市场机制下面向电网的储能系统优化配置

随着我国市场化进程的不断推进以及储能成本的不断下降,储能作为独立的运行商参与电力市场成为可能。本文从面向电网的储能出发,提出一种市场机制下储能系统选址定容优化方法。首先从直接收益和间接收益两个方面分析储能参与电力市场的成本效益,在此基础上,建立了综合考虑规划和运行的储能优化配置多目标双层决策模型。外层以储能侧综合收益(包括投资成本、高储低放套利以及调峰辅助服务补偿)、常规机组侧运行收益、新能源侧附加并网收益以及电网侧网损收益最大为目标;内层以储能、新能源和常规机组的协调运行成本最小为目标。此外,考虑充放电策略对储能循环寿命的影响,基于等效寿命损耗将储能规划和运行的相互影响引入模型。最后,在改进的39节点系统中采用改进的粒子群算法仿真分析,结果证明了所提模型和方法的可行性和有效性。     

电池储能电站替代变电站升级的优化决策配置方法

在大规模新能源接入及负荷增长情况下部分变电站存在容量不足问题，为确保电力公司运行经济性，文章对比分析配置储能电站及变电站升级扩容两种方案。首先考虑方案经济性、可靠性及环境指标建立综合评价指标体系进行评估，其次以最大化配置储能效益为规划目标，考虑储能系统全寿命周期成本与提升电网运行可靠性、延缓电网升级改造及降低配电网运行网损三部分效益建立储能成本-效益模型，然后采用改进进化算法进行仿真确定储能系统的配置容量，并通过评价体系得到最佳规划方案。结果表明：在当前电网运行水平和模式下，配置储能系统可以延缓电网升级改造，提升电网整体运行水平，可为后续大规模新能源并网应用储能系统平滑新能源出力、延缓电网升级改造提供规划参考。     

基于粒子群算法的多电源配电网储能功率配置方法

针对目前设计的多电源配电网储能功率配置方法存在配置灵敏度较低、功率损耗大等问题,提出一种基于粒子群算法的多电源配电网储能功率配置方法。对配电网储能功率进行优化布置,得出了配电网网损灵敏度标准差,通过网损灵敏度标准差确定各路径接入储能的顺序,对配电网储能功率进行了容量优化;利用粒子群算法对储能的有功功率和无功功率进行优化,得到了配电网储能功率的最优配置容量。实验结果表明,所提方法优于其他方法,能够有效降低多电源配电网的网损、减少路径电流的波动,该方法具有很好的有效性和可靠性。     

用户侧电池储能系统容量配置探讨

随着电池储能技术的日渐成熟和相关设备成本的不断下降,用户侧储能已从示范应用转向商业化应用。考虑用户侧储能在削峰填谷和需量控制方面的收益,以及电池储能系统的投资成本和运行维护成本,建立了储能项目成本收益模型,用于优化用户侧储能项目的容量配置。以深圳瑞华泰储能项目为例,优化其容量配置,并结合实际工程核算实际工程问题约束下的项目经济性指标,从而指导用户侧储能项目建设。     

计及节煤效益的储能系统容量优化配置

电网中储能系统的优化配置研究具有工程应用价值,为了量化配置储能系统后的节煤效益,探讨了电网配置储能,通过削峰填谷,改善发电侧机组运行特性获得的节煤效益,提出了单位储能日节煤量的概念。同时,综合分析了储能延缓配电网升级效益、减少网损效益、低储高发套利等方面的经济价值,并考虑了蓄电池储能系统投资成本、运行维护及处置成本,构建以年净收益最大为目标函数的蓄电池储能系统优化配置模型。最后,通过优化算法对模型求解,确定储能系统容量。算例分析表明,电网配置储能通过削峰填谷能够创造较好收益,并在一定程度上降低煤耗,实现节能减排。     

考虑交互功率控制的微网经济运行

研究微网与公共电网交互功率波动控制对微网运行成本的影响。考虑微网潮流约束,提出了不同功率波动约束下多时段微网经济调度方案。为最小化微网运行成本,引入不平衡电价,制定最优合同容量,优化微网储能和负荷侧管理策略,并研究线路传输容量限制、弃风弃光对微网交互功率控制方案和运行成本的影响。分别使用经修改的IEEE 24节点系统和FREEDM系统模型,验证所提方案的正确性和可行性。仿真结果表明,基于需求侧响应的微网能量管理策略,提高微网运行效益的同时,增加了联络线功率控制的灵活性,减小了分布式发电功率波动对上级电网产生的影响。也可为微网平稳接入公共电网运行和大规模推广提供参考。     

