计及决策依赖不确定性的广义储能可信容量评估

高比例可再生能源接入会导致电力系统出现严重的容量充裕度不足问题。通过容量市场,聚合与协同利用广义储能资源是解决该问题的重要手段。针对广义储能可信容量评估问题,首先提出广义储能模型,实现电池储能、温控负荷和电动汽车资源的同质化表征,并且包含运行状态与基线用能的非决策依赖不确定性以及可用容量的决策依赖不确定性刻画;提出一种计及决策依赖不确定性的广义储能可信容量评估方法,其中序贯优化调度实现了日前自身能量管理与日内系统容量支撑的均衡。此外,失响应风险评估有效提升可信容量评估的可信性。算例分析验证了所提方法的有效性、优越性和可信性,可为未来容量市场提供有效评估手段。     

计及电价不确定性和损耗成本的储能竞价策略

储能是促进新能源消纳、提高电力系统稳定性和灵活性的有效措施。然而储能参与电力市场的策略极其复杂,现已成为实现储能商业化应用的关键问题之一。文中提出储能在日前和实时市场价格不确定环境下考虑循环损耗成本的最优竞价策略。为权衡储能多次循环增加的售电利润和损耗成本,在制定储能竞价策略时,将其循环损耗成本的影响计及在内,并充分考虑电池充、放电深度对循环损耗成本和利润的影响;在日前市场中建立电价-电量投标模型,对电价和电量同时进行投标以充分考虑电价不确定性;在实时市场中建立电量投标模型对日前市场投标进行弥补修正,使竞价策略更加合理与优化。算例验证了所提储能竞价策略的有效性,并说明所建模型可以确定最优电池充、放电深度。     

计及储能与分布式电源协同的配电网分层分区优化控制

当前配网面临着大规模分布式电源及多类型储能分散接入的情形,为配网系统的优化管控带来了极大的复杂性.基于分层优化、分区协同的思想,提出了一种区域内自治、区域间协调的配网分层优化体系,以达到大规模分布式电源并网后系统优化运行的目的.在优化调度层中,以各区域与主网交换功率的可调度性为目标建立动态数学模型,通过区域间协同优化实...     

计及储能寿命的风储电站分层优化控制策略

为了有效地平抑风电场的功率波动,提高风电场的并网特性,增强风电场并网运行的经济性和可靠性,提出了一种计及储能寿命的风储电站分层优化控制策略。首先,从经济学角度分析储能系统的充放电特性,考虑不同控制方式对储能系统寿命的影响;其次,采用分层-分区控制方式对风储电站进行协调控制,上层根据电网调度需求,考虑分时电价政策对集中式储能和整个风电场级进行协调功率控制,下层考虑区域内分布式储能和多台风电机组间的协调功率控制;最后,采用改进遗传算法对分层优化控制模型求解。结果表明:所提出的基于储能寿命损耗的风储电站优化控制方法实现了风储电站中储能系统及风机出力的合理分配,在延长储能寿命的同时提高了电网对风电的消纳能力,使得整个风电场运行经济性显著提高。     

计及风电不确定性的混合储能系统优化配置研究

为减小风电并网产生的不利影响,提高风电消纳空间,在含风电出力的主动配电网中增设混合储能系统,并对其进行优化配置.考虑风电随机出力对潮流的影响,建立风电、储能系统接入配电网后的数学模型.以有功网损、电压偏差以及总投资费用最小为目标,引入机会约束建立储能系统优化配置模型.在此基础上,以IEEE 33节点配电网络为算例,通过改进灰狼算法对模型进行求解,得到储能系统的最优配置方案.仿真结果表明,所提模型和算法能有效地对储能系统进行配置,提高整体经济性和安全性,同时提高系统的风电消纳能力.     

考虑电池储能系统的配电网广义综合负荷建模

针对含电池储能系统(batter energy storage system, BESS)的配电网参与电网仿真所需的广义综合负荷模型展开研究。阐述了BESS的仿真数学模型,搭建了基于MATLAB/Simulink的BESS仿真平台;通过对BESS暂态运行特性的仿真分析,提出了一种面向负荷的BESS等效模型并进行了检验;建立了考虑BESS的配电网广义综合负荷模型,该广义综合负荷模型由BESS等效模型和经典综合负荷模型(composite load model, CLM)并联构成;通过多场景的仿真分析,检验了提出的广义综合负荷模型的有效性和模型参数稳定性。     

计及风电出力不确定性的配电网保护策略研究

随着配电网中风电渗透率的不断提高,配电网的拓扑结构有了很大的变化,传统的配电网保护受其影响严重,将会出现保护可靠性和灵敏性降低以及选择性失效等问题。同时,风电的出力及运行特性易受风速、风向等自然条件的影响,具有不确定性,加剧了保护的复杂程度。通过分析风电的运行特性及其接入配电网后各故障电流的分布情况,提出了一种适用于不受其接入风电出力不确定性影响的配电网的分区域保护方案,并以某含风电的10 kV配电网为例,通过仿真分析,验证了该方案的有效性。     

考虑广义储能集群参与的配电网协同控制策略

随着需求响应技术的发展,温控负荷、电动汽车等具有灵活调控特性的需求侧资源可作为广义储能参与孤岛配电网的功率波动平抑控制.文章面向空调与电动汽车两类典型的广义储能,提出一种考虑广义储能集群参与的配电网协同控制策略.首先,以负荷聚合商作为控制中心,构建了多元广义储能集群控制架构;其次,分别建立了空调集群与电动汽车集群的广义...     

