面向冲击负荷的微电网储能容量优化配置研究

如何削弱冲击负荷对微电网的冲击是微电网发展中亟待解决的问题。通过对冲击负荷特性的分析,选用超级电容器作为储能装置,利用储能来平抑功率的冲击,并提出了基于频谱分析的储能容量配置优化方法。由算例分析可以看出,该方法可以兼顾电网的供电可靠性和储能成本的经济性。     

计及负荷可控性的微网储能容量优化配置

合理配置储能容量,是保证以可再生能源为主体电源的独立微网经济可靠运行的关键。基于微网地下水开采负荷的可控性,提出可再生能源/储能/负荷协调的微网系统功率分配策略。在此基础上,考虑蓄电池储能的运行特性对其寿命影响,提出微网电池储能的容量优化模型。以中国西北地区风光互补独立微网为例,对电池储能容量优化进行研究,仿真结果验证了所建模型的合理性。     

基于改进粒子群算法的储能调峰容量优化配置研究

配置储能系统是减少机组调峰负担、增加清洁能源接纳空间、降低新能源大规模并网给电网带来的压力的有效手段。首先,在分析储能调峰机理的基础上,综合考量储能调峰相关收益及成本,提出储能调峰的日效益模型及日成本模型;其次,以储能调峰日净收益最大为目标,综合考虑储能荷电状态约束、调峰后峰谷率、容量平衡等多种约束条件,提出考虑储能调峰效果的容量优化配置模型;然后,基于线性递减的惯性权重和异步学习的学习因子对标准粒子群优化算法进行改进,提出改进的粒子群算法,对储能容量进行优化配置;最后,综合考虑不同电池储能系统、不同季节典型日负荷间的差异,对某工业园区储能调峰容量进行优化配置,验证了所提模型和改进粒子群算法的有效性。算例结果表明,采用改进粒子群算法可以更快更好地得到优化结果。     

考虑负荷优化的电动汽车光伏充电站储能容量配置

为实现电动汽车充电站中光伏电能的充分利用和减小负荷峰谷差,将光伏功率和电动汽车充电功率结合作为等效负荷功率,并以此配置储能。以等效负荷功率上下限为决策变量,充电站日净收益和峰谷差率为目标函数,建立储能优化配置模型。使用改进遗传交叉过程的NSGA-II算法对目标函数进行优化,得到不同峰谷差率对应的充电站日净收益和储能容量,同时对比不同光伏出力和充电功率等级下储能容量配置的差异。结果表明,合理的光伏容量配置能够减小充电站对储能容量的需求,并且根据峰谷差率联合配置光伏和储能,能够实现充电站经济运行和负荷优化作用。     

平抑风光互补系统短时复合功率波动的 储能容量配置研究

针对风光互补系统日内局部功率波动平抑问题,提出了一种风光储共建系统的储能容量匹配方法。在分析影响配置储能容量的相关因素基础上,建立了反映风光储共建系统发电效益与相关约束的指标,并提出一种配置储能容量的计算方法。所提方法通过构建风光复合功率波动量的概率密度函数,设定储能设备额定充放电功率,进而得到储能系统的额定容量。以甘肃某风光互补电站为例,对风光储发电系统的相关指标进行计算分析,验证了所提方法的有效性。     

基于智能电表数据的电池储能容量配置优化

针对电池储能系统的储能容量优化问题,本文基于智能电表获取用户的用电数据,并用不同方法获得典型日负荷,同时考虑了电池储能系统的投资成本和维护成本,结合基于分时电价的充放电策略,建立了以最大收益为目标的最优化模型.最后,使用遗传算法结合可行性法则对算例进行了求解,对比了使用不同方法得到的典型日负荷,使用最大日负荷法可得到更...     

