考虑不确定性和需求响应的配电网储能优化配置

分布式电源的间歇性和不确定性等特点使其大规模接入电网对配电网的安全稳定运行带来一定挑战,而在配电网中合理配置储能系统可以有效应对此问题。为减少风光并网产生的不利影响,提高配电网电能质量,首先构建由分布式电源和储能系统共同接入的配电网模型;其次对可再生能源出力不确定性进行处理,并构建需求响应模型平滑负荷曲线;然后以年综合成本最低和电压偏差最小为优化目标,构建配电网储能多目标优化配置模型;最后以IEEE 33节点配电网络为算例,根据分布式电源接入后引起的节点电压偏移确定储能接入位置,并通过改进粒子群算法确定储能优化配置方案。仿真结果表明,该模型可以提高系统经济性和稳定性,同时改进后的粒子群算法在求解效果上更优。

计及激励型需求响应的低压配电网混合储能优化配置

分布式光伏高比例接入和再电气化与电能替代加剧了系统源、荷的波动性,传统低压配电网规划方法难以适应新型电力系统发展的要求。针对此问题,首先建立了计及激励型需求响应的低压配电网混合储能优化配置模型,然后,根据不同时间尺度下的储能设备和激励型需求侧响应资源的特点,提出运用改进的变分模态分解算法(variational mode decomposition,VMD)对净负荷曲线进行多尺度分解和组合重构,以系统总成本和有功功率波动值之和最小为目标,运用改进的鲸鱼优化算法对所提的优化配置模型进行求解。最后,通过算例验证所提方案的有效性。

基于遗传算法的分布式光伏配网储能优化配置研究

为了改善配网电能质量、实现配网负荷水平的调节,提出基于遗传算法的分布式光伏配网储能优化配置方法。在分析复合储能工作原理与蓄电池储能调峰优化的前提下,构建两阶段储能优化配置模型。第一阶段优化配置模型中,以最小电压波动、网损为目标函数,从而确定蓄电池储能的最佳接入位置。第二阶段优化配置模型中,将配网接入的最低储能设备总容量作为目标函数,从而实现储能设备容量的优化配置。通过最佳保留策略、交叉、变异率的自适应变化,对遗传过程进行优化。采用改进的遗传算法对两阶段储能优化配置模型进行求解,以此确定储能的最佳配置方案及运行优化策略。试验结果表明:该方法对配网储能进行优化配置后,配网电压波动指标明显下降至1.95%,并且网损值、电压波动指标大幅降低。该方法能够实现各类负荷的调峰,具有削峰填谷效应。

区域电网风光最优配比及储能优化配置研究

合理优化风光储容量配比是省级电网实现大规模区域电网新能源高效利用的基础,为优化风光储容量配比以及进一步降低弃电率,首先,基于某区域电网相关评价指标,对某区域电网风光出力特性进行分析,并使用风光出力场景生成方法生成某区域电网目标年的风光出力场景。其次,提出了面向提高新能源消纳的风光配比优化方法,包括新能源消纳模型和风光规划装机配比优化模型。随后,提出了面向提高新能源消纳的储能优化配置方法。最后,通过风光配比优化方法对某区域电网目标年弃电情况进行评估,并计算得到了某区域电网目标年的风光规划装机最优配比,通过算例验证所提方法的有效性。

基于风险理论的配电网储能优化配置方法

合理的配电网储能容量规划对消纳分布式光伏及电网的稳定运行至关重要。提出了一种基于风险理论的配电网储能优化配置方法。首先,从系统灵活性角度给出了面向分布式光伏消纳的条件风险价值计算方法,再给出了储能成本计算方法,并以风险价值和总规划成本最低为目标,在考虑传统火电机组、分布式光伏、储能与负荷之间的协调优化基础上,构建储能的优化配置模型,利用混合粒子群算法进行求解。经对江西省会昌县某配网线路进行分析表明,所提出的规划方法合理有效。

广西某“风光火储一体化”综合能源基地储能优化方案

笔者以广西某“风光火储一体化”综合能源基地为例,从项目背景、相关政策、调峰深度确定、投资分析等方面阐述储能优化方案的配置思路、优缺点及收益变化,总结出储能优化配置存在的问题并提出建议,以期为后续广西类似项目提供借鉴。

基于能效、低碳等多目标改进粒子群模型的蓄热式储能优化建设决策

中国北部地区存在风电弃风问题,尤其在“三北”地区更为严重,为减少能源浪费,提高能源消纳水平,通过在电网末端园区建设蓄热式电锅炉就地消纳风电以缓解弃电严重问题。本文主要从降低弃风率、实现“双碳”目标,以及电锅炉建设成本角度出发进行方案设计优化。