计及通信负载的5G基站储能调控策略

5G基站建设作为“新基建”的重要组成部分,正加快推进建设进程。随着5G基站建设数量剧增,基站备用储能将是一个容量可观的储能资源。由于5G基站仍处于建设初期,其作为新的储能配置主体参与配电网协同互动的策略仍亟待研究。文中设计了以盘活通信基站闲置储能资源为目的的5G基站云储能系统,提出计及通信负载的基站储能可调度潜力分析方法,并建立了5G基站储能参与电网协同调度模型。算例分析结果表明,文中所提5G基站储能调控策略可降低储能充放电对备电作用的影响,并利用基站通信负载的时间差异性与空间互补性,有效达到辅助电网削峰填谷、减少基站运营成本的效果,使电网与通信运营商互利共赢。     

计及广义储能的园区综合能源系统低碳规划

以综合能源系统的低碳规划为目标,建立了考虑蓄电池电储能、楼宇热储能、数据中心热储能为广义储能的通用统一模型,量化分析了广义储能运行灵活性对园区综合能源系统低碳化转型的支撑作用。计及负荷长短期增长不确定性与碳排放约束,建立了以规划年扩建成本与运行成本之和为目标函数的综合能源系统低碳扩建模型;以园区各设备运行约束为基础,考虑广义储能的灵活性运行方式,建立了基于能源枢纽的园区运行模型;以江苏省某工业园区为测试算例,分析了广义储能资源的灵活性运行对园区扩建规划的影响。结果表明,广义储能资源可利用时间转移特性实现多能源跨时段高效利用,有效促进了新能源消纳,保证了综合能源系统的规划方案兼具经济性与环保性。     

计及风电不确定性和弃风率约束的风电场储能容量配置方法

风电的大规模开发造成了严重的弃风问题,在风电场内配置储能装置可显著减少弃风,文中基于分布鲁棒优化方法研究了考虑风电不确定性和弃风率约束的风电场储能容量配置问题。首先根据历史数据构造风电出力的经验分布函数,为考虑风电出力的不确定性,以Kullback-Leibler(KL)散度作为分布函数距离测度建立了风电出力的概率分布函数集合。随后,将弃风率要求建模为概率分布函数集合中最坏分布下的鲁棒机会约束,进一步建立了以储能投资成本最小为目标、以弃风率为约束的鲁棒机会约束规划模型。最后,通过矫正机会约束中的风险阈值,将鲁棒机会约束转化为传统机会约束,并采用凸近似和抽样平均构建线性规划进行高效求解。基于IEEE 30节点电网进行了算例分析,并与传统的随机规划和鲁棒优化模型进行对比,验证了所提模型在处理风电不确定性时能有效兼顾保守性和鲁棒性。     

计及灵活性的配电网储能优化配置

针对目前配电网大量接入分布式电源所带来的净负荷剧烈波动问题,提出一种基于局部约束与整体灵活性定量评价相结合的配电网储能优化配置方法。首先利用X-means方法对配电网的年运行场景进行分析,经过聚类选择出关键场景;其次,建立配电网中运行灵活性的定量计算模型和局部灵活性约束;最后,基于所建立的灵活性评价模型,建立求解配电网中储能优化配置的双层迭代求解模型。利用标准IEEE33节点配电网系统模拟真实配电网进行算例设计和仿真,验证了提出的储能配置的灵活性规划方法的有效性和经济性。     

含高渗透率可再生能源的配电网广义储能优化配置

广义储能系统包括固定储能系统和具有存储热能、势能和电能等的可控负载。针对含有高渗透率可再生能源的配电网的广义储能优化配置问题,提出了广义储能配置的二层优化模型。根据所提方法,外层采用遗传算法搜索广义储能配置方案,内层根据动态规划算法得到广义储能的最优运行策略,通过内外层交替优化对含有不同渗透率可再生能源以及可控负荷的配电网进行广义储能容量优化配置,并在IEEE 33节点配电网中对提出的方法进行验证。仿真计算结果表明,在高渗透率可再生能源条件下,所提方法能通过可控负载有效增加配电网系统的调控资源,显著减小固定储能配置容量,降低系统的运行成本。     

