储能技术在高比例可再生能源电力系统中的应用

可再生能源渗透率的不断提高为电力系统的安全、稳定和经济运行带来极大挑战。储能技术能够改变系统固有的能量流动,降低可再生能源波动性对电网的影响,进而提升可再生能源的消纳水平,是电力系统中的关键支撑技术。文中对储能技术在高比例可再生能源电力系统中的应用进行了综述:首先,总结了当前储能技术的基本原理及优缺点;其次,系统综述了用于促进风能、光伏等可再生能源消纳的储能系统控制与配置方法;最后,针对电网在高比例可再生能源接入下面临的调频、调压问题,阐述了储能参与电网调频调压的技术现状及储能控制策略。对制订储能运行技术要求、储能发展政策具有一定参考意义。     

基于风氢耦合的氢储能系统参与电力市场机制与风险量化模型设计

在高比例可再生能源电力系统建设路径下,氢储能参与电力市场一方面能够促进可再生能源的充分利用与平抑输出,另一方面也能通过扩大氢能的应用场景缓解由于氢能的高成本带来的市场竞争力不足的问题。首先对氢储能参与市场的不同模式进行国内适应性分析,并给出储能参与的电能量市场和辅助服务市场出清模型,然后分别从市场参与者、市场政策制定者的角度设计了风险量化模型。针对市场参与者,基于风氢耦合系统给出了氢储能的相关能量流模型,并建立短期风险量化与决策模型,包括基于Vine-Copula的电力市场概率电价的出清模型、短期风险量化模型及基于动态策略空间及强化学习的电力市场智能代理决策模型3个部分。其中,在国内电力市场电网拓扑不披露的环境下,概率电价模型和智能代理报价模型为市场参与者提供了决策方法。针对市场政策制定者,该研究成果设计了风氢耦合系统参与市场的政策风险量化模型,可为政策制定提供市场影响量化工具。     

面向高比例可再生能源的电力市场研究综述

电力市场为可再生能源的充分消纳和能源互联网的高效运行提供了驱动力和平台。近年来,随着可再生能源参与电力市场比例的提高,各国电力市场均出现了一些问题。该文立足各国电力市场适应可再生能源发展实际,对比了现有可再生能源并网激励政策和交易模式,分析了可再生能源参与电力市场所遇到的特殊问题,总结了各国面向高比例可再生能源电力市场研究的最新成果,提出了进一步研究的问题,特别是中国发展面向高比例可再生能源电力市场面临的关键问题。     

区域综合能源系统中储能设备参与辅助服务的运行优化

储能设备作为区域综合能源系统中的核心组成部分,通过参与合适的辅助服务类型可以降低系统运行成本并且有助于提高电力系统中可再生能源的渗透率。在分析储能设备设置在不同并网点的价值差异,以及各类辅助服务应用之间的兼容性关系后,建立了以利润最大化为目标并综合考虑不同技术类型、规模的储能设备特点和设备运行约束的经济性评估模型,采用YALMIP+CPLEX在MATLAB中进行了仿真分析并制定了相应的运行策略。通过实际运行中的电力市场的价格参数来指导区域综合能源系统中储能设备参与辅助服务的运行优化策略,实现了利润的最大化。     

储能在高占比可再生能源系统中的应用及关键技术

随着可再生清洁能源发电并网规模不断扩大、装机占比不断提高,电网的安全稳定运行受到挑战,储能系统作为提高电网接纳可再生能源发电能力的有效技术方案,可改善弃风、弃光等问题,提高电网运行稳定性。通过分析高占比可再生能源系统波动性及不确定性加深、系统运行方式多样化等基本特征,对储能在高占比可再生能源系统中的典型应用进行综述,并对储能用于提高可再生能源并网发电比例、改善系统稳定性的关键技术及发展趋势进行分析与探究。     

面向高比例可再生能源电力系统的季节性储能综述与展望

随着可再生能源并网比例持续提高,储能技术的发展受到广泛的关注。季节性储能作为新兴的储能方式,可以实现长时间以及广域空间范围内的大规模能量转移,是消纳高比例可再生能源的重要技术。文中介绍了季节性储能技术的典型类型与发展现状,总结了各种季节性储能的技术性能与关键特征,从季节性储能的建模、灵活运行分析、储能容量需求分析与效益评估、季节性储能优化规划、长-短期储能的协同运行与合理配置等方面综述了电力系统的季节性储能研究现状,从长时间尺度、多能源形式与跨空间范围3个层面分析了面向高比例可再生能源的季节性储能研究的关键科学问题与挑战,展望了未来在季节性储能精细化建模、协调规划、运行控制、综合能源市场等方面需要解决的重点问题,以期为未来研究提供参考。     

