基于数字孪生的大规模储能站运维技术研究

由于储能站的安全标准相对滞后,且储能站火灾事故危害大,因此确保储能站的运行安全至关重要。针对大规模储能站厂区面积大、电站设备数量多且结构复杂等特点,通过传统BIM建模方式创建的储能站设备模型对基于物理渲染的PBR材质支持较差,视觉观感性较差,且BIM实时交互性差的先天因素,通过BIM制作的储能站设备很难进行实时更新交互。研究基于数字孪生技术,通过对储能站的重要设备三维建模,实时监测设备的运行状态和能耗情况,采用数字世界的虚拟储能电站映射现实储能站的运行状态,实现储能站关键设备提前快速预警、排除故障,确保储能站运行安全,提高运维人员工作效率。

基于分布式光纤测温装置的储能站温度监测系统设计

该文设计了一种基于分布式光纤测温装置的储能站温度监测系统,该系统以分布式光纤测温技术为核心,实现对储能站内部温度的高精度、实时监测。首先,介绍了分布式光纤测温技术的基本原理和优势,详细阐述了基于光纤拉曼散射的测温装置工作原理和关键技术。接着,对储能站温度监测需求进行分析,提出基于光纤拉曼散射的测温装置硬件架构和储能站温度监测系统的整体设计方案。最后,对未来技术发展及应用前景进行展望。

基于谈判博弈的含储能站利益主体的多能源站协同优化运行方法

针对多能源站系统经济运行问题,提出一种基于谈判博弈的含储能站利益主体的多能源站协同优化运行方法。首先,将储能站引入多能源站系统的优化调度,研究能源站内设备的能流和能量转化关系,以多能源站和储能站为不同利益主体,建立各自经济性最优的多目标优化模型;其次,充分计及不同利益主体间的能量交互,基于谈判博弈理论协调多能源站和储能站之间的功率交互值和双方利益诉求,建立储能站参与调度决策的多能源站协调优化运行模型。最后以典型日场景为例,对多能源站系统在3种运行模式下的调度结果以及现有建模方法调度结果进行分析。结果表明,所提方法相比多能源站单独运行和互联运行,成本分别降低了17.70%和4.41%,在实现多能源站系统经济性最优的同时兼顾储能站的利益,并保证了可再生能源的全额消纳,验证了所提方法的有效性和可行性。

电网侧电池储能站运行与维护——评《电池储能电站运维检测实用技术》

随着电池技术的发展,电池储能站的应用方向逐渐发生改变,由以可再生能源并网和用户侧为主,转向以电网侧大容量储能站为主,如国网江苏、河南等分公司,均建立了拥有上百兆瓦级别的储能站。电网侧储能站在高速发展的同时,也存在着运行维护检修难度大、易发生安全事故等问题。国网湖南省电力有限公司电力科学研究院等著的《电池储能电站运维检测实用技术》一书,首先对电池储能站相关内容做了介绍,然后对电池管理系统(BMS)、电池储能站功率变换系统及电池储能站监控系统的结构、功能和日常使用维护等进行详细剖析,并给出了电池储能站的安全保护措施,最后介绍了电池储能站的整体运行管理策略。

基于国内外互连标准研究的储能站接入电力系统标准初探

通过对现有的国际、国内互连标准的整理和研究,总结出了互连标准内容的一般框架:范围、一般要求、人身安全和设备保护要求、电能质量要求、分布式电源接入电网的性能要求,并对不同国家并网标准的主要内容作了对比分析。结合这些研究结果和储能站并网运行的自身特点,对储能站接入电力系统标准的主要内容进行了初步探索,为以后制定储能站并网标准提供了有益参考。

区域储能站参与扰动平抑的配电网多时间尺度自律策略

为降低新能源发电随机不确定性导致配电网对主电网的强烈功率扰动,提高电力系统新能源多层次有序消纳能力,提出了新能源配电网利用储能站及可控资源实施区内自律管控的输配协调消纳策略。阐述了配电网自律运行实施策略,分别从短、中及长时间尺度建立描述配电网区域自律运行指标及相关计算方法。提出短时间尺度储能站功率扰动的平抑策略及基于储能、需求侧响应和网络重构手段的中、长时间尺度配电网自律运行策略。为合理调节储能站荷电状态,提出改善荷电状态的区域储能电站修正策略。以河北省某区域配电网为算例进行仿真分析,结果证明了所提方法的有效性及合理性。

