基于场景线性化重塑的用户侧储能容量高效规划方法

推进用户侧分布式光储一体化发展是提高新型电力系统新能源消纳能力的重要举措。然而,储能高昂的投资成本阻碍了用户侧光储系统的推广进程,亟需合理的储能容量优化配置方案为用户提供更加理性的决策依据,以提升系统经济性和环境友好性。现有容量规划方法往往基于典型场景进行储能运行模拟,未考虑全年每个典型场景之间的功率波动特征以及某些极端场景对于容量配置结果的影响,难以保证规划结果的准确性。为此,文中提出了一种基于场景线性化重塑的用户侧储能容量高效规划方法。首先,以聚类结果中的典型场景为基,通过最小二乘法近似地线性表示全年中的极端场景;其次,将场景线性化结果嵌入储能全年运行约束中,并通过重新构造决策变量来减小优化问题的规模;最后,通过实际算例分析了用户侧配置储能的经济效益,并将所提出的规划方法与已有方法进行仿真结果对比。结果表明,所提出的规划方法能够减小精确模型运行所需的决策变量规模,在提升计算效率的同时取得比已有近似方法更准确的规划结果。

基于电能计量的中央空调冷量分摊方法

在国家“双碳”重大战略驱动下,中央空调系统逐渐成为助力国家节能减排的重要担当。为充分调动中央空调用户的节能积极性,提高中央空调分户计费精确性,该文在分析风机盘管供冷量与耗电量关系的基础上,提出了一种基于电能计量的中央空调分户冷量分摊方法。通过仿真比较得出,该方法在低投资情况下有效地提高了中央空调分户计量冷量分摊的精度,保证了空调分户计费的公平性,更好地促进国家中央空调分户计量任务的推广。

基于PVsyst软件模拟发电量数据的光伏电站电能损耗的分析方法研究

电能损耗是光伏电站非常重要的综合性指标,对其进行分析可以为光伏电站能效管理提供数据支持。在电能损耗的计算过程中,最大负荷损耗小时数的选取非常关键。提出了一种基于PVsyst软件模拟所得的发电量数据来分析光伏电站电能损耗的方法,结合工程实际情况给出了精确计算年最大负荷损耗小时数的改进算法数学模型,并对采用不同算法得到的年最大负荷损耗小时数进行了比较分析;以山西省大同市鸦儿崖乡100 MW光伏电站为算例,对其电气设备及线缆的电能损耗进行详细分析,验证了所提出光伏电站电能损耗分析方法的正确性。研究结果表明:1)由于光伏电站容配比的影响,应分别计算光伏电站直流侧和交流侧的年最大负荷损耗小时数,直流侧和交流侧的电能损耗也需要分别计算。2)该方法基于PVsyst软件模拟得到的光伏电站全年各小时的发电量数据,可准确计算出光伏电站的年最大负荷损耗小时数,在数学逻辑上合理,可以提高光伏电站电能损耗计算的准确度。该方法也可应用于其他实际运行的发电项目的电能损耗分析。

基于电量电价弹性矩阵的风力发电与AA-CAES系统容量优化

考虑到系统运行经济性的影响,对基于需求侧响应(DR)的风力发电与先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)系统协调优化问题进行了研究。首先,基于分时电价构建了用户多时段需求侧响应模型,并根据AA-CAES系统的压缩、膨胀功率建模。其次,以系统的固定成本、设备维护成本、购电成本、售电成本以及调峰成本共同构成系统总成本,采用动态规划法对AA-CAES系统的压缩、膨胀功率进行优化,求得系统总成本最小的风力发电与AA-CAES系统最优容量配置。最后,通过仿真验证所提优化方法的可行性。