储能在电力系统中的作用与运营模式

随着可再生能源的快速发展及能源互联网的构建,储能在整个能源电力体系中的作用越来越重要,而储能技术的日趋成熟,已基本具备了推广应用条件。该文从电力系统的发展需求出发,分析了储能在电力系统调峰、调频、调压、电能质量治理、供电可靠性提高及多种应用综合等方面的作用;从发电侧、电网侧和用电侧等不同角度结合电价结构分析了储能的运营模式;并从储能应用技术、发展模式和市场机制等方面提出了储能应用的发展建议:(1)加大对基础材料和核心技术的支持力度,形成核心竞争力;(2)出台储能配套政策,形成储能应用市场的良性发展机制;(3)整合上下游产业和应用市场,推动储能技术快速发展;(4)鼓励多种储能技术竞争与多元化发展。     

高渗透率可再生能源接入系统中储能应用综述

具有间歇性和波动性的可再生能源大规模接入系统给电网电能质量、安全稳定等方面带来不利影响,储能技术为高渗透率可再生能源接入系统提供了解决方案。在梳理现有储能装置类型及其典型应用的基础上,给出了储能从电能存储环节到电能变换环节的基本模型、从单点控制到多点协调控制的控制策略,分析了储能在高渗透率可再生能源接入系统中平抑功率波动、参与峰荷管理、提升传输能力、改善电能质量、参与系统调频、增强系统运行安全性等方面的应用场景,并从装置开发、优化规划、运行控制和运营模式等方面探讨了储能大规模应用的发展趋势,分析了其对能源互联网发展的推动作用。     

可再生能源参与电力市场:综述与展望

间歇性可再生能源经过近10年的快速发展已成为我国重要的能源供应形式之一。在我国当前新一轮电力体制改革的新形势下,建立完善的可再生能源参与市场的交易机制与价格补贴机制是解决可再生能源发展及消纳问题的关键。与国外可再生能源参与市场的研究与实践相比,国内的相关工作还处于起步阶段。重点对国内可再生能源的发展政策、市场组织以及价格机制进行了分析与展望,总结了国外可再生能源参与市场的典型交易模式,梳理了国内外最新的可再生能源参与市场研究领域的研究成果,展望了新的研究方向以及我国未来可再生能源参与电力市场的发展途径。     

储能在山东电网中的应用前景展望

随着山东电网可再生能源比例不断升高,电力系统面临安全稳定运行压力加大、新能源发电消纳困难、高峰供电不足等问题。储能系统具有高效率、快速充放电、响应时间短等诸多优点,是构建能源互联网的关键技术,是提升电网安全运行能力、提高可再生能源消纳、优化能源传输的重要方法。结合山东地区电力系统现状和当前储能支持政策,从调频、调峰、跟踪计划出力、减少弃风弃光率等四个方面分析适合储能发展的应用模式,研究探索储能在山东电网发展的适用性、经济性和容量配置建议。     

基于能源路由器的能源互联网结构及能源交易模式

能源互联网是解决未来大规模分布式可再生能源接入和能源共享的重要基础设施。立足于建设能源互联网的根本目标,指出了能源互联网的特征,提出了一种基于能源路由器的能源互联网结构;提出了一种层次化功能结构的能源路由器,能够支持分布式电源、电动汽车和负荷的接入,详细介绍了能源路由器的各功能模块;提出了一种具有多电力接口模块化的能源路由器主回路结构;提出了一种基于能源路由器的能源交易模式,既能实现能源自由公平的交易,又能够自动实现分布式能源就地、就近消纳,并详细介绍了能源交易过程。     

节能导线电能损耗特性分析及节能效果对比研究

电能损耗是架空输电线路导线选型的重要参考依据,其决定了导线尺寸、电气性能、机械性能、使用条件等关键指标。电能损耗的方式主要有电阻损耗与电晕损耗,其中电阻损耗又包括直流电阻损耗、集肤效应损耗和铁损。本文主要对比分析了钢芯高导电率硬铝绞线、铝合金芯铝绞线、中强度铝合金绞线以及以往使用的普通钢芯铝绞线中各种损耗所占的比例,为不同使用环境下的导线选型及设计提供数据参考。     