基于电力系统分区惯量估计的储能容量配置策略

针对大规模新能源接入导致电力系统惯量水平下降,提出了一种基于分区惯量估计的储能容量配置策略。基于传统电力系统的惯量机理分析,建立了含新能源电力系统的等效惯量模型和风光储能虚拟惯量模型。运用谱聚类对电力系统进行分区解决惯量空间分布不均影响估计精度问题,并基于皮尔逊相关系数确定测量节点。运用差值法对分区后系统的各个区域进行惯量估计,进而利用分区惯量估计结果设计电力系统储能容量配置策略。在DIgSLIENT/PowerFactory中搭建含风机的IEEE 10机39节点模型进行仿真验证。仿真结果表明所提方法可以减小惯量估计误差,基于惯量估计结果可以对储能容量进行合理配置,保证储能系统实现快速调频和提供虚拟惯量支撑。     

基于置信容量的风场配套储能容量优化配置

风力发电具有随机性和波动性,给大规模利用风力资源造成诸多困难。通过配置储能设备可以平滑风电场功率输出,使风电场可以替代火电或供应电网负荷。首先,该文基于风资源特性定义了风电场的火电替代容量和负荷供应容量,这两个指标反映了风电场稳定输出功率或供应负荷的能力;其次,根据风资源数据和置信要求,可以通过混合整数线性规划求解火电替代容量和负荷供应容量;最后,根据风电场火电替代容量和负荷供应容量的具体需求,进一步构建了储能MW/(MW·h)参数的优化配置方法,该方法通过计算储能参数可行域边界,再根据储能成本系数确定最优配置方案的范围。算例选用广东省风力发电历史数据,采用该文方法可以快速确定储能最优参数配置,同时兼顾配置的经济性及供电平稳性、可靠性。     

储能系统参与LFC的策略优化与容量配置

由于爬坡率和响应时间的限制,常规机组提供负荷频率控制(LFC)的能力有限。选择具有快速精确功率跟踪能力的飞轮储能系统作为LFC的辅助调节手段,利用概率统计方法对LFC的需求进行定量分析,考虑飞轮储能系统和常规机组实际出力、设备投资成本与运行维护成本,提出了可维持飞轮储能系统荷电状态(SOC)在指定范围及减少常规机组出力调整的控制策略,在此基础上,构建飞轮储能系统参与LFC的容量优化配置模型,以经济性和调节效果为优化目标,寻求控制策略下飞轮储能系统容量、常规机组调节容量与控制策略参数的最优配置。仿真结果表明该方法能全面评估不同配置方案下的经济性与技术性。     

考虑电动汽车充电负荷及储能寿命的充电站储能容量配置优化

提出了一种优化电动汽车充电站储能容量配置的方法。该方法考虑了季节性电动汽车充电负荷波动与光伏出力之间的关系,并且考虑了储能寿命。论文利用蒙特卡罗法考虑了不同类型电动汽车的多种影响因素,对整体负荷进行预测。以每日运行成本最低为优化目标,在考虑四季光伏出力和储能寿命的影响下,采用了3种算法对目标函数进行优化,以得到最佳的光储充电站储能配置方案。研究以西北某地区为例。结果表明：冬季下综合成本为3.043 2×106元,相比于其余3个季节综合成本最低;采用遗传算法时,在综合成本相差不多时,获得的储能配置最优,储能容量为22.82 MWh,储能功率为7.31 MW,从而得到光储充电站最优的储能容量配置。     

含海洋能发电的海岛微网源荷储容量优化配置研究

为了提高风能、太阳能和海洋能等可再生能源的利用率,并保证远洋海岛淡水供给,合理地配置微网的源荷储容量是海岛微网建设的关键。结合海岛特有的源荷特点,针对海岛微网源荷储容量配置所面临的问题,文中提出了一种含海洋能发电的远洋海岛微网源荷储容量优化配置方法。分析典型海岛微网结构,并建立波浪能、潮汐能及海水淡化等海岛特有的源荷模型;根据远洋海岛源荷运行特性,将外层容量配置优化和内层运行成本优化相结合,提出海岛微网源荷储容量配置的双层优化模型;考虑供电可靠性和居民用水需求,基于构建的海岛微网协调运行控制策略,利用粒子群算法对双层优化模型进行求解。算例分析表明,文中提出的优化配置方法可以更加合理地实现海岛源荷储容量配置,为未来远洋海岛微网建设提供理论依据和技术支撑。     

