基于目标机会约束规划的储能容量优化配置模型

针对高比例可再生能源的不确定性给主动配电网的电力平衡与灵活性运行带来的影响,提出了一种基于目标机会约束规划的储能容量配置方法。首先分析了含高比例可再生能源的主动配电网中典型"鸭型净负荷曲线"场景下的电力需求与灵活性需求问题,由此引入目标机会约束规划方法,建立了考虑电力需求裕度、灵活性需求裕度的目标机会约束规划模型以配置储能资源。最后,通过算例验证所提模型的有效性,仿真结果表明,所提储能容量优化配置模型及其协同运行方案能有效解决高比例可再生能源接入下典型"鸭型净负荷曲线"场景中的电力需求以及灵活性需求不足问题。     

基于改进和声搜索算法与二阶锥松弛的储能优化配置

配电网中分布式电源的大量接入加剧了电网功率波动,为稳定电网功率及消纳新能源发电功率,需在电网中合理配置储能。本文基于双层规划模型将储能配置划分为规划层与运行层,并提出了基于趋向移动的全局和声搜索算法和二阶锥松弛理论相结合的储能优化配置混合算法。规划层采用以储能年投资成本与配电网年运行成本之和最小为目标函数,研究了储能配置位置、功率、容量等方面的经济效益;运行层以电网有功网损以及电压偏移之和最小为目标函数,研究了储能各时段最优充放电功率。基于某地实际数据,以33节点配电网为例进行了仿真分析,研究了不同场景下储能的配置方式以及探讨了本文混合算法的优异性。结果表明本文提出的混合算法可以顺利求解该场景下的储能配置问题,证明了本文混合算法有效性。同时,探讨了多场景下的储能配置方式,证明采用双层规划模型对储能进行配置有利于降低配电网综合成本。最后,将本文混合算法与传统智能优化算法求解此类问题进行了比较分析,证明了本文混合算法在求解此类问题上的快速性与准确性。     

计及有载调压的高光伏渗透率配电网储能优化配置

为解决高光伏渗透率配电网功率倒送等问题,合理配置储能系统是有效手段。同时,有载调压变压器作为一种重要调压手段在低压配电网中广泛使用,需要在储能优化配置予以考虑。因此,将储能全寿命周期投资运维成本及购电成本最低作为目标,同时考虑储能系统的充放电损耗、荷电状态和能量存储时间等因素,建立了计及有载调压的有源配电网储能优化配置模型。利用二阶锥规划SOCP(second-order cone programming)对潮流约束进行松弛处理并求解,给出能够适用于含有载调压变压器的分布式能源高渗透率配电网的储能优化配置方案。以浙江省某低压配电网为例校验了提出方法的有效性。     

主动配电网储能动态配置规划方法

主动配电网中的负荷和分布式发电出力具有明显的周期变化特性,已有的配电网储能规划方法,其规划结果均是接入点和容量固定不变的储能配置,储能的灵活性和价值尚存在较大的发挥空间。提出了一种主动配电网储能动态配置规划方法,即伴随负荷需求和分布式发电出力场景变化,在配电网中动态配置储能装置。以储能在不同场景下的接入点、容量、运行方式为决策变量,以储能带来的综合经济效益最大为目标,构建了主动配电网储能动态配置的混合整数二阶锥规划模型。以IEEE 33节点系统为例,验证了所提方法的可行性和有效性。该方法是对储能装置灵活性运行方式的有益拓展,使其能够服务于主动配电网多变的运行场景,从而使储能价值得到充分发挥。     

储能电池在有源配电网中容量优化配置策略

在含可再生能源、储能的有源配电网中,可再生能源发电出力的不确定性对配电网造成了许多影响,配置 一定容量的储能电池可进一步促进可再生能源消纳.分析了有源配电网中可再生能源发电、负荷需求的不确定性,提 出一种能够促进可再生能源消纳的储能电池容量优化策略,并在IEEE33节点电网模型中进行仿真.     