频率响应需求下的储能容量配置方法研究

随着我国“双碳”目标的提出,电力系统的新能源渗透率逐步提高,由于风光等新能源具有随机性和波动性,因此在改善能源结构的同时,对电网也提出了新的挑战。为满足电网调频需求,提出了一种考虑惯量需求的储能容量配置方法。首先,分析同步机的控制结构,计算储能参与调频的不平衡功率分摊。其次,考虑频率变化率和频率偏差的限制条件,根据同步机的惯性常数和额定容量,建立电力系统所能承受的最大功率增量、等效惯性常数以及调差系数等参数之间的数学模型。最后,计算储能系统需要配置的容量和惯量。通过对不同的储能容量进行仿真,验证了该方法能够有效改善系统的频率偏差量,提升电网调频性能,为储能容量配置提供理论依据。

基于指标加权的工业企业产能利用指数体系研究

针对仅以用电量数据评估产能利用缺乏全面性的问题,结合电力大数据与关键经济指标,提出一套综合的产能利用指数指标体系及其计算模型。该指标体系包含产业规模、技术效率和增长趋势。利用总用电量、峰谷用电数据揭示了企业的生产规模和市场份额;通过用电效率、设备电耗等指标展现企业的技术现代化水平;从用电增长率、新设备电力接入速度及用电结构变化等方面,评估企业发展势头。研究成果不仅为政府提供工业稳定增长分析依据,也为电力公司在供需分析、产能监测、能源管理等方面提供决策支持,有助于推动工业向更优化和高效的方向发展。

考虑电热需求响应的区域综合能源系统储能容量优化配置

综合能源系统中储能优化配置和需求侧响应的应用,可解耦热电联产机组(CHP)运行的“以热定电”约束,提高能源利用效率。因此,考虑源荷双侧发电、供热、用电、用热性能,在源侧加电、热储能实现热电联产机组的热电解耦,荷侧充分利用电、热综合需求(IDR)资源可调度资源,建立考虑综合需求响应的区域综合能源系统电、热储能容量优化配置模型。该模型考虑储电储热约束、功率平衡约束等,以区域综合能源系统年总费用最小为目标,解决电、热储能的经济配置最优问题。算例结果表明,电、热储能与负荷侧协调运行可降低运行成本,考虑综合需求响应可减少储能配置容量。源侧储能配置和负荷侧的综合需求响应促进风电消纳,提高综合能源系统运行的经济性、精准性和灵活性。

基于电力大数据的用户储能最优配置

以地区电力用户为研究对象,开展储能投资潜力分析。以用户投资储能的全寿命周期收益最高和最快回收成本建立目标函数,基于电力大数据排查适合投资的储能用户并计算容量配置,根据目标约束函数,结合当下储能相关参数和电价情况,得到营利用户储能配置容量的边界值,筛选出用户容量大于配置容量的用户,即为可发展储能配置的潜在用户。继而构建磷酸铁锂电池测算模型,通过对潜在用户可调资源的容量、时长以及效益测算,得到用户最优储能投资方案。采用配置储能电池和分时电价相结合的方式进一步降低储能成本,得到更高的经济性。

考虑需求响应和源荷不确定性的光储微电网储能优化配置

电力市场背景下,考虑需求响应和源荷不确定性的微电网储能优化配置,对提高微电网运行性能、促进微电网商业化落地应用及能源转型具有重要价值。针对并网型光储微电网储能系统容量配置问题,提出了考虑需求响应和源荷不确定性的储能优化配置策略。首先,通过聚类对运行场景进行削减,综合考虑购电、储能配置及损耗和联络线功率波动惩罚等成本,构建考虑长期不确定性的微电网储能系统规划运行协同优化模型。其次,建立基于用户调度优先级的负荷引导机制,通过弹性系数计算需求响应结果。进一步地,提出一种两阶段储能规划配置策略实现方法。最后,通过算例仿真,验证了该方法的合理性与有效性。

