储能式充电桩参与电网需求侧响应联合运行优化

储能式充电桩参与电网的联合运行,不但能够减小电网扩容成本,还可以获得参与电网需求侧响应辅助管理服务收益,从而降低充电桩运营成本。为探究需求侧响应中实时定价激励对储能式充电桩经济效益的影响,本文进行储能式充电桩参与电网需求侧响应的联合运行优化能量调度研究。本文考虑电网需求响应实时电价,建立以储能式充电桩参与需求侧响应的经济效益函数模型;以实现经济效函数最大化为目标,建立以储能式充电桩电量和容量约束的充电桩的电网联合运行优化模型;为应用对偶分解方法,将优化模型转化为典型凸优化问题,从而求得储能式充电桩最优化能量调度。基于储能式充电桩实际运行电量、容量和经济性参数进行仿真,仿真结果表明所提出的方法能够实现较快收敛,并且能够获得收益。     

基于遗传算法的分布式光伏配网储能优化配置研究

为了改善配网电能质量、实现配网负荷水平的调节,提出基于遗传算法的分布式光伏配网储能优化配置方法。在分析复合储能工作原理与蓄电池储能调峰优化的前提下,构建两阶段储能优化配置模型。第一阶段优化配置模型中,以最小电压波动、网损为目标函数,从而确定蓄电池储能的最佳接入位置。第二阶段优化配置模型中,将配网接入的最低储能设备总容量作为目标函数,从而实现储能设备容量的优化配置。通过最佳保留策略、交叉、变异率的自适应变化,对遗传过程进行优化。采用改进的遗传算法对两阶段储能优化配置模型进行求解,以此确定储能的最佳配置方案及运行优化策略。试验结果表明：该方法对配网储能进行优化配置后,配网电压波动指标明显下降至1.95%,并且网损值、电压波动指标大幅降低。该方法能够实现各类负荷的调峰,具有削峰填谷效应。     

基于工况特性的电动汽车蓄电池组SOC与SOH在线智能识别与评价方法研究

蓄电池组SOC和SOH是电动汽车电池管理和能量管理的关键参数,受单体电池特性、蓄电池组一致性和均衡技术等因素影响,不易建立准确计算模型.基于电动汽车日常行驶工况统计特性提出一种改进的Ah积分法计算蓄电池组SOC和SOH,该方法采用工况容量与等效工况电流根据Peukert方程实现稳态容量修正,同时采用模糊逻辑实现放电率波动对容量的动态修正;提出采用单体统计特性建立状态评价矩阵表征蓄电池组状态的全面评价方法;最后通过对比仿真计算分析验证了所提方法的合理性和实用性.     

基于三角旋回算法的共享储能电站工业用户日前优化调度方法

针对逐步寻优求解后,工业用户群的日运行成本依旧较高的问题,提出一种基于三角旋回算法的共享储能电站工业用户日前优化调度方法。考虑电量交互时的共享储能服务费,建立工业用户日前优化调度模型;以工业用户群日运行成本最小化为目标,构建优化调度目标函数,计算工业用户主体效益;设置多项连续性优化调度约束条件,引入三角旋回算法,通过灾变操作修正个体对应位计算全局最优解,得到最合理的日前优化调度方案。结果表明,应用所提优化调度方法后,有效降低了工业用户购电费用。     

基于粒子群算法的混合储能系统容量优化研究

针对混合储能系统容量优化的问题，以考虑风储微网中混合储能系统(Hybrid Energy Storage System, HESS)为研究对象，提出一种EMD-APSO配置模型。首先，根据蓄电池、超级电容器两种储能装置的特点建立等效电路模型；然后基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)建立混合储能的容量优化配置模型，运用自适应粒子群算法(Adaptive Particle Swarm Optimization, APSO)优化求解，得出最优分界点和储能容量配置结果。研究表明，所提出的优化配置方案较好，能满足风电并网要求，且达到储能利用效率和经济效益兼顾，实现了优化效果。     

双碳目标下用户侧电力混合储能控制方法研究

双碳目标背景下开展用户侧电力储能工作时,主要基于历史数据进行储能控制,对用户需求考虑不充分,使电力混合储能控制后的综合收益较低,因此提出双碳目标下用户侧混合储能控制方法。模拟众多的电力大功率需求场景,选择合适的场景树节点,得出用户侧混合储能负荷预测结果。考虑用户需求计算以最小电池损耗成本、最大经济效益为目标的混合储能控制目标函数,应用灰狼算法进行最优混合储能控制方案求解。在自抗扰控制器结构下,实现双碳目标下用户侧电力混合储能控制。实验结果表明：所提控制方法应用后储能电池在一日运行中,荷电状态始终在20%到90%之间,符合约束条件,满足储能发展的经济效益要求。     

