考虑风储多维运行边界的调峰资源优化配置模型

近年来,风储联合发电系统取得了一定的发展,但在网络约束下的储能系统储放范围与风电渗透率之间存在着制约的关系,导致原有调峰资源的配置方案会对储能系统的储放空间及运行效率产生一定的影响。为解决该问题,文章引入风储联合系统接入配网后的多维运行边界并将其转化为调峰资源优化配置过程中的约束条件,建立综合考虑风储容量与调峰资源经济性的优化配置模型并进行求解。仿真算例验证结果表明,文章提出的考虑风储多维运行边界下调峰优化配置模型可实现风电与储能利用最大化及调峰资源配置经济性最优。     

计及可靠性的含源配电网储能系统的优化配置北大核心CSCD

本工作研究了计及可靠性的含源配电网储能系统的优化配置问题。首先,提出了适用于含源配电网供电可靠率指标的计算方法,具体考虑了负荷时序、分布式光伏出力及储能系统运行特性。然后,基于上述计算方法,提出了计及可靠性的含源配电网储能系统的优化配置模型,综合考虑了配电网的可靠性和经济性指标,约束条件包括配电网潮流、系统功率平衡、光伏出力以及储能系统运行。最后,以17节点配电网为例,利用遗传算法对本研究模型进行求解,得到了含光伏配电系统中储能系统的最优安装位置和容量。并且,分析讨论了储能和分布式光伏同步配置、储能在系统侧集中配置等不同的安装方案以及子目标权重系数的设置对目标函数的影响。     

基于改进海洋捕食者算法的配电网储能多目标优化配置北大核心CSCD

分布式电源(distributed generation,DG)的大量接入是配电网重要发展趋势之一,而储能系统的合理配置是提升配电网接纳DG能力的重要手段。本工作考虑高比例DG接入配电网造成电能质量下降问题,建立使配电网电压偏移最小、线损率最低、储能规划成本最优三个指标的储能多目标优化配置模型;针对目前侧重改进传统优化算法求解储能配置多目标优化问题性能不足方面,采用一种基于快速非支配排序和边界交叉构造权重设置参考点的方法对海洋捕食者算法改进,进而求解配电网储能多目标优化模型,得出储能在配电网中的最佳并网位置、额定容量和储能电池调度周期内的充放电功率。通过在IEEE-33节点系统上进行算例分析,结果显示:采用改进的多目标海洋捕食者算法能够有效地求解出在最优储能规划成本下使配电网经济、稳定运行的储能配置方案,及储能电池运行周期内最佳的充放电策略;并且通过对比多种智能优化算法,证明了所提改进海洋捕食者算法在求解储能多目标优化配置问题上具有良好的收敛性能、分布性能。     

基于改进粒子群算法的新能源侧储能容量配置

在新能源侧配置储能可有效减少弃风弃光,提高新能源消纳能力。综合考虑储能消纳风光的能力及其经济性,以风光电站弃风弃光电量和储能投资成本最小为目标构建新能源侧储能配置模型。提出基于改进多目标粒子群算法的优化算法对模型进行求解,在求出的各目标权重的基础上,采用熵权法排序得出最佳储能容量配置方案。以某风光电站为例进行仿真分析,结果表明,配置储能后可有效消纳风光,且具有较好的经济性,验证了所提方法的有效性和可行性。     

考虑参与多市场交易的电网侧储能优化配置

基于电网侧储能投资者的角度,提出一种考虑多市场交易模式的电网侧储能系统优化配置双层模型。模型外层以储能投资综合效益最大为目标,考虑了储能能量市场收益、调频市场收益、调峰市场收益和投资成本;内层以系统运行成本之和最小为目标,考虑系统的发电成本、调频服务成本、调峰服务成本和弃风成本。通过内外双层模型综合考虑了储能的规划和运行决策问题,模型在改进的IEEE39节点进行仿真,算例证明了所提模型的有效性。     

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。     

考虑光伏出力预测误差修正的储能优化配置方法

首先,基于k均值聚类和Copula理论建立不同天气类型下光伏出力的条件预测误差分布模型,并利用该模型修正储能运行时序模拟算法中的光伏出力预测值;其次,以跟踪光伏电站计划出力为控制目标,并以光伏电站寿命周期内年均收益最大为经济性优化目标,综合考虑储能全寿命周期成本、偏离计划出力的惩罚成本和光伏电站收益,采用粒子群算法和时序模拟计算法搜索最优的储能配置方案。最后,以安徽某地额定容量为100 MW的光伏并网电站储能配置方案为例,对所提出的方法进行验证。仿真算例表明,考虑修正与不考虑修正的情况相比,光伏电站的经济性得到提高,所需储能的功率和容量减小。     