考虑双向需求的混合储能容量多目标优化配置

储能作为一种灵活性调节资源,合理的容量配置可有效平抑风电波动,提高利用率;需求响应作为发电侧和用户侧重要的互动资源,可在降低购电费用的同时促进风电消纳。基于此,提出考虑风电商消纳需求和用户用电需求的混合储能容量配置方法。首先,从用户侧柔性负荷响应特性出发,构建可平移负荷和可削减负荷模型;其次,建立由蓄电池和超级电容组成的混合储能系统,并提出充放电策略;再次,以混合储能系统成本最低、弃风率最小、用电满意度最高为目标函数构建混合储能容量优化模型,利用多目标粒子群算法求解;最后,通过算例分析验证该文模型的有效性。结果表明,所提混合储能容量配置模型不仅可满足多方需求,还能提升系统经济性。

计及需求响应的高比例清洁能源园区储能容量优化配置

为了提高园区清洁能源消纳水平、储能配置经济性,提出一种考虑需求响应的高比例清洁能源园区储能容量优化配置方法。首先,建立光伏、风机、储能功率模型;其次,设计了考虑刚性、可转移、可中断负荷参与的需求响应机制,实现一定时间尺度下负荷的转移;然后,以系统总净现成本最低为优化目标,考虑入网功率波动、充放电限值等约束条件,建立储能经济配置模型。算例验证了所提方法的有效性,相比传统方法,所提配置方法可以有效降低系统经济成本并提高清洁能源消纳水平。

考虑需求响应资源和储能容量价值的新型电力系统电源规划方法

高比例可再生能源的接入对电力系统容量充裕性带来了新的挑战,系统必须具备充足的置信容量应对可再生能源的出力波动性和随机性.由于储能置信容量与电源规划结果的非线性关系,传统电源规划方法难以准确计算储能置信容量并建立系统置信容量充裕度约束.通过综合考虑火电、可再生能源、储能以及需求侧响应建立了电源规划模型,内嵌全年8 760时段生产运行模拟以确保系统具有充足灵活性,同时改进容量充裕性约束以考虑需求响应资源和储能的容量价值.针对储能置信容量的非线性问题,设计了迭代算法进行求解,并用某区域电力系统验证了模型的有效性.结果表明,高比例可再生能源系统中,影响系统成本的主要因素是灵活性约束,引入少量需求侧响应资源可大幅降低系统成本,为未来高比例可再生资源电力系统规划问题提供了新的思路.

计及需求响应的联网型微电网储能容量随机规划方法

为了获取更理想的储能容量规划结果,在考虑功率平衡最优和需求响应的基础上,提出了一种新的联网型微电网储能容量随机规划方法。在需求响应条件下基于联网型微电网的运行模式和随机理论,将功率平衡最优作为规划目标,组建储能容量随机规划模型。利用改进粒子群算法对构建的储能容量随机规划模型进行求解,获取最优联网型微电网储能容量随机规划方案。实验结果表明:随着电容电量的不断增加,微电网的整体平衡能力开始变强;所提方法的能量平衡能力指标更高,储能额定电量容量更稳定,储能系统负荷更小,规划效率更高。所提方法能够更好地实现联网型微电网储能容量规划。

匈塞铁路牵引供电设计总结及思考

中国铁路在“走出去”的过程中,特别是采用非中国标准的铁路项目,在设计、施工、产品等都面临巨大的挑战。结合匈塞铁路设计情况,对牵引供电仿真、接触电压计算、动态谐波效应、TSI能源子系统牵引供电设计系统验证等方面进行总结,在牵引供电仿真输入参数中列车最大电流限制、车站范围牵引供电系统阻抗及其他非牵引负荷等参数与国内不同,为后续欧洲等国际铁路牵引供电设计提供经验。在此基础上,从与国内略有不同的供电电压质量指标、非正常运行方式下供电能力、列车最大电流及功率电压曲线问题、牵引变压器运行方式及容量选择等方面进行分析,提出为使牵引供电设施与列车关系匹配,多部门需共同确定新的最优的列车功率电压曲线,结合电价政策可以选择牵引变压器同时运行互为备用方式,对国内设计、运营提供参考。

