独立电池储能电站在新能源发电中的应用探讨

独立电池储能电站是解决新能源发电系统波动性和不稳定性问题的关键设备。然而,在新能源发电中,独立电池储能电站也存在一系列问题,如缺乏科学的盈利模式,影响运行经济效果,同时也存在电网接入问题、储能技术有待优化问题。本文将分别从这些方面探讨独立电池储能电站的应用问题和策略,以期为独立电池储能电站的推广以及其在新能源发电中的应用提供一些参考。

一种适用于新能源消纳与主动支撑场景的新能源电站储能配置方法

新能源电站在兼顾促进消纳与主动支撑场景需求配置储能时,会面临不同场景随机复杂出现、时序交叉耦合的问题。对此,文章提出了一种适用于新能源消纳与主动支撑场景的新能源电站储能配置方法。基于新能源电站出力数据、日前功率预测数据、电网频率数据等,提取储能需求典型工况曲线,构建储能优化配置模型。利用改进多目标粒子群算法,得出新能源电站储能配置最优解。针对实际新能源电站开展仿真分析,验证所提方法的正确性。

独立电池储能电站在新能源发电中的应用

独立储能电站以独立主体身份直接与电力调度机构签订并网调度协议,纳入电力并网运行及辅助服务管理,不受接入位置限制。作为一种有效的能量管理系统,独立储能电站在平衡电网、提高能源利用效率以增强可再生能源发电稳定性方面具有巨大的潜力。本文作者首先介绍独立电池储能电站的技术基础,接着分析电池储能系统的结构和组成,继而探讨独立电池储能电站在新能源发电中的应用,特别是在可再生能源发电的平滑与调节、峰谷调节与电网稳定性、电网的应急响应能力以及电网辅助服务与质量管理方面的作用。由中国电力出版社出版、严亚兵老师撰写的《电池储能电站设计实用技术》共5章,主要介绍了电化学电池储能电站相关标准、典型设备设计要求及技术规范、并网技术及相关要求,并以实际工程案例说明电化学电池储能电站设计中的重点问题及注意事项,可为相应的研究分析提供参考。

新能源电站电化学储能系统辅助风电调频方法

风力发电的不确定性使电力系统可能会出现频率扰动的现象,危及电力系统的稳定运行。因此,提出新能源电站电化学储能系统辅助风电调频方法。分析含风电电力系统频率特性,建立相应的数学模型,探究储能系统调频特性;采用储能系统与风电机组联合调频模式,制定电力系统调频策略,实现储能系统辅助风电调频。实验数据表明,提出方法的电力系统频率调整响应时间为10 s,可以通过最少的电力系统频率调节有效减缓电力系统频率的波动,提出方法具备较好的应用性能。

考虑新能源场站闲置储能的储能电站两阶段配置优化研究

为提高新能源并网的稳定性,配置储能装置是必要的,但储能装置的过量配置可能造成建设成本的增加和利用效率的降低。针对这一问题,提出一种优化配置方法,旨在利用新能源场站的闲置储能来降低第三方储能电站的建设成本。该方法分为两个阶段:第一阶段,构建以风光消纳最大化为目标的新能源场站储能装置优化调度模型;第二阶段,在评估新能源场站剩余储能容量后,以第三方储能电站的运营收益最大化为目标,对储能电站容量进行优化配置。最后,通过算例分析证明,相比于独立建设储能电站,基于本文方法的第三方储能电站在储能配置容量上有所减小,且建设及维护成本显著降低。

辽宁省首座新能源营运车辆储能换电站亮相沈阳

全自动更换汽车电池、90秒让车辆“满电复活”、司机无须下车便可享受极速换电体验……近日,辽宁省首座面向营运车辆的平急两用式储能换电站在沈阳市沈河区完成调试,即将正式投入运营,将完善换电汽车基础设施。据了解,平急两用式储能换电旗舰站位于沈阳市沈河区方家栏路与江东街交叉口,占地约3000平方米,平时给营运车辆换电.