基于Stackelberg博弈的共享储能容量优化与商业模式研究

本文围绕我国能源结构转型面临的系能源大量投入使用所需规模化储能资源支撑的挑战,紧扣新时代战略发展方向,对新型储能商业模式进行研究。我国能源结构转型面临挑战——大量使用新型能源需要规模化储能资源的支撑,本文紧扣新时代战略发展方向,对新型储能商业模式进行了研究。研究了基于新能源互补的共享储能商业运营模式,实现了共享储能设备与新能源发电功率互济,并基于Stackelberg主从博弈方法对共享储能设备租赁进行定价,以实现了用户、储能商、电力公司多方利益的最大化。以用户侧储能为研究对象,建立了基于全寿命周期的储能容量优化配置模型,考虑具有短期用电需求的峰值型用户,提出了基于共享理念的储能合作社商业模式。最后通过算例及现场试验验证了所提出的共享储能商业模式的可行性。     

基于混合储能结构的能量捕获无线通信信道容量分析

针对现有能量捕获技术存在能量来源不稳定、储能设备容量有限等特点,提出了一种基于超级电容和电池的混合储能结构,并建模分析其相应的通信信道容量性能。首先,针对点对点能量捕获无线通信系统,建立基于混合能量存储结构的通信信道模型。其次,根据能量捕获的随机特性,假设能量到达过程符合伯努利随机过程,提出了一种近似最优能量分配策略,推导出系统平均吞吐量的上、下界限及其常数差值,并进一步求得系统近似信道容量。最后,通过实验验证了在捕获能量小于和大于超级电容储能容量两种情形下,系统信道容量上、下界的恒定差值分别为1.77bps/Hz和2.49bps/Hz;同时,相比传统节点采用电池作为单一储能结构,混合能量存储结构能够有效提高系统的能量利用率,增大系统的信道容量,当超级电容储能容量与电池储能容量的比例为12时,信道容量的上界 可提升到70%。     

微电网储能容量优化配置算法仿真

为了确保微电网系统的电能质量和稳定运行,提出基于Benders分解的微电网储能容量优化配置算法。以微电网系统作为研究对象,分析不同储能单元的充放电特性,将储能系统全寿命周期最小成本作为目标函数,组建微电网储能容量优化配置模型。根据模型特点,将模型分解为上下2层子模型,通过Benders分解算法对模型求解,进而获取最优微电网储能容量优化配置方案。经实验测试结果表明,所提算法可以更好完成容量优化配置,经过优化配置后,电网功率波动范围得到了明显降低。     

基于储能单元运行方式优化的微电网经济运行分析

微电网在实际运行的过程中,具有多种储能单元以及分布式电源,为其提供运行能量。基于此,本文将首先介绍微电网中常见的储能单元。其次,分析储能单元运行基础上微电网的经济运行,其中主要包括微电网经济运行的目标函数以及微电网经济运行的约束条件。并研究在储能单元基础上微电网经济运行的优化方式,其中主要包括微电网蓄电池运行方式的优化、微电网燃料电池最佳运行方式的优化以及微电网最佳运行方式的求解三方面内容。     

风光气储联合发电最优容量配比问题研究

开发和利用农村的风能、光能、沼气是解决偏远农村地区用电量快速增加和偏远山区供电问题的有效途径,该文针对3种可再生能源和储能的联合发电问题,通过研究它们之间的协调互补性,提出了一种新型的"风光气储"多能源互补的微电网供电系统,在该系统中因地制宜地采用沼气和蓄电池作为备用电源,通过改进的鲸鱼算法对"风光气储"联合运行问题进行了优化,仿真实验结果表明在成本最低和弃风弃光率最低这2个目标下都能稳定的运行,对已经有的粒子群算法、遗传算法和鲸鱼算法进行了对比,实验结果表明改进的鲸鱼算法在解决"风光气储"最优容量配比问题上得到了很大的提升。     

微电网中混合储能系统的规划运行一体化配置方法

目前针对微电网中储能容量配置的经济优化算法中,大多都是直接以储能系统的全寿命周期成本作为目标函数.然而微电网作为一个整体,不同的能量调度方案会导致不同的储能配置需求,因此微电网的运行目标也会间接影响到储能系统的全寿命周期成本.本文提出的规划运行一体化配置方法,是从微电网的整体经济效益出发,将储能系统全寿命周期成本的直接和间接影响因素都考虑在内,建立了计及微电网经济运行的储能全寿命周期成本复合模型.通过算例验证以及与已有方法优化结果的对比分析,说明了所提方法在提升微电网整体经济效益上的有效性,可以为评估微电网中混合储能系统的配置效果提供更全面的参考依据.     

