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

摘要： 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。     

新疆哈密大规模风光并网发电系统的储能优化研究

文章通过对哈密地区大规模风光出力的分析和预测,为平抑功率的波动和弥补能量的缺失,配置了以蓄电池和超级电容器组成的储能系统,考虑其充放电效率和电网的转换效率,以经济最优为目标,通过粒子群算法进行优化,验证了储能系统的合理性。此储能系统不仅能平抑电网功率的波动和弥补电网的能量缺失,而且可以大幅度提高经济性和能源的利用率。     

基于抽水蓄能电站的风光互补发电系统容量优化研究

针对风光互补抽水蓄能电站各部分容量之间的关系,给出了一种基于改进粒子群算法的最佳容量的优化设计方案。通过对抽水蓄能模块的建模分析,建立风光互补抽水蓄能电站容量配置的优化模型,给出相应容量配置要求。研究结果表明,文中互补开发方式可以解决单一发电系统存在的弊端,提高发电效率,具有很好的实际应用价值。     

储能电池在风光互补发电系统中的容量配置分析

储能电池是分布式发电系统的关键组件。增加储能电池的容量可以提高发电系统的可靠性,但会增加系统的投资和运行费用。基于上海地区全年8 760 h的气象数据,计算了风光互补发电系统在不同储能容量下的负荷缺电率和能量溢出率的变化。对于独立的风光互补发电系统,在满足能量溢出率小于0.3的情况下,如果系统缺电率维持在1%左右时,需要配置3天的储能容量;如果系统缺电率为0,则需要配置5天的储能容量。     

风光互补发电系统的调度策略研究

采用抽水蓄能技术,基于能量守恒和水量递推原理构建了风光互补发电系统的数学模型,提出了4种并网调度策略,设计了相应的调度算法并进行了实例仿真分析,在仿真试验基础上优化了上水库与水泵站的容量配置.结果表明,该风光互补发电系统具有较高性价比.     

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。     

并网型风光互补系统容量优化配置方法

摘要： 并网型风光互补系统利用风、光资源的互补特性,以跟踪调度曲线为输出目标。合理配置风光储的容量,既可提高互补系统跟踪调度曲线的能力,又能获得较好的经济效益。以抽水蓄能电站为储能装置,借助HOMER软件将月平均气象数据离散成小时平均数据,基于风电、光电的出力模型和互补系统的控制策略,建立了考虑风光互补性、风光资源利用率、跟踪调度曲线等约束,以工程寿命内总收益最大为目标函数的容量优化配置模型,并提出了一种变步长循环离散求解方法。算例验证了模型和算法的合理性。     

并网风光互补资源评价与系统容量优化配置

为降低风电并网后冲击电网,充分利用风能和太阳能等清洁能源,以并网风光互补发电系统年内出力最平稳为前提,对风光互补资源评价和容量优化配置方法进行了研究。基于平均距平百分率和变异系数等指标,提出了衡量年内发电量波动性的方法,以发电量年内波动性最小作为求解条件,建立了风光互补系统最优装机容量比例计算方法,并确定了进行风光互补性资源禀赋定量评价的指标。以湖北省内石首市桃花山和阳新县富池风光资源状况为计算实例,验证了该方法的正确性。     

一种并网型风光互补发电系统的建模与仿真

分析了风光互补发电系统的技术优势,设计了基于固态变压器结构的并网型风光互补发电系统。分别建立了光伏系统,风力发电系统,超级电容和蓄电池的模型,并分析各环节的控制策略,提出了基于平均功率的储能设备容量配置方法。仿真结果表明,该系统能模拟风光互补系统在不同模式下的运行特性,可以有效降低功率波动和维持电压稳定,并能在低光照强度、低风速等情况下为系统提供短时能量支撑。     

基于典型气象条件的风光互补系统容量优化

采用当地风速和辐射强度等气象因子日变化典型特征曲线为基础数据,以风光互补发电系统日输出功率曲线最接近当地负荷曲线为最优化目标,以风电和光伏装机容量为变量,建立一种并网风光互补容量优化配置模型,旨在提高清洁能源占比和利用效率.利用武汉某区域用电负荷数据和该区域测风塔风速数据及太阳辐射数据进行算例分析,结果验证了所提出优化...     