基于多目标粒子群算法的配电网储能优化配置研究

储能技术具有对功率和能量的时间迁移能力,能有效改善可再生能源的输出特性和可调度性,是构建新型电力系统解决可再生能源大规模并网问题及促进资源利用的关键技术。研究不同应用场景下储能优化配置对其在配电网中的有效应用具有重要意义。针对综合考量技术性和经济性指标的配电网储能配置多目标优化问题,提出一种基于多目标粒子群优化(MOPSO)算法的配电网储能优化配置方法。采用MOPSO算法对多目标储能配置模型求解,并在种群更新过程中引入自适应变异策略以扩大粒子对空间的探索能力,有效改善种群多样性的同时保证后期收敛性,在储能配置问题上得到全局最优解,实现技术与经济指标多目标综合优化。通过Matlab仿真验证所提方法的可行性与优越性。该研究成果对探索配电网储能优化配置方案具有重要的理论与工程价值。

基于矩差分析的配电网分布式储能优化配置

随着“双碳”目标的提出,未来配电网中会面临极高比例的光伏等新能源接入,电压越限、潮流返送等问题频繁发生。在充分利用配电网已有调压手段和无功补偿的基础上,由于分布式光伏装机容量太大无法就地消纳,光伏大功率返送导致节点电压越上限。针对此问题,提出了一种基于矩差分析的分布式储能优化配置方法。提出了光伏矩和负荷矩的概念,进而提出了矩差的概念,对矩差和节点电压之间的关系进行了公式推导和理论分析,得出了配电网节点电压与矩差之间的关联关系,并详细阐述了光伏矩和负荷矩的计算方法。在此基础上,提出了一种基于矩差分析的配电网储能优化配置方法,以发生光伏返送时保证配电网所有节点不发生电压越上限为目标。IEEE 33节点配电网系统算例表明,与传统的智能优化算法相比,所提方法直接确定储能安装位置,计算效率高,计算结果准确,工程实用性强。

基于改进灰狼算法的配电网储能优化配置

随着能源需求的不断增长和可再生能源的普及应用,配电网储能技术成为解决能源供应与需求不平衡的有效手段。优化配置策略可以最大程度地提高储能系统的性能和效益,因而备受关注。灰狼算法是一种新兴的优化算法,其模拟了自然界灰狼社会行为中的活动方式,具有全局优化和快速收敛的特点。然而,原始灰狼算法仍存在收敛速度慢、易陷入局部最优等问题。为了克服这些问题,学者们对原始灰狼算法进行了一系列的改进,例如:引入自适应参数调整和多目标权重技术,并将改进后的灰狼算法应用于配电网储能优化配置问题。

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。

考虑新能源消纳的储能优化配置方法研究

为了有效提高风电利用率,在储能优化配置成熟的基础上,考虑供需平衡的特点,对各种能源形态进行合理整合和统一规划配置。首先,考虑到储能系统的需求,建立了灵活的供需模型;其次,根据柔性供需模型,设定风电与储能系统的联合供需平衡裕度,对储能进行优化配置。仿真结果表明,该配置方法可以有效弥补原有能源系统单独规划、独立运行的不足,打破能源壁垒,提高能源利用效率,优化能源系统结构。

考虑调峰调频需求的新能源电网储能优化配置

由于风电和光伏这些新能源的接入会导致电力电量不平衡,因此本文针对新能源并网后,按调峰、调频的需要,对最优的储能进行调整,并给出一种关键储能配置模型和方法。

计及重要负荷的工业光伏微电网储能优化配置

工业光伏微电网配置储能时需考虑其负荷特性,在保证供电可靠性的前提下最大化提升光伏利用率。在详细分析工业重要负荷的运行特性和启动冲击特性基础上,结合工业分时电价机制,给出了适合工业微电网的储能系统充放电策略。进而以光伏利用率最大和年净利润最大为目标,构建了工业光伏微电网的储能容量优化配置的多目标优化模型,并采用NSGA-II算法对所建模型进行求解。将优化方法应用于广东某实际工业光伏微电网中,结果表明经过优化的储能系统可在离网情况下保证系统中重要负荷的稳定运行,在并网运行时促进光伏的就地消纳。