计及多时间尺度不确定性的电-氢一体化储能站随机-鲁棒混合规划

考虑源-荷双侧长期不确定性对电-氢一体化储能站规划结果鲁棒性的影响,提出一种计及多时间尺度不确定性的储能站容量规划方法。首先,构建电-氢混合系统结构,并设计储能站主要运行模式;其次,考虑风、光、电、氢的时序相关性,提取考虑短期不确定性的源-荷双侧的时序典型场景,以年综合成本最小为目标,建立基于多场景随机优化的储能站容量规划模型;然后,进一步考虑长期不确定性,基于信息间隙决策理论对规划模型进行改进,提出考虑长-短期不确定性的储能站随机-鲁棒混合规划方法;最后,基于某风光电场历史数据进行仿真验证,并对缺能惩罚成本系数和氢气价格等关键因素进行灵敏度分析。仿真结果表明,所提方法可合理规划电-氢一体化储能站容量,提高电-氢混合系统的风险规避能力。

电网侧电池储能站对拖试验及其关键问题分析

电网建设、运维及安全管理规定不同于新能源电厂,电池储能电站的引入,需对包括调试、运维在内的全过程进行梳理和掌控。着眼于电池储能站在新能源领域较少开展的对拖试验,在架构解剖、原理分析基础上,深入分析基于半隔离型双向变流器电池储能站的对拖试验方法、流程及机理,并研究解决对拖试验的试验效率、行为特质动态衡量系统(PDP)保护动作、群控功能验证等关键问题,以期对相关从业人员和工程应用提供有益参考。

基于粒子群算法的“多站融合”背景下储能站运行策略研究

通过建立数据中心负荷模型、电动汽车充电站负荷模型、储能站充放电模型和5G基站负荷模型,搭建了储能站投资回报率模型。采取两阶段优化方法、粒子群算法对目标函数进行优化,最终得出“多站融合”背景下储能站的最优运行策略。仿真结果表明,典型锂离子电池在合理区间内,峰谷电价差越大,最佳充放电深度越大,在此运行策略下,储能站的经济效益最高。

重载变电站中电化学储能站的应用

储能是构建新型电力系统的重要灵活性资源,其中电化学储能是储能发展的“新星”。电化学储能站在电网侧的应用越来越广泛。在分析储能应用场景的基础上,结合电网侧电化学储能站布局的主要思路,提出针对单个重载市区变电站的储能布局分析思路,并在此基础上提出分区电网的储能配置分析,同时提出储能站的调度运行方式,对电化学储能站应用场景的选择具有指导意义。

储能站在高压电网节能降耗规划中的应用

简要介绍了国内外大容量电池储能站应用现状。结合某发达地级市高压电网的实际运行情况，在节能降耗规划中提出了电池储能站规划思路，以解决该市高压电网节能降耗的瓶颈问题，并对储能站节能效益进行了评估。

基于改进k-means-鲸鱼优化算法的储能站规划研究

储能站具有响应快、可实现电能在时间上的转移等特点,可为配电网提供辅助服务,是消纳可再生能源,应对负荷峰谷差大的有效手段。构建以储能站投资成本和运行成本最小化为目标的储能站规划模型,并提出了一种改进的k-means-鲸鱼优化算法用于求解储能站规划配置结果。最后,以某地区23节点10 kV中压配电网规划配置容量进行仿真分析,验证方法的正确性和科学性。

储能站锂电池仓抑爆灭火控制系统设计

为防止储能站运行现场环境参数超过安全阈值锂电池仓偶发爆炸危险,设计并研发一套储能站锂电池仓抑爆灭火控制系统。该系统主要模块由就地环境抑爆控制单元和泵组巡检控制器组成。就地环境抑爆控制单元和泵组巡检控制器可根据电池仓的内部温度、烟雾、CO气体含量等参数,经由控制逻辑启动泵机并开启消防管道阀门进行灭火,实现电池仓抑爆灭火。同时,利用RS-485通信技术将泵组巡检控制器与就地环境抑爆控制单元挂载到一起建立工业网络,实现报警与消险的自动化运行,进而提升储能站管理水平,以降低锂电池仓事故发生的风险。

大容量电池储能站实现“说走就走”

不久前,我国首个移动式大容量全场景电池储能站——南方电网河北保定电池储能站正式投入商业运行。该电池储能站位于保定国家高新技术产业开发区,功率6兆瓦(MW),容量超过7.2兆瓦时(MWh),转换效率达到98%。