储能系统对间歇式新能源电站并网特性的影响分析

针对新能源电站有功出力波动对电网安全稳定带来的挑战,提出了利用储能系统平滑间歇式电源有功出力的解决方案。利用PSD-BPA,建立了风光储混合新能源电站的模型,分析了其并网运行特性。研究结果表明,储能系统能够有效平抑风光联合出力的波动,增强有功功率的主动控制和供电质量,对提高新能源电站的低压穿越能力也有积极的作用。

新能源一体化电站储能配置经济性评价方法及实现

全面探讨新能源一体化电站中光热储能配置的经济性评价方法及相关功能实现。涵盖投资成本评估、运维与维护成本分析、发电与储能效益评估、容量收益分析、辅助服务收益分析和敏感性分析等方面。

含储能设备的新能源发电站能量管理与有功功率控制方法

随着能源转型的不断推进,风电与光伏发电站的数量不断增多,大规模的风电与光伏并入大电网,必然会影响大电网的稳定性。为解决上述问题,光伏发电站、风电场等新能源发电站往往选择配置储能系统,以提高电站出力的稳定性。对含储能的新能源发电站,其能量管理系统需满足电站一二次调频需求,并能够有效完成惯量支撑及振荡抑制功能。本文提出一种通用控制方法,通过对控制需求进行分频,高频部分优先使用储能等进行快速调节,低频部分优先采用风光设备进行稳定平缓调节,以充分利用设备的调节性能、满足不同调节需求,旨在对不同调节需求下均能达到较好的调节效果,并提高发电设备、储能设备运行寿命,降低因调节产生的综合成本。

新能源风电光伏储能系统变电站消防安全及应用管理研究

本文主要探讨了新能源风电光伏储能系统变电站的消防安全及应用管理。概述了新能源风电光伏储能系统的基本情况,随后深入分析了其变电站在消防安全方面的需求,包括面对高风险环境的挑战、特殊环境下的消防安全管理要求以及消防设备和技术的特殊需求。详细论述了变电站消防安全管理的关键措施,包括建立消防安全管理体系、配置消防设施与装备、执行消防演练与培训以及制定火灾应急预案。通过这些措施提高新能源风电光伏储能系统变电站的消防安全水平,确保系统稳定运行和人员安全。

考虑新能源消纳的黄河上游水电站群生态优化调度研究

为降低黄河上游水电站群调度中新能源消纳对河流径流情势和生态完整度的影响,以河流径流情势变化最小、水电站群发电量最大、发电出力平稳性最高为目标,建立了风水光多能互补系统生态调度模型,采用多目标进化算法求解,探讨了多能互补系统发电出力、新能源消纳及河流生态保护之间的均衡关系。结果表明:水电站群发电量和河流生态保护目标之间呈现明显的竞争关系,多能互补系统的发电出力波动越大,水电站群发电量越大,径流情势变化也越大;入库径流量越大,水电站群生态调度对径流情势的影响越小;多能互补系统生态调度对径流情势的影响主要集中在年发生高/低流量脉冲次数和流量平均增加率/减少率这两项指标,在枯水年发电量最大的调度结果中,年发生低流量脉冲次数和流量平均减少率指标的变化最大。

兼顾新能源消纳与频率电压支撑的电池储能系统优化规划

随着新能源发电占比的逐步提升,电力系统消纳新能源发电的难度和压力增大,电网的频率和电压稳定性面临巨大挑战。通过在电网中配置电池储能系统,不仅可以提升新能源的消纳能力,还可以提升系统频率和电压的支撑能力。因此,研究电池储能系统优化规划方法,考虑储能在电力系统正常运行时用于新能源消纳,在紧急情况下对频率和电压进行快速支撑,从而提高储能利用率,降低系统成本。建立了考虑新能源消纳的电池储能系统协同规划模型,可得到输电网中集中式电池储能系统和配电网中分布式电池储能系统的选址定容结果。提出了一种兼顾频率和电压支撑的电池储能系统规划方法,分别对储能位置、无功功率容量、有功功率容量和能量容量进行优化规划。综合考虑储能的多重功能,构建其支撑系统调频调压的约束,建立了兼顾新能源消纳与频率电压支撑的电池储能系统优化规划模型,得到电池储能系统的最终选址定容结果。基于IEEE 24节点输电网和IEEE 33节点配电网设计算例系统进行仿真分析,验证了所提方法的有效性。