基于权重自适应鲸鱼优化算法的多能系统储能电站最优配置北大核心CSCD

本文考虑风-光-火-储多能系统的运行特性和约束条件,将火电厂的输出功率波动最小作为目标函数,得到非线性规划方程。利用非线性自适应权重协调寻优算法的全局搜索及局部搜索能力这一特点,在包围猎物、气泡攻击及搜索猎物过程中引入非线性自适应权重系数S1和S2,对鲸鱼优化算法进行改进。改进后的算法用来求解多能系统储能电站的优化配置问题。利用IEEE33节点系统作为风-光-火-储系统的仿真模型,根据权重自适应鲸鱼优化算法的计算结果,储能选址在13节点,储能的配置容量为40.2 MWh,储能系统的年运行成本为1329万元。结果表明,本文提出的储能配置策略有效抑制了多能系统中火电厂的功率波动,加入储能后火电厂功率的峰谷差下降了90.79%,有效实现了辅助调峰。对于大规模新能源并网对电力系统造成的冲击,本文提出的优化配置策略有助于储能电站的规划与建设,将为实现“双碳”目标和推动能源革命提供重要支撑。     

风电场含退役动力电池的混合储能系统容量优化配置

针对退役电池在风电场平抑功率波动场景的应用,提出一种考虑退役电池时间尺度的混合储能系统容量配置方法。首先分析退役电池和新电池储能的优势,并介绍储能系统的成本构成;然后建立以全寿命周期经济性最优、考虑退役动力电池充放电时间尺度的混合储能容量配置模型,线性化后可调用求解器求解获取储能容量配置结果;最后用风电场实际数据进行分析,验证容量配置方法的有效性,并分析风电场不同储能配置时长政策要求、退役动力电池不同时间尺度以及不同控制策略下的混合储能容量配置结果。     

波动率优于国网标准的风电场储能容量经济优化配置

基于某风电场出力的实际数据,从不同时间尺度上分析了该风电场的功率波动特性。考虑了风电场弃风成本、储能惩罚成本、储能投资和运行成本,通过3种成本间的制约关系,构建了储能容量经济优化计算模型;采用滑动时间窗口算法并引入平抑修正系数,制定出波动率优于国网标准的期望参考功率。采用改进粒子群算法,针对某含储能风电电网进行了储能容量优化配置,求解出最优储能容量和最小经济总成本,对比了不同储能容量配置策略下的经济性,并引入了波动率评估因子对平抑效果进行了量化分析。仿真结果表明,该优化配置方案能够将风电出力波动率限制在20%以内,优于国网标准,且经济性最好,具有较好的应用前景。     

基于多储能技术经济性比较的可再生能源发电系统多目标容量优化

研究基于蓄电池、熔盐储热、抽水蓄能及储氢技术经济性比较的可再生能源发电系统多目标容量优化。该容量优化模型以最小化平准化度电成本及失负荷率为目标,应用4种代表性多目标进化算法进行求解。提出基于超体积的多目标算法综合评价指标,此外考虑了储能运行特性及资源不确定性提高仿真计算的准确性。算法性能比较结果表明,非劣排序遗传算法的平均排序等级为1.6,其具有最优的综合性能;储能的定量技术经济性比较结果表明,不同可靠性条件下熔盐储热系统的经济性均为最优;不同负荷曲线及不同资源水平的敏感性分析验证了储能经济性比较结果的有效性。     

Minimizing the energy cost for microgrids integrated with renewable energy resources and conventional generation using controlled battery energy storage

This paper presents a methodology to minimize the total cost of buying power from different energy producers including renewable energy generations particularly within the context of a microgrid. The proposed idea is primarily based on the controlled operation of a battery energy storage system (BESS) in the presence of practical system constraints coupled with our proposed cost optimization algorithm. The complex optimization problem with constraints has been solved using the well-known concept of dynamic programming. The methodology has been assessed using actual power and price data from six different power generation sites and cost reduction has been calculated for a number of BESSs by varying their energy and power capacities. Twofold benefits of the proposed methodology lie in minimizing the total cost along with the constraint-based efficient operation of the BESS. Simulation results depict that the given power demand at a particular region can be fulfilled properly at all times using a BESS and multiple power generation.     

一种计及无功补偿的分布式电源优化配置方法

可再生能源以分布式电源的形式接入配电网是消纳可再生能源的重要手段,为进一步提高可再生能源的利用率,本文在分布式电源优化配置过程中考虑无功补偿设备以及储能系统的配置,建立了分布式电源、储能系统、无功补偿设备建设成本最小,系统网络损耗最小,系统电压稳定指标最优的多目标优化模型,并提出基于概率分布策略的改进遗传算法用于优化模型的求解。最后,以IEEE-33节点配电网系统为例,表明本文提出的配置方法可以改善分布式电源的波动性对配电网的不利影响,在保证系统稳定的前提下,进一步提高可再生能源利用率。     

