基于改进PSO的独立风光系统混合储能容量优化研究

为了提高独立风光系统的供电可靠性,应为其配置储能系统。但目前储能装置的成本高,故应合理地配置储能系统容量。以计及储能寿命的整个储能系统工程使用年限内的总成本作为目标函数,以不同类型储能各自补偿频段的分界频率作为优化变量,以负荷缺电率(LPSP)、能量浪费率(SPSP)及储能的荷电状态等为约束条件,并采用改进粒子群算法求解该模型。最后,通过分析算例结果,验证了该优化模型与算法的正确性和有效性。     

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。     

风光接入下储能系统双层优化模型

提出一种风光接入下储能系统的双层优化模型,综合考虑规划和运行2个不同时间尺度问题的相互影响。外层考虑储能系统配置下的全网总成本,用改进粒子群算法迭代求解;内层考虑储能参与下的电网运行成本,采用CPLEX进行求解。在改进的IEEE 10机39节点系统进行仿真验证,结果表明所提模型可得到合理的储能配置方案,在对比不同情景下的经济指标可得到双储能配置为仿真系统的最佳方案。     

基于风储系统和交叉粒子群算法的飞轮储能优化配置

风力发电是绿色能源开发利用的重要方向。将储能系统与风电场结合,建立风电场储能联合的发电系统是提高集成风电可靠性的一种有前景的解决方案。飞轮储能设备具有响应速度快的特点,因此适用于风电场中平滑风力发电输出功率的波动。在选用飞轮储能设备的基础上提出了一种基于经济效益的飞轮储能配置方案。首先采用小波包分解的方法提取风功率数据的低频分量作为数据基础,建立经济效益的数学模型,并采用交叉离子群算法对飞轮储能设备的配置方案进行寻优。在此基础上利用大容量的飞轮储能设备对长时间尺度风电场输出的日间功率波动进行平滑。利用Matlab软件进行仿真实验,验证了飞轮储能设备可有效平滑风电场输出功率波动,并具有较好的经济效益。     

考虑需求侧响应的微网混合储能优化配置

在微网中配置混合储能并引入需求侧响应机制,有利于提高电网运行时的灵活性,降低分布式电源对电网带来的冲击。针对含风力发电机、光伏、储能的并网型微电网,引入需求侧响应机制,建立了以混合储能全寿命周期净现值、微网购电成本和需求侧响应成本为目标函数的微网混合储能优化配置模型,对混合储能容量进行优化配置,采用改进差分算法求解该模型。结合某地实际微网进行验证,结果表明,混合储能可有效改善分布式电源对微电网的影响,需求侧响应可显著降低混合储能成本,提高微网运行的经济效益,为类似微网混合储能优化配置提供了参考。     

基于混合算法的配电网中电池储能的多目标优化配置研究

基于随机会约束规划理论,计及系统的不确定性因素提出配电网储能电站多目标选址定容模型。首先分析配电网的经济性和可靠性特征,接着基于随机机会约束规划建立储能电站的优化模型。采用二进制粒子群算法和改进粒子群算法的混合算法对模型进行求解。最后利用研究模型,结合IEEE 33标准节点系统建立配电网储能电站优化算例,对离网模式和并网模式2种模式进行仿真,对优化配置结果进行对比和分析。     

基于萤火虫与粒子群混合优化算法的移动储能调度

近年来,受规模化电动汽车无序充电、高比例新能源功率波动等因素影响,配电网存在负荷峰谷差较大、网损较高、配电网运行成本高的问题。提出基于萤火虫与粒子群混合优化算法的移动储能调度方法。分别建立电动汽车、移动储能车、氢燃料发电车的移动储能模型,建立负荷峰谷差、配电网网损和配电网运行成本多目标函数,为了降低排名异常的概率,引入Tent混沌映射、柯西变异算子、萤火虫算法中的模糊自适应惯性权值,求解多类型移动储能共同参与调度的最优方案。算例分析结果表明,所提方法能够有效减少负荷峰谷差、降低配电网网损和降低配电网运行成本。     