考虑电动汽车调度的微电网混合储能容量优化配置

在微电网中适当的储能配置方案能保证微电网运行的经济性和可靠性。在考虑分布式电源的建设成本、运行维护成本、回收成本、环境成本和能源短缺补偿成本的基础上,提出了一种含电动汽车调度的微电网混合储能容量优化配置策略。该策略在考虑了不同种类储能设施和负荷的基础上,通过对系统出力和负荷的协调来构建经济适用的混合储能系统。并在满足重要负荷和一般负荷的供电可靠性基础上,采用人工蜂群算法得到最优的储能容量配置。最后,以一个具有20年使用寿命的微电网项目来进行对比分析,结果验证了所提优化配置方法的有效性。     

新能源大基地风光储容量协调优化配置

大型新能源基地需要协调配置风光火储容量以满足外送要求,其中火电容量及外送通道的容量通常预先确定,从而风电、光伏、储能的容量配置成为影响新能源外送效果的重要因素。为此,针对大型新能源基地,研究了风光储容量优化配置问题,提出了基于新能源外送可靠性的容量配置方法。基于需求侧的负荷曲线,提出了一种聚类方法来优化直流通道的计划传输功率;基于直流计划功率,提出了衡量新能源外送可靠性的送电置信概率指标;基于送电置信概率等约束,构建了风光储容量优化配置的基本规划模型。为了进一步保证在不同的场景下新能源能可靠外送,在基本规划模型的基础上加入场景分布不确定性,提出了风光储容量配置的分布鲁棒规划模型。考虑到分布鲁棒约束包含整数变量,提出了一种迭代算法用于该分布鲁棒规划模型的求解。实际算例验证了所提方法的有效性。     

计及社会发展的多场景用户侧储能容量优化配置

在能源革命的大背景下,用户侧配置储能由于可有效地转移负荷,减少用电峰谷差异,降低用户用电成本,因此在近些年来得到广泛运用。但由于储能系统本身价格较为高昂,如何优化配置储能容量成为关键问题之一。首先,基于用户侧两部制电价制度,计及社会发展对储能的影响,以用户加装储能后获取月综合效益最大为目标建立储能优化配置模型。然后,考虑到节假日和天气状况等因素,提出了一种适用于多场景的用户侧储能配置决策方法,以满足用户侧储能配置的个性化需求。最后,选取4家典型的大用户的历史负荷数据进行算例仿真,利用CPLEX求解器进行求解,分析探讨了储能配置的合理性和经济性。仿真结果表明,该储能优化配置方法在提高模型精准度的同时能进一步提高配置经济性,为不同用户侧储能的商业化应用提供借鉴。     

Research on optimal configuration strategyof energy storage capacity in gridconnectedmicrogrid

To coordinate the protection of PMSG (permanent magnet synchronous generator), collector circuits and outgoing lines, a comprehensive and improved protection method of PMSG based wind farms with LVRT (low voltage ride through) capability is proposed. The proposed method includes adding a short time delay to the collector network current protection zone I and a directional protective relaying to the collector network protection, installing grounding transformers and zero sequence current protection, and generator low-voltage protection action improvement. A LVRT scheme consisting of variable resistance dumping circuit, grid side dynamic reactive power control and reactive power compensation control is proposed. The fault characteristics of PMSG based wind farms are analyzed, and a PMSG based wind farm in Dabancheng, Xinjiang, is used as an example to analyze typical wind farm protection configuration, the setting values considering LVRT requirements, and the coordination problems. Finally, an improved wind farm protection coordination methodology is proposed and its validity is verified by simulation.     