考虑广义储能的综合能源系统典型日优化运行

由电、热、冷能系统之间的耦合与互联构成的综合能源系统(IES),对于构建环保、高效、经济的能源系统至关重要。着眼于IES运行环节,考虑广义储能设备的投入运行,并计及IES内各设备出力约束,以调度周期内运行费用最低为目标函数,采用基于yalmip平台的cplex优化算法包对IES优化运行进行求解。该方法考虑了分时电价和典型日负荷特性对IES运行的影响,并与不计广义储能的运行模式进行对比分析。算例仿真表明,投入广义储能设备不仅更有利于IES的经济效益,而且有利于IES安全稳定运行。     

基于氢气储能的热电联供微电网容量优化配置

以光伏系统、氢燃料电池、电解槽、储氢罐构建的热电联供微电网为研究对象,制定初始投资成本等年值以及年运行成本最小的优化目标,提出热电联供微电网热负荷满足率评价指标,针对系统运行的基本约束设计微电网控制综合策略,并以某地历史源荷数据为参考,建立满足工程应用的数学模型,采用粒子群优化算法进行求解,得到氢气储能的孤岛型微电网热电需求基本方案。从应用层面论证氢气储能替代电池储能的可行性,并进行微电网系统容量优化配置,可满足居民负荷供能需求,提高系统运行经济性,预期具有较好的应用前景。     

含复合储能的冷热电联供系统多目标运行优化研究

冷热电联供（combined cooling, heating and power, CCHP）系统是分布式能源系统发展的主流趋势,针对CCHP系统的能量调度问题,提出了储电、储热相结合的复合储能技术;为实现CCHP系统的运行优化控制,建立了CCHP系统拓扑架构、系统模型、多目标函数及约束条件,采用线性加权和法将多目标函数转化为单目标函数,利用遗传算法进行优化求解,并与不含复合储能的CCHP系统进行对比分析。结果表明：将复合储能引入CCHP系统,能有效降低系统运行成本和一次能源消耗量,提高系统节能率和削峰填谷能力,为CCHP系统的优化运行策略提供了较好的参考方法。     

市场环境下多主体参与的主动配电网双层优化配置

电力市场化改革孕育了多元市场主体,为了兼顾多元市场主体利益需求,在保障系统安全性前提下实现社会总效益最大化,提出市场环境下多主体参与的主动配电网双层优化配置模型。上层模型考虑以分布式电源投资商、配电公司和储能运营商为主的能源及服务商的经济效益,并计及电网公司和第三方公司为不同投资主体的储能运行策略,引入系统综合安全性指标保障系统故障下的孤岛运行能力;下层模型考虑终端用户侧经济效益,积极响应需求管理以保证用户满意度最高。采用改进粒子群算法对双层模型进行求解,并利用IEEE33节点系统验证了该模型在保证系统安全性的同时能有效兼顾多主体利益。     

Optimal configuration for photovoltaic storage system capacity in 5G base station microgrids

Base station operators deploy a large number of distributed photovoltaics to solve the problems of high energy consumption and high electricity costs of 5G base stations. In this study, the idle space of the base station’s energy storage is used to stabilize the photovoltaic output, and a photovoltaic storage system microgrid of a 5G base station is constructed. Aiming at the capacity planning problem of photovoltaic storage systems, a two-layer optimal configuration method is proposed. The inner layer optimization considers the energy sharing among the base station microgrids, combines the communication characteristics of the 5G base station and the backup power demand of the energy storage battery, and determines an economic scheduling strategy for each photovoltaic storage system with the goal of minimizing the daily operation cost of the base station microgrid. The outer model aims to minimize the annual average comprehensive revenue of the 5G base station microgrid, while considering peak clipping and valley filling, to optimize the photovoltaic storage system capacity. The CPLEX solver and a genetic algorithm were used to solve the two-layer models. Considering the construction of the 5G base station in a certain area as an example, the results showed that the proposed model can not only reduce the cost of the 5G base station operators, but also reduce the peak load of the power grid and promote the local digestion of photovoltaic power.     

多时间尺度滚动优化在冷热电联供系统中的优化调度研究

为解决可再生能源和用户负荷波动所造成的能量供需不平衡问题,该文提出多时间尺度优化运行方法。该方法建立“日前-日内滚动-实时调整”的三阶段优化模型来逐级优化机组出力,日前阶段考虑环境成本,日前优化以日运行成本最低为目标,日内滚动优化以滚动控制时域内购能成本和机组出力变化惩罚成本最低为目标,实时调整优化以设备功率总调整率最小为目标,最终得到设备的实时平滑出力计划。日前阶段比较不同的系统结构对CCHP系统日运行成本的影响,并确定了最佳的系统结构。仿真结果验证了所提策略的准确性,优化结果显示：多元储能模式能降低CCHP系统的运行成本;多时间尺度滚动优化不但能提高CCHP系统的运行经济性,而且能减小设备的功率波动,减小设备运行损耗。