光伏发电项目储能容量的计算分析

文章论述了储能系统在新能源发展中的重要作用和当前主要的储能型式。提出了“最大储能容量”、“储能平衡容量”等新概念及其计算方法。其中“储能平衡容量”是在电价、储能造价、系统运行方式等外部条件确定的前提下,通过分析计算确定的储能容量。以某大型光伏配套储能项目为例,利用“储能平衡容量”的概念和理论方法对电源侧或用户侧储能系统的容量配置进行计算分析,并对影响储能容量的几个敏感因素进行了敏感性分析。

辅助风电场参与初期黑启动时储能电站容量配置策略

为了让风电参与初期黑启动,提出了新的储能配置策略。首先求取了初期恢复系统所能平抑的最大功率波动,将此作为风电输出功率的限幅目标。然后将限幅目标作为确定储能电站功率的主要依据,将限幅目标和典型火电机组辅机的启动时间作为确定储能电站容量的主要依据,从而确保在储能电站发挥平抑作用的时间长度内,风电场的输出功率波动值限定在限幅目标内。最后用PSCAD/EMTDC搭建了风储模型,通过仿真验证了配置的储能电站能够使风电场安全平稳地参与初期黑启动。此储能电站容量配置策略同样适用于参与黑启动的其他新能源。

电力需求侧规模储能容量优化和经济性分析

储能系统由于具备对功率和能量的时间迁移能力,是实施电力需求侧管理、控制负荷变动的一种有效手段。分析并建立由储能系统初始投资成本、运行维护成本、设备更换成本和资金收益构成的储能系统净现值目标函数,为准确估算储能在频繁不规则循环下的寿命周期,提出了一种基于等效寿命损耗的电池寿命计算模型;为确定储能充放电起止时刻,提出了一种改进的储能充放电策略。在容量优化计算中,采用量子编码结合自适应遗传算法,并引入灾变思想以提高计算速度达到全局最优。最后基于某电力需求侧一典型日的数据,分别对锂离子、钠硫、铅酸储能系统容量进行优化,通过基于净现值的经济性分析,对比三种储能应用于电力需求侧的经济性,结果表明,基于文中设置的边界条件,钠硫储能较另外两种储能更具经济性。

新型电力需求侧管理终端的研制

根据国家电网公司对电力能源的节约化和精益化管理要求,实现配变台区的自动采集。研制了一种集电能计量、负荷管理、公变监测、无功补偿为一体的新型电力需求侧管理终端,介绍了其总体设计思想、模块化的硬件设计、分层面向对象的软件设计,最后给出了典型应用方案。

计及储能出力水平的平滑风电功率模型预测控制策略

风电大规模并网的有功功率波动给电力系统造成了较大的影响,在风电场并网处加入储能系统可有效平抑风电并网功率波动,提高风电在电网中的渗透率。在储能电池平滑风电功率波动的典型应用场景下,提出了一种计及储能电池出力能力的模型预测控制方法,在减小储能电池出力的同时,兼顾电网对储能系统充放电能力的需求。首先,利用风储发电系统的数学模型,分析储能电池当前输出功率对未来出力能力的影响;然后,设计以储能电池最小出力和最大出力能力为运行原则的模型预测控制策略;最后,基于实际风场数据进行了仿真。结果表明,所提方法可有效降低风电并网功率波动,提高储能电池出力能力,减小储能电池进入死区时间。

基于风电功率min级分量波动特性的风电场储能容量优化计算

储能为抑制风电功率随机波动性对电力系统的不利影响提供了可能。为减小风电功率随机波动分量对电力系统的影响,提出用储能设备平滑风电功率随机波动频繁的min级分量,并通过分析风电功率min级分量的波动特性,建立对应的储能容量优化配置模型。该模型在充分把握风电功率min级分量波动特性的基础上,以概率统计的区间估计理论确定储能系统的容量配置和最大充放电功率。该优化模型可以较小容量的储能设备改善风电功率的平滑输出,有利于减小风电功率随机波动性对电力系统的不利影响。仿真算例表明了该算法的有效性。