计及智能电网多不确定性的多目标储能优化

针对风力发电与电动汽车大规模地接入电网后电力系统的随机性特性愈发明显的问题,综合考虑风力发电、负荷与电动汽车的不确定性,建立了智能电网多不确定模型,并利用点估计法求解随机潮流,构造了以运行成本最小、供电可靠性最大及储能投资最小为目标函数的储能优化模型,之后利用引入非线性递减惯性权重的改进粒子群算法,在随机潮流结果的基础上对储能装置24 h的出力进行寻优计算,得出最优储能调度方案,从而抑制系统的不确定性。最后进行了算例分析,结果表明两点估计法能有效求解包含多不确定性的潮流方程,验证了所提方案的合理性。

考虑灵活性供需不确定性的储能优化配置

风电较强的随机波动性导致系统的灵活性需求剧增,应用储能辅助调峰能够有效解决大规模风电并网带来的系统调峰问题。提出兼顾经济性和灵活性的储能辅助调峰优化配置方法,建立双层优化配置模型。上层储能规划模型考虑调峰需求的不确定性,从经济性最优的角度求解储能的配置方案;下层运行优化模型考虑机组的随机停运、最大/最小出力限制以及不同出力状态下的向上/向下爬坡率等调峰能力的不确定性,以总调峰能力不足期望最小为目标,计及储能的运行策略,利用基于有效容量分布的时序随机生产模拟方法,计算调峰灵活性评估指标,并将灵活性不足损失成本返回上层优化模型。最后,通过上下层模型的不断优化迭代得到兼顾经济性和灵活性最优的储能配置方案。IEEE RTS-24节点系统和IEEE118节点系统的仿真计算表明,所提的模型和方法能够有效量化风储规模及系统不确定性对调峰灵活性的影响,为系统的灵活性供需平衡提供理论支撑。

基于改进遗传算法的光伏系统储能优化配置

为应对光伏发电随机性及波动性对电力系统造成的不利影响,可以从系统概率潮流角度分析光伏出力特征,进而研究储能的接入对于抑制该影响的可行方案。首先,建立概率潮流元件分布模型和储能选址定容模型,采用随机行走理论和拉丁超立方理论进行样本分析和排序;其次,以降低储能投资成本、降低支路有功越限概率和减少网络损耗作为优化目标函数并进行求解计算;最后,利用IEEE 24及IEEE 17节点系统对求解结果进行仿真测试。结果表明:随光伏容量的增加,系统受影响程度增大,随储能容量的增加,系统受影响程度减小。随着光伏渗透率的提高,储能减小网损能力得以明显改善;同时,光伏发电可以提升储能利用谷时电价充电的能力,增强削峰填谷套利。

考虑随机性的微电网日前调度与储能优化模型

针对微电网中可再生能源发电的随机性,以运行成本最小为优化目标,建立了微电网日前调度和储能优化的调度模型。首先,分别对传统发电机组和储能系统建立了确定性模型,并对可再生能源发电机组建立随机模型。然后,考虑到可再生能源发电机组的线性成本函数和传统发电机组的二次成本函数,并结合功率平衡和功率交换限制等约束条件建立了优化模型。通过不同成本函数的可再生能源发电机组和传统发电机进行了仿真。结果表明,该模型可以获得最优调度结果,同时实现储能电池的最优储能。

计及灵活性的配电网储能优化配置

针对目前配电网大量接入分布式电源所带来的净负荷剧烈波动问题,提出一种基于局部约束与整体灵活性定量评价相结合的配电网储能优化配置方法。首先利用Xmeans方法对配电网的年运行场景进行分析,经过聚类选择出关键场景;其次,建立配电网中运行灵活性的定量计算模型和局部灵活性约束;最后,基于所建立的灵活性评价模型,建立求解配电网中储能优化配置的双层迭代求解模型。利用标准IEEE33节点配电网系统模拟真实配电网进行算例设计和仿真,验证了提出的储能配置的灵活性规划方法的有效性和经济性。

考虑储能优化的直流微电网协调控制研究

文章提出一种基于移相控制双半桥变换器的独立直流微电网协调控制策略。该策略以稳定母线电压和平衡系统有功功率供需为主要目标,根据母线电压波动改变移相角控制储能电池功率,确保独立直流微电网稳定可靠运行。采用双半桥变换器可实现储能电池电气隔离,移相控制可提高双半桥变换器升压比,进而提高储能系统的安全性。利用Matlab/PSIM联合仿真平台搭建独立直流微电网模型进行分析,仿真结果表明该协调控制策略可稳定储能电池输出功率,扰动发生时电压波动小、响应速度快,有效提高了系统可靠性。