分时电价下用户侧光储系统优化控制策略

针对光伏发电不稳定所导致的光伏电能浪费,以及储能设备充放电不合理导致电池损耗成本过高等问题,在分时电价的背景下,提出一种光储系统优化控制策略;首先,建立光储系统并网模型,结合用户用电特征、光伏出力与分时电价情况,在满足光储系统功率平衡与储能电池约束条件下,综合考虑光储系统收益和储能电池损耗成本;采用模糊处理法将多目标问题转为单目标问题求解,以用户的经济效益最高为最终优化目标,构建净收益优化模型,并利用改进的灰狼算法进行优化求解;最后,通过仿真结果表明,所提策略在分时电价情况下,为用户带来了较高的经济效益.     

航天器新型功率电源系统设计

近年来航天器整体技术发展迅速,对电源系统的轻质小型化要求越来越高;传统的功率电源系统储能单元采用蓄电池组或贮备电池,由于脉冲类负载存在脉冲电流用电的工作特性,在储能单元设计时通常采用增加电池设计容量的方式来满足脉冲类负载供电要求,导致功率电源系统轻质小型化设计受到限制;提出一种新型功率电源系统方案设计思路,引入超级电容器与蓄电池组联合供电输出,充分发挥超级电容器大脉冲放电的优势,有利于实现航天器功率电源系统轻质小型化,具有一定的应用前景。     

Minimum energy storage for power system with high wind power penetration using p-efficient point theory

Minimum energy storage （ES） and spinning reserve （SR） for day-ahead power system scheduling with high wind power penetration is significant for system operations. A chance-constrained energy storage optimization model based on unit commitment and considering the stochastic nature of both the wind power and load demand is proposed. To solve this proposed chance-constrained model, it is first converted into a deterministic-constrained model using p-efficient point theory. A single stochastic net load variable is developed to represent the stochastic characteristics of both the wind power and load demand for convenient use with the p-efficient point theory. A probability distribution function for netload forecast error is obtained via the Kernel estimation method. The proposed model is applied to a wind-thermal-storage combined power system. A set of extreme scenarios is chosen to validate the effectiveness of the proposed model and method. The results indicate that the scheduled energy storage can effectively compensate for the net load forecast error, and the increasing wind power penetration does not necessarily require a linear increase in energy storage.     

Real‐time optimal energy management for a fuel cell/battery hybrid system

An energy management strategy is proposed for a class of fuel cell/battery hybrid systems. In such hybrid systems, a fuel cell system is the main power source, and a lithium‐ion battery is the auxiliary power source. In order to manage the system power at the next moment in a reasonable way, a load current filter with bounded estimation errors is designed to estimate the load current. Then, a real‐time optimal energy management algorithm is proposed to optimize economy consumption of the hybrid system. By taking current change rate of the fuel cell and the state of charge into consideration and taking reasonable model simplifications, the optimization problem can be described as a quadratic programming problem. Then a general purpose solver is proposed to solve the quadratic programming problem based on the alternating direction method of multipliers. The efficiency of the proposed solver is much faster than computing interior point method or active set method. Simulation results in MATLAB/SIMULINK are carried out to validate the significant effectiveness and efficiency of the proposed management strategy.     

外载荷的B样条曲线变形

运用能量优化的思想,提出一种B样条曲线变形的新方法,可用于B样条曲线的变形。首先将B样条曲线段类比为有限单元法中线单元,并将作用在B样条曲线段的外载荷等效成线单元的端点力,分别建立B样条曲线内部能量、外载荷能量函数方程;外载荷的改变将引起B样条曲线能量的变化,通过求解一个使曲线能量的变化量为最小的优化问题,得到变形后的B样条曲线。运用该方法实现了B样条曲线的局部、整体等变形操作。