广域储能电站定容-选址一体规划

针对储能电站在大规模风电并网电力系统中的容量和选址规划问题,提出广域储能电站定容-选址一体规划方法。首先,针对简单辐射网络与复杂网络,考虑储能四象限运行特性,基于PV曲线法,定量分析论证储能电站容量与位置对系统静态电压稳定和风电消纳能力的影响机理,提出储能电站定容和选址思路;其次,综合考虑系统静态电压稳定、风电消纳能力、网损及储能投资4方面,以风电消纳年收益最大,以及系统静态电压稳定裕度变化率、网损成本、储能电站等年值投资成本最小为目标构建广域储能电站定容-选址一体规划模型,提出嵌入潮流计算及粒子群算法的遗传算法求解模型。以新疆准东大型风电基地为例,验证了所提方法的有效性。     

基于网损灵敏度方差的配电网分布式储能位置与容量优化配置方法

针对典型日负荷曲线,提出基于网损灵敏度方差的配电网分布式储能位置和容量优化配置方法。该方法考虑了分布式储能的充放电运行状态,基于网损灵敏度方差确定配电网中各节点接入分布式储能的优先顺序。以配电网网损和节点电压波动为目标函数,运用改进的粒子群算法对分布式储能的充放电功率进行优化,并确定分布式储能的最优配置容量。仿真结果表明,采用该方法确定分布式储能在配电网中的位置和容量可最大化实现功率就地平衡、降低配电网网损和降低配电网节点电压波动,实现分布式储能在配电网中的优化配置。     

广域储能电站定容-选址一体规划

针对储能电站在大规模风电并网电力系统中的容量和选址规划问题,提出广域储能电站定容-选址一体规划方法。首先,针对简单辐射网络与复杂网络,考虑储能四象限运行特性,基于PV曲线法,定量分析论证储能电站容量与位置对系统静态电压稳定和风电消纳能力的影响机理,提出储能电站定容和选址思路;其次,综合考虑系统静态电压稳定、风电消纳能力、网损及储能投资4方面,以风电消纳年收益最大,以及系统静态电压稳定裕度变化率、网损成本、储能电站等年值投资成本最小为目标构建广域储能电站定容-选址一体规划模型,提出嵌入潮流计算及粒子群算法的遗传算法求解模型。以新疆准东大型风电基地为例,验证了所提方法的有效性。     

分布式储能应用模式及优化配置综述

为促进新能源的发展,解决大规模分布式电源（Distributed Generation, DG）直接接入配电网和负荷急剧增长对电网规划及运行带来的问题与潜在威胁。分布式储能技术得到了广泛应用,由于其具有快速功率吞吐能力、控制精度高、安装灵活、多主体利益等特点,可从根本上保障配电网供电的安全与稳定性。介绍了分布式储能的发展状况,根据其接入位置在分布式电源侧、中低压配电网侧和用户与微网侧详细归纳了近年来国内外各种分布式储能应用模式的研究成果,重点就其位置和容量的选择问题总结了分布式储能优化配置的各类数学模型及优化算法。并结合分布式储能在配置过程中存在的问题,对其发展趋势进行了展望。     

协调大规模风电汇聚外送的储能配置优化规划

可再生能源富集中心与负荷中心分布上的不均衡,以及风电出力的反调峰特性,导致网络潮流对可再生能源高渗透率地区的大规模风电汇聚外送的约束日益凸显。结合风电汇集区及外送通道的布局特征,计及配置储能前后外送电通道利用率提升的影响,以储能系统配置净收益最大化为目标,建立协调大规模风电汇聚外送的电网侧储能优化配置混合整数线性规划模型,优化决策电网侧储能的选址定容及运行策略。算例分析表明,协调风电汇集区和外送通道空间分布优化规划电网侧储能,可提升外送通道的利用率,促进可再生能源消纳。     

考虑大规模风电接入的电力系统混合储能容量优化配置

不同储能技术在响应特性、经济成本、容量规模等方面各具特色,适用于不同的应用场景.由2种或多种储能装置耦合形成的混合储能系统往往能够综合各方技术经济特性,显现出更加优异的性能.针对现有电网受可再生能源出力波动性的影响日益严重、促进消纳存在技术瓶颈、调峰压力大等问题,提出了一种由全钒液流电池和先进绝热压缩空气储能组成的混合储能系统,建立了考虑大规模风电接入的系统容量优化配置模型.首先,分析了风电出力的频谱特性,提出了一种基于经验模态分解的风电功率分配策略;然后,基于该策略,构建了混合储能系统的双层容量优化配置模型,上层以规划期内总经济投入最小为目标决策混合储能系统的配置容量,下层以系统运行成本最低为目标决策其日前发电计划;最后,基于某实际电网典型日的风电及负荷数据对所提模型进行了仿真分析与验证.算例结果表明:所提混合储能系统的容量优化配置模型不仅可以满足电网的多性能需求,还能有效提升系统的经济性.     

