电池储能系统参与电网削峰填谷实用算法

为使电池储能系统简单有效参与电网削峰填谷,提出一种电池储能系统参与电网削峰填谷功率优化模型以及电池储能系统参与电网削峰填谷实用算法。该算法充分考虑电池储能系统实际约束,并能实用方便的规划电池储能系统充放电时间段及充放电功率。通过实例分析,该算法简单、实用、可行。     

电池储能系统参与电网削峰填谷控制策略

现有针对电化学储能在电网调峰领域的研究缺乏在不同负荷场景下不同控制策略的应用对比,使得削峰填谷控制策略的选择缺乏理论依据。本文结合已有相关研究和对储能系统特性的分析,首先在考虑电网负荷、电池功率、电池容量等约束条件下,建立了以削峰填谷效果为目标的储能系统优化模型;然后在现有典型控制策略的基础上,提出了电池储能参与电网削峰填谷的恒功率充放电控制策略和功率差控制策略;最后,以某地区实际负荷数据为例,结合电池储能装置自身充放电特性,通过仿真对比了2种控制策略的优缺点,验证了考虑实际约束条件的功率差控制策略具有更优的削峰填谷效果。     

基于二次规划的电池储能系统参与电网削峰填谷离线优化

正参与电网削峰填谷是电池储能系统的基本功能之一。为使电池储能系统有效参与电网削峰填谷,提出一种基于二次规划的电池储能系统参与电网削峰填谷离线优化策略,该方法充分考虑电池储能系统实际约束,并能有效跟踪负荷波动规划电池储能系统充放电时间段及充放电功率。通过实例分析,验证了该算法简单、实用且可行。     

面向经济评估的电池储能系统工况特征量嵌入性研究

储能系统的投资过程主要包括初始购置、运维和置换三个阶段,不同的应用工况将对电池储能系统的寿命衰减速率产生差异化影响,进而影响其成本投入过程,也是储能系统经济评估中的必要考虑因素。面向储能系统的经济性动态评估,首先定义温度、倍率、放电深度(Depth of Discharge, DOD)、充放电频次等作为储能工况特征量。基于工况特征量与电池寿命损耗之间的关联关系,建立了计及工况特征参量的储能系统出力模型和成本模型。基于全寿命周期成本模型(Life Cycle Cost, LCC)和遗传算法,分析了工况特征量在储能成本评估中考虑的必要性及其影响程度。最后,在平抑光伏波动和负荷侧削峰填谷两种工况下展开算例分析,验证了在储能规划过程中考虑工况特征量的必要性。该研究将为储能规划阶段的经济性评估提供理论依据与数据基础。     

电池储能系统恒功率削峰填谷优化策略研究

以南方电网MW级电池储能示范工程为背景,以求解采用恒功率充放电策略运行的电池储能系统削峰填谷策略为目的,提出了电池储能系统恒功率削峰填谷优化模型及求解该模型的实用简化算法。该算法令电池以最大功率充放电,可以快速求解电池1d充电1次、放电多次情况下的电池储能系统充放电策略。给出了削峰填谷实时控制策略。针对深圳碧岭站的2组实际负荷数据建立了恒功率削峰填谷优化模型,分别采用多初始点的序列二次规划法和实用简化算法进行了优化,对2种算法的求解结果做了比较,证明了该算法的有效性。深圳宝清电池储能站的现场测试结果也验证了该算法的有效性。     

电动汽车老化电池梯次利用储能系统研究

随着电动汽车产业步入高速发展的阶段,动力电池梯次利用更具有实际意义。以薛家岛充换储放一体化示范电站为例,分析电动汽车退役电池在储能领域的梯次利用。分析表明该梯次利用一方面可以延长电池的使用寿命,降低电池全寿命周期使用成本;另一方面,可有效对10kV供电母线负荷削峰填谷,具有经济和社会双重效益。     

考虑削峰填谷的电气化铁路混合储能系统容量优化配置

随着我国电气化铁路的快速发展,能耗问题日益突出,极大影响了铁路的运营效益。为提升铁路的经济效益,通过混合储能系统实现再生制动能量的回收利用,在此基础上,提出了一种考虑削峰填谷的电气化铁路混合储能系统能量管理策略,通过控制储能的充放电阈值实现对铁路负荷的削峰填谷。基于此能量管理策略建立电气化铁路混合储能系统全寿命周期的经济性优化模型,以储能充放电阈值与容量配置参数为优化变量,以全寿命周期的最大净收益为优化目标,对混合储能系统经济性进行优化。采用改进的粒子群优化算法求解具体算例。通过算例分析与方案对比,验证了所提方法的有效性。     

