考虑运行寿命内经济性最优的梯次电池储能系统容量配置方法

退役动力电池的梯次利用是电动汽车行业可持续发展急需解决的问题.为确保梯次电池储能系统的经济性,在规划阶段需对储能系统进行容量配置,提出了基于雨流计数法和等效循环寿命法的梯次电池寿命评估方法.考虑容量保持率变化对储能系统寿命和经济性的影响,以储能系统实际运行寿命内净收益总和最大为目标,提出了梯次电池储能系统容量配置方法,...     

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。     

计及循环寿命的电网调频储能容量优化配置

针对储能电池参与电网调频时的容量配置问题,提出一种优化配置方法。综合考虑了储能电池的各项成本以及参与调频时可获得的收益,并且引入了储能电池的容量保持率模型,利用数值拟合的方法对不同放电深度给储能电池循环寿命造成的影响进行了定量分析与计算;同时基于区域控制误差信号,以储能运行特性和电网调频需求为约束条件,获取储能电池在调频过程中的出力序列,以此对储能的功率容量和能量容量进行优化配置。最后利用实际电网数据进行仿真验证,对不同放电深度下储能配置的技术与经济特性进行了对比分析,给出了使整体经济性最优的储能放电深度。仿真结果表明,所提配置方法可以灵活协调储能配置方案的经济性与技术性。     

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。     

考虑储能电池参与一次调频技术经济模型的容量配置方法

规模间歇电源并网引起的电网频率问题,导致对引入储能辅助调频的研究越发迫切。提出一种考虑储能电池参与一次调频技术经济模型的容量配置方法。阐述了储能电池功率和容量设计的通用方法;通过分析储能电池在调频运行过程中的成本和效益,基于全寿命周期理论,运用净现值法结合仿真模型构建储能电池参与一次调频的技术经济模型;设计了一种储能电池参与一次调频的充放电策略,在此基础上,考虑受风电出力波动影响的电网综合负荷,从与之对应的电网频率信号波动特性出发,在确定的电网调频及储能电池运行要求约束下,得出调频效果最优、经济性最优以及两者综合最优目标下的储能电池容量配置方案。仿真结果表明了该方法的合理性及有效性。本研究有助于推动储能电池在辅助调频服务上的示范与工程化应用。     

变电站扩容和电池储能系统容量配置的协调规划方法

充分考虑电池储能系统（BESS）的充放电效益对变电站扩容建设的推迟作用,建立了变电站扩容建设和BESS容量配置的协调规划模型。新模型基于一个含风电场的典型地区配电网络及其日负荷曲线,考虑了购电费用和BESS与变电站扩容的综合投资运行费用目标,同时还考虑了BESS的充放电特点和网络的安全约束。其中对于变电站扩容容量包含给定待选与连续可调两种情况。该模型是一个多时段非线性规划问题,在变电站扩容容量为给定待选的情况下还包含整数变量,需将其转换为含互补约束条件的连续优化问题,再采用原对偶解耦内点法将其解耦为单时段优化问题进行协调迭代求解。算例结果表明该方法可以有效减小电网的扩容投资,并实现储能系统容量的优化配置。     

考虑分布式发电增长模式的电池储能系统多阶段容量配置方法

主动配电网的投资主体呈多样化发展,电力系统规划方案应科学地协同各主动元件,如分布式发电(distributed generation,DG)的客观接入模式。以配电公司综合收益为目标,提出一种考虑分布式发电增长模式的储能系统(battery energy storage system,BESS)多阶段容量配置方法。该方法可有效计及BESS运行套利模型与全寿命周期管理,得到匹配DG阶段式发展的BESS最佳配置策略,将面向终态场景的长尺度规划扩展到多阶段场景的适应性规划。测试算例结果表明,所提方法能适应不同的DG增长模式,在提升清洁能源渗透率同时有效提高了设备利用率。     