基于Vasicek模型的新能源发电误差分析及储能配置决策方法

新能源机组出力预测误差的概率特性分析,对系统备用决策具有重要意义。常规的基于特定解析形式的分析模型,对于新能源实际出力分布规律的描述不够灵活且存在误差,为平抑不确定性的影响,集中式新能源通常需配置足够容量的储能应用,从而影响经济效益。因此,从随机过程的角度,依据一种特殊的随机微分方程—Vasicek模型,给出新能源出力模型的参数估计方法,避免概率分布的具体解析表达,并依托该模型提出一种改进的储能配置方法。算例分析表明,所提算法具有较好的短期预测性能,以此为依据决策储能容量配置更加精确和经济。

考虑新能源发电商租赁共享储能的电力市场博弈分析

针对实际中储能资源利用率不高等问题,提出一种新能源发电商和储能运营商之间的储能租赁共享模式,其中储能运营商除了租赁部分储能给新能源发电商外,还可利用剩余储能独立参与市场竞争,因而该模式有助于提高储能资源利用率。为了研究该共享模式对电力市场运行的影响,建立了考虑该共享模式的日前电力市场双层博弈模型,其中,上层为储能运营商与多个新能源发电商基于讨价还价博弈理论来确定储能租赁价格的优化模型,下层为新能源发电商、储能运营商与传统发电商作为价格影响者参与日前电力市场竞争的多时段非合作博弈模型。然后采用非线性互补方法将双层博弈模型转化为单层优化问题求解。最后通过算例仿真验证所提出租赁模式的合理性和有效性。

基于改进量子粒子群算法的新能源汽车换电站优化布局

为了针对在新能源换电汽车发展普及过程中的换电站建设相关问题,通过建立以换电站运营目标年限年均综合费用最小为目标,综合考虑土地价格、建站成本、运营成本、维护成本、道路流量、服务能力等因素的优化目标数学模型,以换电能力、换电距离为约束条件。同时利用改进的量子粒子群算法对模型求解,算法引入自适应调整的惯性权重,提高粒子的整体搜索能力,利用Logistic混沌映射初始化种群信息,提升种群的遍历性,通过Levy飞行策略与Cauchy变异策略,提升种群的多样性并扩大算法在迭代过程中的搜索空间,进一步提升算法的全局搜索能力并快速跳出局部最优区域。利用该算法对长春市宽城区进行实际规划,将该区域相关数据引入建立的数学模型,确定了该区域内建设四座换电站时符合预期建设目标,同时确定各电站建设位置及容量,证明研究结果的可行性与实用性。

考虑新能源发电不确定性的含微电网群共享储能优化调度

随着具有不确定性的可再生能源在微电网中渗透率日益提高,微电网新能源消纳所面临的挑战越来越大,而共享储能与微电网群的协同运行是提高其消纳能力的有效手段。为了解决不确定环境下微电网群与共享储能协同调度问题,提出了一种考虑新能源发电不确定性的优化调度模型:首先,利用基于马尔科夫链蒙特卡洛算法的日状态转移过程集合生成方法,和基于条件生成对抗网络的日场景生成方法,生成周净发电功率典型场景。进而使用生成的典型场景作为运行模拟场景,以共享储能运营商为主体,以各微电网为从体,构建一主多从博弈优化调度模型,其中主体调整共享储能容量租赁价格以追求最大利润,从体响应租赁价格,调整租赁容量方案及运行计划以最小化自身用电成本。然后,设计了一种基于启发式算法的分布式迭代求解方法来求解所提模型。最后通过算例验证了所提模型的有效性。