计及配电网潮流约束下基于广义纳什议价理论的工业用户共享储能配置

共享储能为储能的商业化应用开辟了新方向。该文针对大工业用户合作投资运行共享储能的应用场景展开研究,以额定容量和额定功率作为决策变量,考虑各用户在共享储能全寿命周期中的总净收益,以及用户与共享储能进行功率交互引起的所在配电网潮流动态变化,基于广义纳什议价理论建立了共享储能合作博弈模型。由于原问题耦合了配电网潮流约束,又是含有幂次项的高度非线性混合整数规划问题,难以直接求解,故对原模型进行了两步处理：首先将原问题等效转化为集体利益最大化和合作收益分配2个连续的子问题依次求解,其次配电网潮流采用线性化近似模型。最后,该文基于一个18节点配电网中的4个大工业用户拟合作投资共享储能的案例,设置了4个对比场景验证所提模型的有效性。结果表明,所提工业用户共享储能配置方法不仅能够按贡献更为公平地分配合作产生的收益,以保证用户合作的积极性,还综合考虑了网-荷-储的联动,使得配置结果更加贴合实际,更具应用价值。从经济性的角度,所提合作投资共享储能方式使得不同用电行为之间的差异性得以充分利用,经济效益显著,为大工业用户进行用能管理提供了新思路。     

计及分布式光伏承载力的配电网侧独立储能充放电策略

在“双碳”目标、新型电力系统加快推进下,中国分布式光伏呈现快速发展态势,在高比例分布式光伏接入地区易发生电网电压升高越限和反向潮流设备过载等问题,影响分布式光伏接入配电网承载力。充分考虑配电网侧独立储能调节作用,研究提出了提高分布式光伏接入电网承载力水平的独立储能优化配置及充放电策略。考虑了基于时序潮流和两步式迭代的配电网侧独立储能应用综合成本效益,以系统成本最小为原则,科学合理确定独立储能配置容量和充放电控制策略。选取某村低压配电网为案例,通过配电系统经济分析和优化软件（DEAP）,仿真分析了所提独立储能充放电控制策略的有效性。     

计及电池储能寿命损耗的风光储电站 储能优化配置

新能源电站配置一定容量的储能可以有效提高新能源消纳水平。储能功率与放电时长的优化配置是前期规划设计阶段的重要问题,针对该问题提出一种储能优化配置方法。在电池储能综合模型的基础上,考虑储能充放电次数和深度对寿命的影响,建立了以风光储电站年净收益最大为目标函数的储能优化配置模型;以充放电功率、容量和电池寿命为约束条件,采用改进粒子群算法和8 760 h生产模拟方法进行求解;通过对某风光储示范电站项目进行算例验证,结果表明所提方法能够考虑新能源发电的不确定性和储能寿命对优化配置方案的影响,得到合理的储能配置方案。     

基于分层储能的主动配电网需求响应控制策略研究及实现

开展需求响应(Demand Response, DR)和提高分布式发电(Distributed Generation, DG)渗透率可以有效地缓解输电和发电建设要求。传统配电网的无法适应DER高渗透率接入,基于价格和激励的需求响应在现有的政策和市场环境下推广应用驱动力不够。为了解决上述问题,将配电网储能系统进行分层分级,通过层级分权和责任授权发挥储能系统的主动性,不同层级的储能通过自主协调进行需求响应。该方法可提高分布式电源的渗透率,延缓配电网升级改造提升资产利用率,满足区域配电网稳定运行、电能质量、供电可靠性等,促进储能在电力系统中的应用。基于该研究成果研制的主动配电网需求侧管理系统已应用于国家能源应用技术研究及工程示范项目,实践验证了策略的有效性和实用性。     

基于深度强化学习的含储能有源配电网电压联合调控技术

高比例可再生能源接入下,有源配电网电压越限风险增加。传统调压设备控制时间尺度长,难以及时响应调压需求。为缓解配电网局部电压越限问题,提出一种基于深度强化学习的电压调控策略,利用电池储能系统和静止无功补偿装置(static var compensator, SVC)进行有功无功联合调控。首先,研究了分布式储能的容量衰减机理;然后,将电压调控推导为马尔可夫决策过程,通过寻找SVC和储能最佳出力点缓解电压波动;最后,采用深度确定性策略梯度算法实现离线训练与在线决策。算例验证表明,所提策略能有效实现非全局信息可观下电压波动的抑制,电压偏差较无调控时有明显降低;通过与其他深度强化学习和启发式算法对比,验证了所提出方法可以有效应对不确定性环境,抑制电压波动。     

计及不确定性因素的配电网网架规划方法

为了在配电网网络架构规划中计及分布式电源出力与负荷不确定性的影响,提出了模糊规划法。通过三角模糊数表述分布式电源(Distributed Generation, DG)出力的不确定性,并利用可信度理论构建配电网网架规划模型;提出了一种快速生成树算法形成待规划系统的初始网络架构,再利用遗传算法对初始网架进行调整寻优,最终得到系统最优网架。通过算例仿真验证了该方法的有效性。     

计及运行特性的配电网分布式电源与广义储能规划

在配电网分布式电源与广义储能的联合规划中,为了充分挖掘柔性负荷的调控能力,实现源-荷-储的协同互动,提出了分布式电源和广义储能的双层规划方法。结合广义储能的运行特性模型,提出了柔性负荷的需求响应潜力量化方法及配电网的运行策略。构建了运行-规划模型,上层考虑系统规划成本、响应激励成本以确定资源的选址定容方案;下层以配电网的可持续性、可靠性为目标,采用自适应参数网格粒子群优化算法求解广义储能的运行结果。算例仿真结果验证了所提模型和方法的有效性及优越性。