电网侧利用电网退运电池建设储能站的可行性研究

随着我国新能源装机规模的不断增加,其随机性、波动性、间歇性和反调峰特性给电力系统功率平衡带来了巨大的调峰压力,储能电站的建设势在必行。本文结合新能源快速增长带来的调节需求,分析了电网侧建设储能电站的必要性,并从提质增效、节约投资的角度,充分论证了利用电网退运电池建设储能站的有利性,实现了电网高质量发展和企业增效的根本目的,具有较强的借鉴和推广意义。

锂离子电化学储能站消防电气设计的优化技术研究

本文首先探讨了锂离子电化学储能站火灾风险的来源,并介绍了相应的火灾风险评估方法。随后在消防电气设计原则部分,分别从安全性、可靠性和稳定性三个方面提出了相应的设计原则。然后重点介绍了火灾预防技术、火灾报警技术、火灾应急响应技术以及系统监控与远程控制技术等方面的技术优化内容。通过合理配置火灾防护设备和优化消防应急措施,提高储能站的火灾防范能力和火灾处理效率。

基于共享储能站的多能互补微能源网外衍响应双层优化

高比例新能源接入能源系统带来的强不确定性使系统内部优化运行变得困难,同时可能导致不确定性风险外溢,从而影响到上级电网稳定运行。为此,提出了一种基于共享储能站的多能互补微能源网系统外衍响应双层协调优化策略。首先,构建了微能源网系统能源设备运行模型,并提出了共享储能站运行方式和盈利机制。其次,以微能源网系统运营商为上层,共享储能站运营商为下层,建立考虑2个不同利益体的双层协调优化模型。然后,通过Hong的(2m+1)点估计法量化风光不确定性,并利用基于KKT条件和Big-M将双层非线性优化模型转化为单层混合整数优化模型。最后,仿真结果表明该策略能有效防止风光不确定性风险外溢,减少了微能源网运营商6.3%的运行成本。

多站融合中考虑可靠性及经济性的储能站两阶段优化配置方法

为研究储能站在多站融合中的多功能优化配置方法,首先探讨用储能站替代传统柴油发电机和不间断电源(uninterruptible power supply,UPS)的可能性,通过可靠度计算对传统模式及储能站模式进行对比,结果表明用储能站替代的可靠度更高。进而对储能站的经济性进行分析,建立储能寿命模型并进行成本分析,通过对比储能站的投资成本、运行维护成本以及度电成本确定储能类型。最后综合考虑多站融合中储能站的可靠性以及经济性,以储能站的可靠性最佳和年净收益值最大为目标函数配置储能容量,采用粒子群优化(particle swarm optimization PSO)算法得到储能的最佳配置容量为可用容量3500 kWh,备用容量150 kWh,所提出的两阶段优化方法使得多站融合中储能的配置容量更加精确并且贴合实际。

考虑储能站投资收益的配电网规划模型

随着储能技术的发展,储能站在电力系统中的建设与应用具备了基本条件。随着我国电力市场迅速发展,越来越多的供应商参与到配电网侧寻求利益分配。为了均衡配电网运营商和储能站投资商的利益需求,该文以配电网拓展规划和储能站接入为规划场景,提出了考虑储能站投资收益的配电网双层规划模型。上层规划模型以配电网线路建设成本最低为优化目标,实现配电网运营商利益最优;下层规划模型以储能站通过"低储高发"获利最高为优化目标,实现储能站投资商利益最优。以一个小型配电网系统为算例,通过遗传算法求解上层规划模型完成配电网线路规划,并通过下层规划模型进行储能站的选址定容。仿真计算结果表明,在提出的运行策略下,储能站投资回报率与储能站所接入节点的负荷特性密切相关:负荷峰值越高,峰值持续时间越长,接入储能站获得的收益越高。

电池梯次利用储能装置在电动汽车充换电站中的应用

针对电动汽车充换电站中动力电池的梯次利用问题,设计了电池梯次利用储能站,将充换电站中即将报废的电池用于储能放电,以降低电动汽车动力电池的使用成本。介绍了电池梯次利用储能站结构、电能控制系统以及储能控制策略,可以实现电动汽车充换电站动力电池的梯次利用、对电网负荷进行峰谷调节并作为充换电站的应急和后备电源。