基于改进粒子群算法的混合储能独立调频的容量优化研究

新能源与可再生能源在“3060双碳”战略目标下深入构建清洁能源体系,针对储能以独立主体向电网提供调频辅助服务以应对间歇性和随机性功率波动的优化问题,提出飞轮和锂电池混合储能的容量配置策略。首先,以考虑调频里程的储能经济效益最大化建立数学模型;然后采用自适应噪声完备集合经验模态分解将调频指令分解为高频需求和低频需求;最后构建算例,在不同分频参数下嵌入混合储能的充放电功率控制和荷电状态约束,并运用反向搜索前期寻优和变异交叉策略后期寻优的改进粒子群算法求解。结果表明,该方法求解得到的配置方案有效提升了混合储能整体的经济性和安全性。     

基于风光互补发电系统的压缩空气混合储能系统容量优化

压缩空气储能系统可以有效减少因风能和太阳能随机性造成的弃风弃光现象,但其动态响应时间长,且存储规模配置不合理会影响其发展。为此首先提出液流电池与压缩空气储能组成混合储能系统解决并网型风光互补发电系统输出波动不稳定的问题;其次基于典型小时负荷、风力机发电功率和光伏发电功率,针对不同场景,以系统最大收益为目标函数,利用猫群算法优化压缩空气储能系统的容量配置;最后分析压缩空气储能系统的额定容量与额定功率对系统最大收益的影响,验证算法可靠性。结果表明,基于风力机与光伏系统的装机功率分别为20 MW和3.42 MW的场景,压缩空气储能系统容量配置为4 MW和46.5 MW·h时,其经济性最佳,每周可节约购电成本183 688.24元,周最大收益为30 543.86元。     

光伏电站复合储能电压波动抑制双层优化控制方法

大规模光伏电站的不断接入为电力系统的安全稳定运行带来了巨大挑战。为解决光伏电站出力不确定性所造成的功率波动问题,提高光伏电站在并网点处电压的稳定性,文章采用由蓄电池与超级电容组成的复合储能一体化控制方法,提高光伏并网点电压稳定水平。首先研究由光伏电源、复合储能构成的典型复合储能系统拓扑结构下储能双层优化控制策略;其次,在不同储能介质的荷电状态与充放电特性模型基础上,研究基于不同光伏并网点电压波动场景的多储能介质组合电压波动抑制优化控制模型及其求解算法;最后,以并网光伏电站数据为基础,建立光伏复合储能电压波动优化控制仿真模型。仿真结果及其分析表明,文章所提出的基于复合储能的并网点电压波动抑制模型能够有效提升并网点电压稳定性能。     

一种基于可靠出力的储能容量的配置方法

储能系统在大型风电场中可用于"削峰填谷",使风电输出平滑可调度,从而提高风电并网率,解决风电难消纳的问题。但大型风储联合发电系统受场地、储能成本以及储能材料的制约并未得到广泛应用,研究如何在适当的"弃风"情况下同时保证风电持续输出以及储能经济性势在必行。文中提出一种大型风储系统(风力-压缩空气储能系统)储能容量配置方法,研究风储系统在不同置信度下的储能容量配置,通过实例来验证储能装置用于提高风电输出可靠性,结果表明风电输出可靠性与储能容量有正比关系。最后,通过简单储能成本分析,验证该系统的经济性。     

基于虚拟储能的微网风光储容量优化配置方法研究

风光储互补发电系统能够提高微网系统的稳定性.为了提升微网储能资源的合理配置,文章基于虚拟储能和电力弹簧概念,提出了计及主配储能协同的微网风光储容量双层优化配置方法,并利用改进的粒子群算法对风光储容量双层优化配置方法求解.最后,通过算例分析表明,文章配置方法提高了微网系统调节能力,降低了电压偏移率.     

考虑分布式风电接入下的区域综合能源系统多元储能双层优化配置研究

多元储能技术已在区域综合能源系统中应用,配置多元储能装置有望提升区域综合能源系统的经济效益。文章搭建了区域综合能源系统的基本网架结构,建立了微型燃气轮机、燃气锅炉、分布式风电和多元储能装置的数学模型和考虑多能互补的多元储能双层规划配置模型;模型上层以最小化多元储能综合投资成本为目标,下层以综合系统年运行费用最低为目标,同时涉及了网损成本,以上层所求的多元储能容量为约束条件。在规划求解过程中,引入了二阶锥松弛技术对模型的电网潮流约束进行凸化松弛,同时采用分段线性化方法处理天然气网管道流量约束,将原模型转化为混合整数规划问题。文章在IEEE33节点系统和改进后的6节点天然气系统中进行了算例分析,其结果证明了多元储能技术能在一定程度上提升区域综合能源系统的经济性,验证了模型的有效性。     