计及灵活性供需平衡的储能优化配置

针对因新能源在电力系统中占比不断提升而带来的电力系统规划和运行过程均需提高供需灵活性的问题,提出了兼顾灵活性和经济性的电力系统储能配置方法。首先,在源荷两端灵活性需求分析的基础上,从电力电量平衡角度对系统灵活性进行了评估;然后,考虑风光出力的不确定性、相关性,利用Frank-Copula函数场景生成方法得到风光联合出力的典型场景;最后,建立了双层优化模型。在模型中,上层模型用于从储能投建经济性最优的角度制定储能的配置方案;下层运行优化模型用于从综合运行成本最优的角度制定优化调度方案。利用上、下层模型对方案进行不断迭代优化,最终得到兼顾经济性和灵活性的最优储能配置方案。以改进的IEEE-RTS24节点系统为算例进行验证,结果表明所提方法在求解储能配置容量方面具有较好的经济性和灵活性。     

计及直流调节能力的含风电电力系统储能优化配置

随着风电装机容量的不断增加,电力系统对储能等灵活性调节资源的需求增加.而交直流混联电网是实现大规模风电并网、输送和消纳的基础.针对上述背景,提出一种计及直流调节能力的含风电电力系统储能优化配置方法,在促进新能源消纳的同时减少储能投资成本.首先,考虑到风电功率和负荷具有随机性、不确定性等特点,通过场景分析法来处理风电和负...     

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。     

端对端交易场景下配电网分布式储能的优化配置

高渗透率可再生能源接入配电网不仅促进了分布式发电技术以端对端(P2P)的形式参与市场竞争,也对电网的安全稳定运行提出了挑战.为了保证配电网中P2P交易的安全稳定进行,提高用户和储能供应商投资储能的收益,在2种交易方案下提出了一种双层优化储能配置方法.上层模型以储能总投资成本最小为目标,采集配电网一年的运行数据进行优化,...     

负荷高密度地区中计及灵活性不足风险的储能优化配置

负荷高密度地区现有的输电通道有限且系统内灵活性电源的占比较低,应对源端可再生能源及荷端负荷需求随机性波动的调节能力不足。储能系统(energy storage system,ESS)作为一种高效的灵活性资源,具有响应的快速性和功率双向转化的优点,可以为电力系统提供灵活性支撑,基于双层规划模型建立了提升负荷高密度地区整体和局部灵活性的储能优化配置方法,上层模型对储能配置方案做出战略决策,下层模型基于场景分析法,对典型日场景进行运行模拟,使用条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)量化灵活性不足风险成本,模型充分地考虑了电力供需平衡、新能源消纳以及网架结构的支撑作用,通过添加关联约束将双层模型转化为单层模型。最后通过MATLAB平台调用商用软件包GUROBI完成混合整数规划优化,求解得到最优配置方案。在某实际系统负荷高密度地区中验证了配置方法的有效性。     

基于恢复力约束的分布式储能优化规划

提出基于恢复力约束的分布式储能优化规划方法,以保证重要用户的恢复力为前提条件,采用双层耦合规划模型。内层模型在满足电网运行的潮流约束下,灵活地控制重要用户侧分布式储能参与需求侧响应,实现用电成本与动作频次最小的目标,采用竞争深度Q网络（dueling deep Q network, DDQN）结构的深度增强学习方法进行求解,内层模型将分布式储能响应策略传递给外层模型;外层模型进一步基于重要用户的恢复力约束和投资收益校核分布式储能的配置方案,通过双层优化耦合反馈,最终实现基于恢复力约束的分布式储能优化规划。通过分时电价引导分布式储能等重要互动资源参与配电网的优化运行,保证重要用户电力供应连续性的同时给用户明显的投资收益。最后以某10 kV变电站的重要用户储能优化配置为例,分析了所提方法的有效性。     

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。     

基于最优价值网络的储能系统调度优化及仿真

储能系统只有根据系统可用发电容量的多寡来决定补充或释出能量的时机和规模,才能最大化储能系统的价值。市场机制能提供清晰的电价信号,反映可用发电容量的多寡程度。只有考虑市场价格关于储能出力变化的灵敏度,才能在优化中考虑储能系统对市场的影响,但由此产生非线性优化问题。借鉴人工智能领域的最新成果,建立了针对储能优化这一动态决策问题的全新优化框架,引入价值网络概念,用于评估时间—储能状态2维有界空间中任意路径的决策价值,以指导寻优;通过不断提高搜索精度,来逼近实际市场中储能调度的最优解。将该方法用于多源含储电力系统的调度分析,不仅验证了优化方法的有效性,也给出了调度部门在保证储能适度获益的市场设计下,利用储能容量平抑电价尖峰、充分利用弃风弃光量,使用户、储能、发电三方获益的仿真结果。     