节能调度下的广义能耗

电力系统运行的安全、经济、节能是智能电网建设中的重要指标。为达到节能的目的,越来越多的地区实施了新型的节能调度运行方式。这一调度方法的实施,带来了系统潮流、各机组运行成本和网损的变化。针对现有节能调度方法中,仅按机组实际煤耗排序,不能完全反映各机组所有能耗的问题,提出在节能调度下电力系统的广义能耗概念。并对广义能耗的折算方法进行了研究,包括采用复功率分配原理将网损向煤耗的折算,和机组启动成本向煤耗的折算,并分析按广义能耗替代传统煤耗对节能调度排序产生的影响。最后通过IEEE 30节点算例和河北南网实际系统中的计算,验证了该广义能耗折算法的合理性和有效性。     

考虑短时供能的综合能源系统能源最大化利用

研究了综合能源系统脱网情况下短时间尺度内的能源最大化利用问题。首先针对孤网下重要负荷短时供能需求，提出了多能流协调的触发式调度策略。该策略将整个系统划分为风光储发电系统和冷热联供系统，并按照能源最大化利用的原则制定了各供能设备的出力优先级。在此基础上，针对风光储发电系统，制定了多储能单元协调的功率分配策略，各储能单元按照可调度容量之比进行充/放电，在短时间内最大化利用各储能单元的容量。针对冷热联供系统，制定了燃气机预留最小电功率PQ.Lmin动态设置方法，根据不同时段供用能情况动态调整PQ.Lmin的大小，保持燃气机始终运行在最高效状态，最大限度输出冷/热/电能。算例分析结果表明：所提策略可以在短时间内充分利用多种供能设备，有效延长供能时间，实现能源在短时间内的最大化利用。     

Supercapacitor Energy Storage for Wind Energy Applications

As wind energy reaches higher penetration levels, there is a greater need to manage intermittency associated with the individual wind turbine generators. This paper considers the integration of a short-term energy storage device in a doubly fed induction generator design in order to smooth the fast wind-induced power variations. This storage device can also be used to reinforce the dc bus during transients, thereby enhancing its low-voltage ride through (LVRT) capability. The topology is evaluated in terms of its ability to improve the performance both during normal operation and during transients. Results show that when storage is sized based upon the LVRT requirement, it can effectively damp short-term power oscillations, and it provides superior transient performance when compared with conventional topologies     

高能量密度的电容器

本文简要介绍了高能量密度的超级电容器（UItra capacitors）的主要特点、基本结构及应用领域。     

高能量密度的电容器

本文简要介绍了高能量密度的超级电容器 (Ultra capacitors)的主要特点、基本结构及应用领域     

能源互联网中基于区块链的能源交易

区块链技术是比特币的底层技术,具有公平、透明及去中心化的特点。能源互联网具有开放互联、以用户为中心和分布式对等共享的特点,且其能源交易模式也将由集中式向分布式发展。区块链技术的特点使得其天然地适用于能源互联网中的能源交易。首先对现有能源系统下的能源交易特点及在能源互联网下实施新型能源交易模式需要解决的难点进行了分析;然后,基于现有研究和分析设计了一种基于区块链的3层能源交易架构,并引入弱中心化的管理方式,以应对去中心化带来的问题;最后,对区块链在能源交易中应用需要解决的问题和面临的挑战进行了分析。     

考虑复合储能的综合能源系统能量模拟与优化调度

基于多能互补的综合能源系统是提升区域能源利用效率、优化资源配置的重要途径。以综合能源系统周期内运行费用最小化为目标函数,建立综合能源设备能量流矩阵模型,提出了一种结合动态规划与改进粒子群算法的方法。在同一负荷与能源价格设定下,采用横向对比方法分析了工况1无储能、工况2仅储热、工况3复合储热储冷设置下综合能源系统的优化情况,结果表明：工况3、工况2的运行费用相对工况1分别减少14.65%、5.92%,储能装置的存在对优化系统整体运行调度具有显著影响,同时减少了供能设备,在降低系统运行成本的同时还加强了系统的稳定运行。     

可再生能源发电中的储能技术

可再生能源发电是一种新兴技术,但存在供电有间歇性以及供电不稳定的问题。储能技术是解决这一问题最有效的方法。本文介绍了储能技术,尤其是超级电容储能技术在可再生能源发电中的应用。通过在PSCAD下建模仿真说明了其在解决分布式发电电能质量等问题方面有很好的效果。