计及储能全寿命周期运维的综合能源系统优化配置

传统的能源系统难以满足不断变化的发电结构及用户用能需求,包含冷、热、电等多能流的综合能源系统(integrated energy system, IES)可以充分发挥多种能量耦合互补优势,促进系统资源的高效利用。为此提出综合考虑经济性和环保性,以系统全寿命周期成本最低及一次能源消耗最少为目标,构造IES优化配置模型。首先计及储能的全寿命周期运维,综合考虑储能系统的充放电损耗、容量衰减、荷电状态、能量存储时间、削峰填谷效率等因素,建立计及储能的全寿命周期运维的IES优化配置模型;继而通过算例对比分析所提优化方案与传统方案的优劣性及多目标函数权重的影响。结果表明,所提方法具有削峰填谷、促进分布式能源消纳、改善电能质量、提升供电可靠性的功能和加强IES资源高效利用的优势。     

基于可变寿命模型的电池储能容量优化配置

针对电池储能(BESS)在实际运行过程中的使用寿命变化特征,建立BESS的可变经济使用寿命预测模型。基于电力系统中电池储能系统的静态功能(即削峰填谷),提出基于可变寿命模型的电池储能容量规划模型。该模型以系统净收益最大为目标,合理评估了电池储能承担调峰功能的能源节约效益、环保效益以及容量替代效益,并综合考虑了放电深度对电池使用寿命的影响。以IEEE RTS-96系统为例,对电池储能系统容量优化配置进行研究,仿真结果表明了所提模型的有效性。     

电池储能系统用于风电功率部分“削峰填谷”控制及容量配置

为缩减风电输出功率小时级的峰谷差,减小风电功率间歇性、波动性对规模化风电并网带来的不利影响,基于风电功率短期预测技术的小时级风电功率输出指令,提出风电功率部分“削峰填谷”控制策略,利用电池储能系统（battery energy storage system,BESS）缩减小时级尺度的风电功率峰谷差,并在各时间窗口内将风储合成出力的风电功率波动限制在一定的带宽范围以内;提出基于正态分布的储能功率计算方法,基于电池储能系统优化控制策略,分析电池储能系统实现部分“削峰填谷”控制策略与储能容量之间的关系。仿真实验结果验证该控制策略下储能容量配置的正确性与可行性。     

基于动态规划的电池储能系统削峰填谷实时优化

削峰填谷是电池储能系统的基本功能之一。为了更好地发挥储能系统作用、延长电池使用寿命,削峰填谷优化需综合考虑电池容量和充放电次数、变流器出力、实时负荷曲线、与储能系统其他控制功能相配合等因素。文中提出一种基于动态规划的实时修正优化控制策略,可在优化模型中引入充放电次数限制和放电深度限制等非连续约束条件,并通过将电池电量离散化等方法解决含有非连续约束的优化问题。同时,针对电网扰动等因素引起的储能系统其他控制功能动作导致的电池可用容量不确定变化,通过在线修正的方法加以解决。上述控制算法已成功应用于南方电网兆瓦级锂离子电池储能示范工程。以该系统所在的深圳碧岭站负荷实测数据为基础,对所设计控制策略进行了验证,说明了其良好的优化效果。     

基于等效能折算的储能电站广义成本研究

储能技术是应对高比例新能源电力系统安全问题的关键技术之一。现阶段,成本因素制约了储能规模化商业应用。为此,针对不同类型储能电站广义成本问题,考虑不同类型储能效率、寿命的差异,以等效能折算为前提,分析储能全寿命周期进程中建设与运行特性的差异,构建基于等效能折算的储能全寿命周期成本模型与平准化电力成本模型;比较分析近年来投运/规划的抽水蓄能、锂离子电池储能、铅炭电池储能、全钒液流电池储能项目建设周期、征地成本等参量;对4种类型储能广义成本进行纵向、横向评估,讨论储能电站年充放电循环次数、充电电价、投资成本的变化对广义成本的影响。研究结果可为储能系统的选型规划提供参考。     

计及峰谷平滑效益的需求响应和电池储能系统调度联合优化策略

现有需求响应决策未考虑储能调度等影响因素,电池储能运营商基于固定需求响应结果进行储能调度决策,联合优化结果难以使系统获得最优综合效益。为此,建立了需求响应和电池储能系统调度联合优化机制以及基于联合优化策略的需求响应和电池储能系统调度决策模型。采用基于离散参数规划的线性优化策略,以等步长形式迭代求解非线性优化模型的最优分时电价和最优储能调度策略;建立基于联合优化策略的峰谷平滑效益模型,用于评估电力系统削峰填谷的单位成本。算例分析结果表明,所提需求响应和电池储能调度联合优化策略能有效削峰填谷并提高系统整体的经济性。     