中国电网侧储能在典型场景下的应用价值评估

中国高度重视储能发展,电网侧储能是实现储能规模化发展的重要途径。结合储能技术经济特性和电力系统需求,提出中国电网侧储能应用的几点总体认识。电网侧储能应在能源电力规划中统筹考虑,综合衡量安全效益、经济效益和社会效益,优化总量规模、分区布局和技术类型。针对保障安全、保障输配电功能、降低网损、提高新能源利用水平等典型场景,开展电网侧储能典型案例的应用价值和经济性研究。研究结果表明：抽水蓄能作为系统级的调节手段,应保持一定规模;电化学储能作为一种电网元件,目前成本仍然比较高,仍须通过统筹规划,提高应用经济性,未来规模化发展需要依赖市场。     

储能系统商业模式及其优化规划方法

新一轮能源革命和电力体制改革背景下，电力系统源-网-荷各环节对储能技术提出了多样化应用需求，实现由研发示范向商业化初期过渡、商业化初期向规模化发展是"十三五"期间储能产业的两阶段发展目标。针对储能市场化应用初期阶段的商业模式与规划问题，基于投资、收益、运营等因素，分析了该阶段下储能系统呈现的典型商业模式。考虑商业模式的差异，分别建立了业主投资模式、合同能源管理模式下储能系统全寿命周期优化规划数学模型，结合电化学储能系统容量衰减特性，提出电化学储能系统全寿命周期评估方法及其优化算法。基于实际案例验证了所提模型和方法的有效性和可行性，分析了储能电池退役点、电池成本、循环寿命对储能系统规划结果的影响。结果表明，所提出的储能系统全寿命周期优化规划方法能够解决不同商业模式下的储能系统规划问题，对储能系统应用商业模式和规划具有指导意义。     

考虑容量约束的储能规模化应用商业模式评价

考虑储能应用价值的容量相关性约束,提出了一种储能规模化应用商业模式精确定量评估方法。采用双梯级函数来表征电网对储能、火电等灵活性调节资源性能和容量的要求;根据储能在源、网、荷侧产生的发电量、输配电量、电费和辅助服务收益等增益,建立“储能+”场景下新能源业主、电网运营商、用户、储能业主等相关方的收入函数;根据增益耗费的储能容量,建立相关方分摊的储能成本函数;综合考虑新能源、电网、用户或者第三方等投资主体的净收益最大,建立储能投资博弈模型。最后,根据甘肃省的实际情况,评价了不同模式场景下规模化推广储能的商业模式,并对关键参数进行了灵敏度分析,论证了不同组合运营方式在特定源荷区域的效果,验证了所提方法的可行性。     

计及多种灵活性约束和基于时序模拟的广域电力系统源-网-储协同规划方法

随着全球大规模风电、光伏的持续开发,系统的净负荷波动不断增加,迫切需要建立可量化而又高效的广域电力系统优化规划模型,促进广域范围多种灵活性资源规划研究.首先,以简化的机组组合模型为基础,建立计及多种灵活性资源出力约束和基于时序的生产运行模拟模型,以系统总成本最低为优化目标,考虑多种投资决策和生产运行约束,最终优化出系统...     

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。     

基于误差分配原则的发电侧共享储能容量规划研究

针对风电集群联合共享储能系统的协调控制和收益分配问题,提出基于预测误差分配原则的运行控制策略.首先,设计共享储能商业运行模式,建立储能变寿命与充放电模型.考虑政策补贴和季节性温度对储能定价和容量配置影响,建立多风场时空相关特性的风群联合大容量共享储能参与能量/调频市场的容量规划模型.通过所提策略计算风储联合系统的最优储...     

新能源集中并网下大规模集中式储能规划研究述评

随着新能源的大规模集中式并网,新能源的消纳难题愈发突出。作为高比例可再生能源电力系统中的重要组成部分和关键支撑技术,储能的规模化应用有利于提升系统的灵活性、经济性及安全性。然而,当前综述多是侧重于对储能技术归纳总结,很少对储能规划方法,特别是大规模储能在源-网侧配置方法进行全面的梳理。因此,首先对大规模储能纳入电力系统规划后整体影响进行分析,总结归纳出储能在电力系统中的应用场景,并分析储能的引入对规划问题建模的影响;然后,分别从大规模储能源侧/网侧规划以及考虑大规模储能的源网协调规划两个方面展开论述;最后,探讨当前大规模储能规划的重点问题,并对其前景做出展望。