基于CEEMDAN-HT的平抑光伏出力混合储能 容量优化配置

光伏出力具有间歇性和波动性,利用储能装置可减小光伏并网对电网的影响。以平抑光伏功率波动效果为标准,提出了一种由超级电容和蓄电池组成的混合储能系统(hybrid energy storage system, HESS)的容量配置方法。采用由递推平均和中值平均加权滤波的算法平滑光伏出力,得到光伏并网功率和HESS参考功率。利用完全集合经验模态分解和希尔伯特变换提取HESS 参考功率的高频与低频分量,对HESS内部功率进行一次分配。之后为了避免HESS荷电状态频繁越限,同时保证HESS能持续工作,提出一种HESS功率的均衡管理方法,对一次分配功率的衰减进行修正,再对修正后的HESS参考功率进行容量配置。最后,基于全寿命周期成本建立经济评估模型,对比不同的储能容量配置策略,利用实际数据仿真验证了所提方法的有效性与经济性。     

离网直流微网群混合储能容量优化配置方法

为了优化储能系统容量配置,提高直流微网群的供电可靠性和经济性,文中提出了一种考虑各子微网互为备用的独立型直流微网群混合储能联合优化配置方法。首先,以直流微网群混合储能整体投资运维等年值成本最低为优化目标,建立混合储能容量配置模型;其次,在不失各个子微网混合储能容量配置独立性的前提下,进一步降低混合储能的配置成本;最后,以双直流微网群为算例对象,通过对比独立优化与联合优化的配置结果说明了利用微网群功率互联的特点能够大幅降低混合储能系统投资成本,提高微网群运行稳定性,从而证明文中所提配置方法的优越性。该方法后期可为独立型直流微网群的规划建设提供依据。     

电动汽车充电站变压器容量及储能优化配置

为提高电动汽车充电站的经济性,需要结合储能系统对充电站容量进行合理配置。通过调研电动汽车的实际充电数据分析充电站的负荷特性,得知不同规模的充电站应配置不同容量的储能系统。利用惩罚因子,以充电站年净收益为优化目标,在未配置储能和配置储能的情况下分别建立了充电站容量配置模型并利用数学方法对其进行求解。算例结果表明,本文提出的充电站配置模型的有效性和可行性。     

光热电站的高比例可再生能源系统混合储能容量优化配置方法

为了兼顾可再生能源的随机性和间歇性,在电力系统中通常会配置适当的储能,以此来提高系统的灵活性.然而储能类型和设备的差异性在传统储能优化配置问题中未被充分考虑.例如,作为一种新兴技术的光热电站,其储能系统可以实现平抑新能源功率波动、降低储能成本等效果,在传统问题中并未考虑.因此,本文针对传统储能优化配置研究存在的问题,提出光热-抽水蓄能-电池复合储能系统容量优化模型以缓解新能源对电力系统带来的冲击.首先分析了电力系统中电源负荷不平衡功率的产生,结合抽水蓄能和电池储能的特性,分别用两种储能平抑低倍频和高倍频的出力波动,然后先研究离散傅里叶变换,再以此为基础,得出两种储能的分配功率.本文综合比较分析储能投资运行成本、系统缺电损失费用和弃风惩罚费用,构建系统混合储能优化配置模型,利用粒子群算法进行求解.算例基于某省的实际电网,据此验证所提方法的有效性和模型的可行性.算例表明:本文模型比某些现有的电池-抽水蓄能容量配置方法成本更优,加入光热也可节约储能投资,减少甚至避免了该地区潮流的反转特性.     

风电场黑启动储能容量优化配置：一种考虑储能运行策略的方法

风电在区域电网的占比越来越大。为了解决风电场在黑启动过程中的风电出力波动问题,提出了一种考虑储能运行策略的储能配置方法。首先,基于风电功率预测算法得出预测功率,并利用非参数核密度估计定义黑启动最小风功率概率密度以及黑启动可执行概率倾度,进而确定了黑启动时段。其次,根据储能在黑启动过程中补偿功率缺额和平抑波动作用制定储能运行策略。考虑储能运行策略对容量配置的影响,将储能额定功率和额定容量作为模型自变量,建立以补偿功率缺额最大化为目标函数的储能优化配置模型,并采用改进粒子群算法对模型进行求解。最后,以内蒙古某45 MW风电场数据对储能运行策略和优化配置模型的可行性进行了验证。