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。     

计及电池使用寿命的电动汽车充电站储能容量配置方法

电动汽车充电站接入配电网不但增加电网的扩容压力,而且充电站较大的负荷峰谷差造成设备利用率低。通过配置储能电池可有效降低负荷峰谷差,提高设备利用率。但储能电池的容量决定投入的成本,需要寻找最合适的容量达到成本最低的目标。由于储能电池寿命影响电池更换时间,需要准确估算储能电池在频繁不规则充放电状态下的寿命周期。本文采用雨流计数法统计电池工作周期内的充放电深度,并根据等效循环寿命曲线建立电池寿命损耗模型。以充电站日成本最低为目标,综合考虑充电站配电网的投资成本、储能系统的投资成本、维护成本及整体的运行成本,利用粒子群优化算法求解最优容量,最后对比不同类型充电站在不同场景下配置储能的价值。     

储能钠电池的容量设计

钠电池是钠离子在正负极之间传导和得失电子的电化学电池,包括钠硫电池、钠-氯化镍电池等。钠电池储能系统在电网储能、间歇式能源稳定并网、分布式电站等大容量储能场合有应用潜力。本文主要讨论钠电池单体电池的容量设计的问题。主要考虑电池内阻对电池有效容量的影响,以电池对外电路所能做的功和功率为核心,理论分析不同应用需求情况下电池容量的设计问题。     

考虑储能电池容量衰减的共享储能配置研究

针对电池容量衰减对共享储能电站经济效益的影响,提出计及电池健康状态变化的共享储能容量功率配置方案。分析现有共享储能服务冷热电联供(combined cooling heating and power, CCHP)微网系统的商业模式盈利方式,并以寿命周期内的储能电站成本最低为优化目标,构建考虑电池寿命的双层规划模型;通过雨流法计算复杂充放电过程储能电池放电深度,并建立储能电池健康容量衰减模型;利用外层模型求解考虑电池容量衰减的共享储能配置问题,利用内层模求解共享储能参与下的CCHP系统设备运行优化问题,通过内层模型Karush-Kuhn-Tucher(KKT)条件对模型进行转化并迭代求解。算例分析验证了配置方案的可行性,证明所提共享储能配置方案较未考虑电池容量衰减的配置方案更具应用前景。     

基于可靠性约束的电力系统蓄电池蓄能容量的优化

本文根据ＭＡＲＫＯＶ 过程理论，提出了一种确定ＢＥＳ系统蓄能容量的方法。它直接在裕度停运容量模型的基础上，以缺电频率和电力不足概念为约束条件，给出了系统的最优蓄能容量及逆变器的额定功率。最后，以ＩＥＥＥ－ＲＴＳ为例作了计算、分析。     

可向特定负荷定时限独立供电的储能系统优化配置

在新能源发电密集接入区的配电网用户侧配置储能设备可作为多能互补分布式能源综合利用的有效补充,能提高能源系统综合效率并满足用户对提高供电可靠性的要求。蓄电池储能系统在供电系统正常运行状态下可以消纳或平抑新能源发电功率的波动;在供电系统故障状态下,储能系统可向特定负荷提供一定时限的独立供电。以蓄电池储能系统全寿命周期内的年投资回报率最大为目标,在保证供电区域内特定负荷定时限独立供电的前提下,研究储能系统的最优配置。首先,建立包括蓄电池全寿命周期内"低储高发"的套利收入在内的4项收益指标和全寿命周期成本的经济效益模型。然后,提出一种通过提取关键影响因子逐步简化优化模型的方法。最后,通过算例分析比较了铅炭电池、磷酸铁锂离子电池和梯次电池在保证特定负荷1h独立供电下的储能配置和年投资回报率,验证了所建模型和求解方法的可行性。     

风光储微网系统蓄电池容量优化配置方法研究

对现有风光储微网系统储能设备容量确定方法进行分类和总结,从独立风光储微网系统实现连续供电角度进行蓄电池容量优化配置方法研究.针对传统法、积分法等方法没有考虑蓄电池自身运行特性限制的问题,提出基于蓄电池内部特性建模的蓄电池容量确定方法,根据优化目标和约束条件的不同,建立3种不同优化方案.通过具体算例给出各种方法结果的异同,对比分析验证了基于蓄电池内部特性建模方法的有效性,深入探讨给出独立风光储微网系统蓄电池容量优化配置的建议.     