面向新能源波动平抑的储能多参数等价折算配置方法

基于储能在参与调节新能源出力随机性和波动性的重要作用,针对由储能种类多样性和参数复杂性导致的储能选型和配置困难问题,提出了一种面向新能源波动平抑的储能快速选型与配置方法。首先,从储能的物理模型本质出发,综合考虑储能的多类型参数,提出了一种储能多参数等价折算的方法;该方法将储能的荷电状态(state of charge,SOC)、寿命、效率和初始投资成本等多参数对比等价折算为功率和容量的配置成本对比,对复杂参数关系进行综合量化表征,实现对储能价值的快速准确评估。然后,为保证新能源出力平滑,建立了不同时间尺度下的新能源波动平抑指标,提出了新能源波动平抑的储能优化配置模型。该模型以储能成本、限电损失费用和新能源波动越限惩罚费用最小化为目标,考虑系统的运行约束与储能约束,实现系统技术和经济性能的最优化。最后,根据某实际算例的波动平抑需求调研了多种应用广泛的储能系统,基于所提储能多参数等价折算方法对不同储能的技术经济参数进行分析与比较,验证了所提的储能选型配置方法和新能源波动平抑模型的有效性和适用性。

新工科储能专业《储能与综合能源系统》的课程建设与实践

“双碳”目标背景下建设新型能源体系是保障我国能源安全的重要内容。在我国能源结构转型迫在眉睫的当下,储能科学与工程新工科专业建设应运而生。作为储能专业本科阶段的核心课程,《储能与综合能源系统》有着学科交叉、知识集成、方法融合、技术贯通等本质特征,对储能专业人才培养发挥着重要的支撑作用。本文以该门课程为例,基于华北电力大学储能专业学科建设思路和已面向两届学生开展的教学实践经验,重点阐述了该门课程的建设背景、核心特征、框架内容、特色亮点及实践经验,凝练了以“内嵌式、交互式、探究式、数字化、情景化、迭代化”为代表的课程特征,分析了课程建设目标及其达成度,为储能科学与工程专业核心课建设提供借鉴参考。

面向新能源高渗透系统调峰和调频的系统级储能容量需求分析

高渗透新能源的强不确定性及火电机组占比的逐步减小使得系统灵活性资源不足,系统级储能可高效缓解系统的调峰和调频压力。为此,从系统角度提出了一种面向新能源高渗透系统调峰和调频的系统级储能需求容量确定方法。基于分位数回归分析和高斯混合模型聚类,提出了一种刻画净负荷不确定性的场景集生成方法;基于生成的场景集,建立了一种无储能容量约束的常规火电机组与储能联合优化运行模型,以获取最优运行时储能参与调峰和调频的功率;为了同时兼顾储能利用率和系统运行成本,构建了基于储能电量偏离程度、运行成本增长率指标的储能功率修正模型,并确定储能需求功率和容量,进而分析新能源渗透率、储能功率和容量与满足需求的置信度水平三者之间的关系。算例仿真结果表明,所提方法能够有效确定新能源高渗透系统调峰和调频对储能的需求容量。

高铁新能源混合储能系统低碳经济优化运行研究

随着“双碳”目标的全面推进,对新能源的需求日益增加,迫切需要推进铁路、新能源、储能的耦合互联,推动铁路低碳绿色发展。为此,提出一种高铁新能源混合储能系统低碳经济优化运行模型。首先,为进一步调动铁路行业的减碳积极性,将碳收益纳入到高铁系统运行模型中,并建立由钒电池和超级电容组成的混合储能系统数学模型;然后,采用拉丁超立方机会约束规划法处理新能源的不确定性,提出一种混合储能系统能量管理策略,以钒电池停止充放电阈值与储能容量配置参数为优化变量,以新能源混合储能系统在全寿命周期内为高铁系统带来的总净收益最大为优化目标,采用基于柯西变异的自适应粒子群算法对实际算例进行求解;最后,通过对比与分析,验证了所提方案和算法的有效性和优越性。