基于差分进化粒子群神经网络的用户侧储能容量优化配置

为提高用户侧储能系统的经济性及使用寿命,提出一种基于差分进化-粒子群BP神经网络的储能优化配置算法.以提高系统可靠性和降低系统投资成本为目标,以储能电池充放电功率限制以及系统最大装机容量等为约束条件,搭建了用户侧储能容量优化配置模型.提出的差分进化和粒子群的混合算法,保留粒子群算法早期收敛速度快的优点,加入差分进化算法...     

基于双层优化模型的多能互补微网储能优化配置

在多能互补微网系统中,为优化储能装置在不同运行状态下的容量配置,建立了同时考虑离网及并网运行状态的储能配置双层优化模型,采用考虑极值变异的混合型粒子群算法求解,获得了储能装置并、离网状态的协调优化配置方案。算例验证结果表明,求解得到的储能优化配置结果比传统单层优化模型更优,具有较快的收敛速度和较好的计算精度。研究结果为微网储能优化配置策略提供了参考。     

基于模糊相关机会规划的储能优化控制

为了最大限度地使风光储联合发电系统的出力与计划出力相匹配,采用提前一日对储能装置进行优化控制的方法。因风光出力具有模糊性,提出了基于模糊相关机会规划的储能优化控制方法。该方法考虑了储能装置的出力和电量约束条件,每个时段的匹配程度用可信度表示,以一日内96个时段总的可信度均值最大为目标,采用基于模糊模拟的遗传算法求解,得到可信度均值最大时不同时段对应的储能充放电功率。算例分析表明,所提出的储能优化控制策略使风光储联合发电系统的总出力可基本跟踪计划出力曲线。     

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。     

基于VC++的风电场储能容量优化配比软件实现

针对当前风储一体化系统中储能容量优化配比研究多侧重于优化配置原理分析和缺少具体实现方法的问题,依据团队有关储能容量优化配比的科研成果—"基于时序仿真原理和GA算法的风储一体化电站储能容量优化配比研究",开发了基于VC++平台的风储一体化系统储能容量优化配比软件。首先,根据储能优化配比原理和MFC功能特征,开发了储能容量优化配比软件中典型负荷数据查找功能模块;其次,基于储能用于"削峰填谷"的合理预期,使用GA算法并结合MFC中对话框互调功能,开发了储能容量优化配比功能模块;最后,开发了具有动态实时显示功能的储能容量优化配比检验结果模块。以新疆某风电场和区域电网的实际运行数据对所述的储能容量优化配比软件进行测试,结果表明本储能容量优化配比软件配置的储能不仅可消除风电大波动和反调峰给电力系统带来的风险,还可兼顾储能系统的投资最优,同时还可以人机互动的方式查看具体时刻储能工作状态,对于丰富和完善储能容量优化配比研究具有重要意义。     

基于共享储能的微网园区系统能量协同优化

能源互联网是冷、热、电、气高度融合的新兴途径,实现了能源系统的多目标综合优化.首先将共享储能与源-网-荷-储的微网园区综合能源系统相结合,提出了包含光伏、风力发电等分布式能源的协同优化模型;然后通过分析广义能源互联网的运营模式,综合考虑社区综合能源系统中重要设备及负荷等因素,构建以经济性为能量协调优化目标函数;其次,为...     

提升配电网新能源消纳能力的分布式储能集群优化控制策略

针对分布式电源大规模接入配电网造成的资源浪费与储能系统经济性有待提高的问题,提出一种用于提高分布式电源消纳和储能系统经济性的集群储能控制策略.首先,建立了兼顾系统模块度与有功功率平衡度的综合性能指标,并提出了基于遗传算法的集群划分方法.然后,通过逐层进行配电网与集群层面的削峰填谷,依次确定集群储能及节点储能功率;在计及配电系统安全、储能系统运行等约束条件下,构建了集群储能经济模型,分析既有储能配置下可消纳新能源比例及储能系统日运行收益,确定各节点储能最优时序出力.仿真结果表明,所提控制策略可以促进配电网新能源消纳,提高储能系统运行经济性.