基于多功率耦合的风光互补制氢系统容量配置优化方法

为保证风光互补制氢系统平稳运行及蓄电池容量最优化,提出一种结合实际环境的改进蓄电池容量确定法,综合考虑制氢装置平均功率、蓄电池所需容量、制氢功率切换及工作功率波动等多因素影响,并针对单功率、双功率和三功率等不同制氢功率模式进行系统分析。结果表明,选取双功率模式能使蓄电池容量大幅减少,同时高低功率差距在允许范围内,功率切换不频繁,控制相对简单。     

DESS在风光互补发电系统中的控制与仿真

将分布式储能系统(Distributed Energy Storage System,DESS)应用于独立风光互补系统中,设计了相应的储能控制器,采用电压外环和电流内环的控制方法控制系统直流母线的电压稳定。采用Matlab/Simulink仿真软件,对DESS及其控制器进行了仿真,结果表明,DESS可以维持风/光互补发电系统直流母线电压的稳定,保证系统负荷的可靠供电。     

风光互补发电产氢及燃料电池储能系统设计及研究

氢气被认为是一种很有前途的清洁能源载体和未来的替代燃料.可再生能源制氢是一种新兴的、有前途的制氢技术.该文对风光互补发电产氢及燃料电池储能系统设计进行了研究,对于该技术在合成氨领域的应用进行了展望.     

风电场含退役动力电池的混合储能系统容量优化配置

针对退役电池在风电场平抑功率波动场景的应用,提出一种考虑退役电池时间尺度的混合储能系统容量配置方法。首先分析退役电池和新电池储能的优势,并介绍储能系统的成本构成;然后建立以全寿命周期经济性最优、考虑退役动力电池充放电时间尺度的混合储能容量配置模型,线性化后可调用求解器求解获取储能容量配置结果;最后用风电场实际数据进行分析,验证容量配置方法的有效性,并分析风电场不同储能配置时长政策要求、退役动力电池不同时间尺度以及不同控制策略下的混合储能容量配置结果。     

大型风光互补并网发电系统研究

以甘肃酒泉地区瓜州某风场为例,介绍了该地区的风能、太阳能资源情况。揭示了该地区的风能和太阳能资源具有很好的风光互补关系。阐述了风光互补容量的匹配计算方法。仿真试验分析表明：对于瓜州48MWN．电场,配置10MW的光伏电站．互补效果最好。     

水风光能源互补形式的研究探讨

能源是人类社会发展的必备需要,人类发展史就是一部能源发展史.在"碳达峰"和"碳中和"战略指引下,中国的能源生产形势和发展路径将会发生一次革命性的变化.如何有序减碳,实现碳排放的既定目标,又保证我国的能源安全,不影响经济发展.现在电力产生过程不生产碳的能源就是水、风和光等主要的清洁能源.从技术可开发量上看,三种能源如果实现大规模开发,确实可以满足我国的能源需求.但是众所周知,风光能源的间隙性和随机性确实对电力系统的安全运行构成了威胁.如何实现风光能源的大规模应用,同时电网安全运行就成为了一个重大能源研究课题.本文对目前通过实现水风光蓄互补对新能源接入进行了探讨,包括常规水电和风光新能源互补,抽水蓄能和风光新能源互补,蓄能大泵和新能源互补.这三种形式均是业界正在研究推广的模式.为将来的风光新能源大规模接入提供参考.     

风光联合发电系统的储能容量优化配置方法

随着可再生能源大规模接入电网,风力发电和光伏发电的不稳定性威胁着电网的安全稳定运行。储能系统作为一种可调度的能源,可实现可再生能源输出功率的平滑输出。通过分析风光联合发电系统输出功率特性,提出采用平抑指标和平滑效果评价指标对比分析滑动平均法和最小二乘法滤波效果,用于确定蓄电池储能配置的参考输出功率。在获得平滑后的功率曲线后,根据提出的曲线局部平滑指标和总体平滑指标,综合考虑蓄电池投资成本和平滑效果优化配置储能容量。最后,采用某地区实际的风光资源历史数据,验证了所提方法的可行性。     

风光互补电动汽车储能电站系统优化设计

通过对唐山市区太阳能和风能资源状况调查分析,对全年不同方位角和倾角上的太阳能辐射量进行模拟计算,得出南偏东9.8°方向、倾角为39.7°的倾斜面上接收的太阳能辐射量最大,其值为1.62×106Wh/m2。研究中对3kW风力发电机和1kW光伏发电系统的发电量进行了计算,并以1辆纯电动轿车为负载进行了容量配比优化,设计了风力发电系统、风光互补系统及光伏系统三种不同的方案,经过对各方案的经济性、可靠性及稳定性分析,得出最佳的设计方案为风光互补发电系统,该系统风力发电装机容量为3kW,光伏发电装机容量为8.96kW。     

风光互补发电系统的协调控制

通过对风光互补发电系统能量流动和运行特性的分析,归纳总结出系统的4种运行模式和15种工作状态,提出了一种包括最大功率跟踪控制、负载功率跟踪控制、蓄电池充放电控制和系统保护运行等控制策略的协调控制方案。该控制方案根据气象条件、负载和蓄电池工况,进行不同运行模式和工作状态之间的转换,并完成相应的控制策略,从而实现风光互补发电系统的优化及可靠运行。仿真结果验证了该文所论述协调控制方案的正确性和可行性。