风-光-火-抽蓄联合系统中抽水蓄能电站最佳容量配置

针对含风电、光伏、火电和抽蓄联合系统中抽水蓄能电站的容量配置问题,构建了联合系统双层规划模型,并提出了求解流程。上层模型以弃风、弃光电量之和最小为目标,确定抽水蓄能电站的容量配置问题,下层模型旨在最大化联合系统的经济效益、环境价值,同时改善系统运行条件,解决抽水蓄能电站的运行调度问题,上下层目标采用基于Tent映射混沌优化的改进灰狼算法进行求解。通过对某地区冬季和夏季2个典型日场景进行仿真分析,验证了模型与算法的有效性,结果表明,所构建的双层规划模型对科学确定联合系统中抽水蓄能电站的容量是有效的,并在满足运行调度优化的条件下,能够改善系统运行条件,实现经济效益与环境价值最大化的预期目标。     

辅助单台火电机组AGC的电池储能系统双层优化配置方法

随着储能辅助火电机组自动发电控制(AGC)调频示范工程的开展,储能容量优化配置逐渐受到业界关注。针对当前电池储能系统(BESS)容量配置存在的技术与经济性难以制衡的问题,建立辅助单台机组AGC的BESS双层容量配置模型,运行层基于所设计充放电策略以等效寿命损耗和偏差电量比最小为目标以满足运行技术性需求;经济层以K_p补偿收益及全寿命周期成本下年均净收益最大化得出BESS额定功率和容量配置。其次,构建自适应全局和声搜索—多目标粒子群嵌套算法,对辅助机组AGC调频的BESS配置双层模型求解寻优。最后,基于1 000 MW机组某运行日数据,通过仿真计算得出优化配置结果,并分析其经济性和技术性指标,验证该方法的可行性和有效性。     

大容量级联式电池储能功率调节系统中多脉冲驱动技术研究

出于高压隔离目的,大容量级联式电池储能系统中,一般采用光纤传输驱动脉冲信号。由于H桥单元个数众多,驱动脉冲数量庞大,为减少光纤使用数量,降低系统成本,提高工作可靠性,采用编解码技术,对多路脉冲驱动信号进行编码后通过一条光纤信号进行串行传输成为一种可行的解决方案。首先分析了PWM脉冲信号的产生算法,在此之上提出针对多路PWM脉冲进行编解码的算法,指定通信协议,采用光纤信号进行串行通信,并将该方案成功应用于一台6 k V,600 k W电池储能功率调节系统(PCS)中,实验结果表明采用该编解码方案使用一条光纤即可完成传统多路光纤传输任务,功率调节系统输出与理论分析一致,电压谐波含量低,并网电流正弦度高,验证了所提的脉冲编解码方案的正确性与可行性。     

用于电网削峰填谷的储能系统容量配置及经济性评估

电网负荷峰谷差日益增大,为满足高峰负荷用电需求,需增设或改造原有发输配电设备,而电网的低负荷率导致电力设备的资产利用率较低,使得电源规划建设缺乏经济性。储能技术可解决峰谷差加大、资产利用率低的问题,但现阶段储能系统的高成本限制了储能技术的规模化应用。考虑储能系统充放电平衡约束、循环寿命等因素,研究了储能技术用于电网负荷削峰填谷的控制策略,并建立了评价储能系统投资经济性的数学模型。以实际负荷数据为例,仿真分析了在不同调峰程度下储能系统的容量需求,分别从社会效益和投资者角度研究了储能系统投资的经济性问题,最后提出了储能系统规模化应用的经济条件。     

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。     

飞轮储能参与电网一次调频协调控制策略与容量优化配置

为充分利用飞轮储能辅助电网调频的优势并考虑运行经济性因素,对飞轮储能辅助火电机组参与电网一次调频协调控制策略和容量优化配置进行研究.首先,针对电网频率特性及机组调频特点,提出一种减少机组磨损、抑制反向调频、储能电量持续性管理的火电机组-飞轮储能协调控制策略.然后,基于一次调频积分电量考核贡献指数进行调频收益计算,并据此...