营商优先对充放电需求互补的用户交换电能,再通过充放电或购售电来满足总体的净充放电需求;然后,采用Shapley值法为用户分配储能损耗贡献度,并综合考虑用户的新能源余量能量互济率及虚拟储能利用率,对分配结果改进,以进一步刻画用户服务费的差异性;最后,求解计及用户成本贡献的纳什议价模型,计算各用户的服务费。算例结果表明：所提方法减小了储能充放电损耗及总体用能成本,并提升了新能源消纳率;且改进Shapley值法的分配结果促进了用户将新能源余量上网及按需租赁虚拟储能。同时,纳什议价模型在保证用户服务费差异合理的前提下,兼顾了用户群体和运营商之间的利益诉求,促进了双方合作。     

考虑源网荷灵活性资源的配电网储能鲁棒规划

配电网中风光等分布式发电渗透率增加造成净负荷剧烈波动,导致配电网灵活性需求急剧增加.为此,提出一种考虑源网荷灵活性资源的配电网储能优化配置方法.首先,基于灵活性理论分析配电网中灵活性资源的特性,建立衡量配电网整体灵活性的灵活性供需平衡指标和衡量网络灵活性的支路灵活性应对能力指标;然后,从多时间尺度采用K-means方法和鲁棒优化理论建立不确定运行场景集合;最后,建立以配电网年综合成本最小和日平均灵活性水平最高为优化目标的经济灵活多目标优化模型,并采用内嵌潮流计算的多目标复合差分进化算法进行求解.基于IEEE 33节点配电网系统进行算例设计和仿真,结果验证了所提考虑源网荷灵活性资源的模型在求解储能配置方案上的合理性和有效性.     

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。     

分布式储能系统接入配电网的容量配置和有序布点综合优化方法

随着电储能技术经济性的不断提升,在配电网中大量接入分布式储能系统(DESS)已成为一个发展趋势。针对DESS有序接入中面临的规划与运行问题,提出了一种DESS的容量配置和有序布点的综合优化方法:上层模型为考虑DESS投资收益和减缓配电网增容的容量配置模型;下层模型为考虑DESS特性和容量限制、调节负荷削峰填谷且平抑波动的布点优化模型。以IEEE 33节点系统为例,对所提优化模型与方法的有效性进行了验证,并在此基础上得出了DESS在配电网中的布局方案。仿真结果表明,所提综合优化方法可适用于不同配置容量、不同布点数量DESS接入的应用场景,能为大量DESS接入配电网的规划与审核提供技术支持。     

计及灵活性的配电网储能优化配置

针对目前配电网大量接入分布式电源所带来的净负荷剧烈波动问题,提出一种基于局部约束与整体灵活性定量评价相结合的配电网储能优化配置方法。首先利用X-means方法对配电网的年运行场景进行分析,经过聚类选择出关键场景;其次,建立配电网中运行灵活性的定量计算模型和局部灵活性约束;最后,基于所建立的灵活性评价模型,建立求解配电网中储能优化配置的双层迭代求解模型。利用标准IEEE33节点配电网系统模拟真实配电网进行算例设计和仿真,验证了提出的储能配置的灵活性规划方法的有效性和经济性。     

基于优化模型的有源配电网可靠性评估方法EI北大核心CSCD

现有的有源配电网可靠性评估方法中,模拟法难以得到确切的指标计算结果,解析法难以处理动态孤岛最优切负荷问题。该文提出一种基于优化模型的有源配电网可靠性评估方法。该方法考虑分布式电源随机性、故障转供以及潮流倒送限制等因素,首先建立分布式电源的多状态模型,并基于后向场景缩减算法对分布式电源出力的随机场景进行状态缩减。针对缩减的特定场景,提出面向可靠性指标评估的混合整数线性规划模型,通过求解该模型,利用寻优的机制得到系统的各类可靠性指标。该方法的主要优点在于便于考虑配电网可靠性与网络规划优化问题的相结合。通过算例分析了该方法的准确性,并通过有源配电网自动、手动开关配置优化问题说明所提方法的延伸应用价值。     

电池储能系统最优容量与合同价格的双层优化规划方法

电池储能系统因其兼具供蓄能力,已成为电网优化运行的重要调控手段。该文以电池独立运营商在配电网层面投资建设电池储能系统,配电网公司以合同电价形式引导储能充放电策略为应用场景,建立了电池储能系统最优容量与合同价格的双层优化规划模型。针对模型求解过程易陷入局部最优的缺点,对粒子群算法的自适应权重计算公式进行改进并引入Cauchy-Gaussian消减变异因子,对局部最优极值进行扰动调整。以改进IEEE-33节点配电系统为例验证了所提模型的可行性与有效性。