基于建筑能源系统的混合储能技术研究现状

由于用户负荷需求的多元化和不确定性,单一类型的储能技术已不能满足高品质的建筑供能需要.通过耦合不同类型储能设备,实现多能源协调互补的混合储能技术应运而生.本文在建筑能源应用背景下,首先介绍了混合储能技术的原理,从建筑用能需求角度梳理了混合储能技术的研究进程,指出了现阶段混合储能的主要研究方向.其次基于混合储能的几种常见匹配方式,综述了热能、燃气化学能和电能等多类型能源混合存储技术的应用现状,并根据典型案例介绍了相应混合储能的系统组成、运行策略和系统特点,说明建筑用户的多能用能需求如何得到满足.最后对混合储能系统性能和经济性情况进行分析,提出了评估混合储能系统性能的重要指标和影响其经济性的主要因素.     

基于双层规划理论的含风电的电源长期规划模型

以降低电力消费的总成本为目的,在考虑机组的年利用小时数、建设成本和发电成本的前提下,建立不含风电和含风电的电源长期规划模型,采用K-T方法将第二阶段合理反应集转化为第一阶段的约束条件,并利用改进的混合遗传算法对其进行求解。实例分析表明,将风电纳入电源长期规划,整个地区装机总容量将比不考虑风电要高,考虑风电以后各类机组的装机容量也有不同变化。该研究为进行电源的长期规划提供了理论依据。     

一种基于模糊控制的混合储能系统能量管理策略研究

混合储能系统中,锂离子电池循环寿命短和超级电容能量不足是制约混合储能发展的两大因素。文章提出了一种新型混合储能系统的能量管理策略,在综合考虑锂离子电池温度及荷电状态和超级电容荷电状态的基础上,通过模糊控制动态调节低通滤波器的时间常数,实现对混合储能的功率分配。在保证锂离子电池平滑输出的同时,减少了锂离子电池热量的产生;运用能量转移的方式对超级电容进行越限保护,提高超级电容在两种极端情况下的响应能力。算例分析表明,文章提出的功率分配策略和超级电容越限保护方法,可以有效地改善两种储能介质的出力。     

Lead acid battery storage model for hybrid energy systems

This paper describes a new battery model developed for use in time series performance models of hybrid energy systems. The model is intended to overcome some of the difficulties associated with currently used methods. It is based on the approach of chemical kinetics. This model, which can be used for charging and discharging, is specifically concerned with the apparent change in capacity as a function of charge and discharge rates. It assumes that the charge can be stored in two ways, either as immediately available or as chemically bound. As described in this paper, it requires the determination of as few as three constants. Examples of the deviation of the battery model constants and comparisons of the new model with those used previously are given. Based on the success of the new model, it has been incorporated into the latest versions of the University of Massachusetts's wind/diesel simulation codes.     

含小水电集群的互补微网混合储能容量配置

针对功率型和能量型储能装置的特点,提出了一种由小水电群等多种分布式能源构成的微电网混合储能容量最优配置方法。基于风、光、水年出力特性曲线与全网年负荷曲线,以购置成本、运行与处理成本为目标,系统储能容量、微网瞬时功率、系统最小功率、蓄电池放电深度以及超级电容充放电电流与电压等条件为约束,采用自适应遗传算法对目标函数进行求解,得到混合储能系统中蓄电池和超级电容的最优容量。结果表明,较之传统的蓄电池储能系统,混合储能系统可以大大减小购置与运行成本。     

基于模糊控制的EV混合储能能量管理策略研究

针对锂电池和超级电容混合储能系统输出功率实时分配问题,为提高策略控制精度,设计了一种基于参数改进的模糊控制策略。根据混合储能单元实时荷电状态建立了动态功率模型,以各储能装置实时最大允许充放电功率和系统需求功率为输入参数,制定了更为精确的模糊控制规则,以实现模糊控制功率分配。搭建实验平台,将参数改进前后的模糊控制策略进行比较。实验结果表明,采用参数改进后的模糊控制系统工作稳定,单位时间内锂电池电流幅值平均降低了5%,提升了超级电容的使用效率,可延长锂电池使用寿命。