电能型-功率型混合储能日前-日内协同滚动调度策略

混合储能可以利用不同类型储能在电量和功率上的不同优势。然而,在滚动优化调度中,电能型储能资源（如电池储能）容易因较短的日内滚动时间窗而限制其削峰填谷的能力;而功率型储能资源（如超级电容）又容易因较长的日前时间窗而影响其平抑风电波动的效果。针对以上两种问题,文中提出一种同时考虑电能型和功率型储能资源的日前-日内协同滚动调度策略。首先,针对电能型储能削峰填谷能力受限的问题,将日内滚动周期扩展到一天中的剩余时间,并将调度范围划分为时间分辨率不同的两个部分,从而使该部分储能资源尽可能参与削峰填谷,同时提升模型的求解效率。然后,针对功率型储能平抑波动能力受限的问题,通过对波动量的极值点统计分析,提出有限时间窗电量约束策略,从而避免该部分储能资源因过度参与削峰填谷而导致能量不足。算例表明,提出的调度策略能够发挥不同储能资源的调度潜力,在削峰填谷的同时平抑风电波动,提升风电消纳能力。     

基于层次分析法的储能配置综合评估技术

针对电池储能技术经济性逐渐提高、储能需求日益增长、部分电池储能技术应用效益性逐步凸显的现状,研究参与用户侧电能管理和需求响应的储能配置综合评估技术。基于层次分析法,提出了技术经济指标下不同储能规模间的标度计算方法,建立了综合评估指标的数学模型。考虑储能容量衰减,分别以投资成本、寿命、净现值、投资回收期、投资回报率等指标为上层目标函数;考虑削峰填谷、需求响应,以储能系统净年收益为下层目标函数,优化储能系统充放电曲线,提出了基于层次分析法的多目标优化模型求解方法。通过实例仿真验证了所提模型和方法的有效性和可行性,结果表明:综合评估指标可针对储能投资者的关注点,整体评估储能项目的可行性,得出综合评估指标最高时对应的储能规模。     

考虑经济性的风储联合双应用的储容配置方法

针对储能系统应用于风电场提出配置方法为决策者提供规划指导。研究储能对于风电的"削峰填谷"和"平抑波动",提出"双应用"概念;在分析以削峰率划分双层控制区、以风电并网标准约束变时间常数一阶低通滤波的基础上,提出双应用的储能容量配置策略及计算方法,并基于全寿命周期成本理论构建储能系统的经济模型,对储容配置方案进行经济性评估及经济灵敏度分析。通过对张北某风电场的储能容量配置实例的仿真分析和比较,验证了该配置方法的有效性以及风储联合双应用技术的经济价值。     

考虑需量管理的用户侧储能优化配置

随着能源互联网的不断发展,分布式储能使用需求日益增长。基于用户侧电能管理,提出一种考虑优化负荷特性的储能系统规划和调度综合优化模型。在两部制分时电价的背景下,以用户侧储能系统全寿命周期内总的净收益为外层目标函数,综合考虑了储能削峰收益、峰谷套利收益、全寿命周期成本等因素;以储能系统日调度周期内收益为内层目标函数,研究用户侧储能系统各时段充/放电值的优化。结合工程实际,通过遗传算法和混合整数线性规划求解双层优化配置模型,算例测试比较了锂离子和铅炭两种电池的额定容量/功率配置、削峰率和净收益,分析了负荷曲线特性、储能单位成本和能量转换效率储能成本对于经济效益的影响,为用户侧储能系统的优化配置提供建议。     

蓄电池储能削峰填谷的简便算法

为使电池储能应用于电网削峰填谷,提出了蓄电池储能削峰填谷时的优化模型以及求解这种模型的简便算法.该算法中蓄电池充放电时可以用最大功率进行,并能方便地求解蓄电池一天充电一次、多次放电的情况.实际例子表明,该算法有效、可行.     

用于光伏微网储能系统削峰填谷的控制策略

首先介绍了光储微网系统结构和光伏阵列功率模型,提出了光伏系统可靠性指标。负荷缺电率(LOLP)技术指标衡量了削峰填谷的作用效果。针对储能系统(BESS)的削峰填谷的功能分析,建立了基于蓄电池储能系统的运行模型,优化了储能系统配置容量。最后提出了一种用于削峰填谷功能的实时、动态储能系统控制策略,以实际算例分析验证了策略的合理性。     

不同电价下含储能系统的微电网经济调度

为了验证不同电价下储能技术的削峰填谷及其在电力系统经济调度中的作用,对含有储能的微电网进行建模分析。建立了含有风机、光伏电池、热电联产系统、燃料电池、燃气锅炉及储能系统的并网型微电网结构,在充分考虑电力市场分时/实时电价的条件下,优化了计及设备维护成本、售热收益和微电网与大电网之间的电能交互成本等的经济模型,并采用混合杂草蝙蝠算法对所提模型进行了优化。以2种电价下不含储能系统的微电网经济调度模型作为对照,通过具体的微电网实例优化了冬季典型日负荷下各微电源的最优机组出力和最佳运行成本。仿真结果验证了所提算法和模型的有效性：储能能够在电价引导下对网内电负荷削峰填谷并降低微电网运行成本;同时,不同电价政策对微电网总运行成本及储能作用的发挥影响不同。