计及通信可靠性的分布式储能共享优化运营模式

随着共享经济模式在能源行业的发展,配网侧分布式共享储能被视为挖掘需求侧灵活性潜力和提升电力保供能力的有效途径。在此过程中,信息及通信技术的应用尤为关键,它不仅促进了数据的实时交换和处理,还能确保储能系统的协调运作。该文围绕计及通信可靠性的分布式共享储能展开研究,建立了通信可靠性与不同基站发射功率的映射,构建了计及通信可靠性的分布式储能共享模型,设计了基于超平面拟合的分段线性化方法,对不同基站发射功率下的通信可靠性进行线性拟合,实现了分布式储能共享优化运行模型的高效求解,并基于IEEE 33节点系统验证了所提出的框架和方法的有效性。

基于合作联盟的电化学储能共享模式研究

随着“双碳”战略的确定,新型电力系统建设已成为“十四五”期间国家重大战略布局的关键环节,而作为灵活性调节资源的储能配套建设将构成电力系统安全稳定运行的重要保障。针对现阶段电源侧储能成本疏导的难点,提出了一种由新能源场站和储能运营商组成的“合作联盟”共享储能方案,储能在满足合作联盟内部新能源场站的调控需求前提下,利用剩余容量参与电网辅助服务,解决了新能源场站建设储能意愿低的基础问题。同时,面向跟踪计划出力与电网二次调频的场景,量化分析了“合作联盟”共享储能相对于新能源自建储能在投资效益、资源利用有效性方面的差异,并提出基于Shapley值的储能容量定价方法,分析了“合作联盟”共享储能模式具备商业上的可行性。结果表明,“合作联盟”共享储能模式提升了储能的资源利用效率,且在收益分配方面更具公平性。

基于一致性算法的区域网络集中式共享储能共享机制

现阶段共享储能市场的交易机制存在准入门槛高、交易成本高、交易过程复杂等问题。在高渗透率新能源接入背景下,传统集中式调度方法存在调度中心通信压力大、可靠性差等问题,而分布式调度方法能通过降低市场交易成本来提高市场效率。针对多座新能源场站与共享储能的标准纳什博弈关系,提出了基于价格一致性的共享储能实时共享机制。基于共享储能的实时交易机制,构建了新能源场站与共享储能运营商的分布式个体决策模型;为了实现去中心化共享,在区域共享网络中提出了基于一致性算法的共享储能实时共享机制,参与者通过交互共享电价达成价格认同,最终实现共享储能社会福利最大化。以新能源场站-共享储能网络为算例进行仿真,验证所提分布式调度方法能达到与集中式调度方法相同的效果,且适用性更优。

基于混合博弈的园区虚拟电厂广义储能共享与协同优化调度

通过分析含广义储能虚拟电厂以“虚拟”集成实体整体性参与调度优化和电力市场的流程,提出基于混合博弈的园区虚拟电厂广义储能两阶段共享策略及双层协调优化调度模型。第一阶段根据园区各类储能资源的响应特性,建立了包含实际储能与需求侧灵活性负荷、电动汽车构成的广义储能共享模型,进而构建了聚合多类储能资源的虚拟电厂主体架构。第二阶段建立以虚拟电厂运营商为上层领导者,园区储能服务商、负荷聚合商及能源供应商为下层跟随者的双层混合博弈模型。上层与下层之间采用基于Stackelberg的主从博弈进行购售电价及广义储能共享互动,保证领导者与跟随者的利益双赢;下层跟随者之间采用合作博弈实现多主体实时协同优化。算例分析表明:所提模型不仅实现了虚拟电厂利润最大与广义储能资源效用最优,也有效权衡各运营商间的利益。

考虑热惯性的广义储能共享交易机制研究

随着电力系统中新能源渗透率的不断提高,储能被广泛应用于平抑新能源波动,促进新能源消纳。但传统储能存在分布范围小、投资成本高等缺点,广义储能将储热、储冷以及灵活性负荷视为储能资源,具有灵活可靠、分布广等优点,能够实现分布式资源的互补互济。基于此,提出了一种考虑热惯性的广义储能共享交易模型,计及了建筑物热惯性、柔性负荷、热水管道等广义储能,并采用双边拍卖的交易机制来进行储能共享。所提储能共享机制中,储能买家与卖家各自进行投标,中间拍卖商根据投标价格决定最终中标情况。最后,基于算例分析了广义储能的共享交易情况,研究发现储能的时移特性能够提高社会效益,交易参与者所含的市场力将会影响到最后共享的中标情况。

基于区块链技术的微电网市场多元储能共享协调优化运行

不断激发多元储能资源价值,支撑多微电网系统多样化参与电力辅助服务市场的交易和运营,提出含优化匹配功能的多微电网共享储能优化调度方法。首先,基于区块链在去中心化、信息安全等方面与多元储能的交易管理有着天然匹配优势,设计了基于区块链构建的多微电网共享储能优化调度架构;然后,响应分时电价,综合考虑多元储能的能量交互和获利最大化,优化日前储能调度计划应用,平抑微电网功率波动并满足净储能充放电需求;优化日内储能调度计划应用,最大化微电网经济效益。最后,算例表明该方法可有效提升多微电网系统能源利用率、提升经济收益。

考虑储能共享的风光储集群联合优化运行及竞标策略

在电力市场和低碳经济背景下,为增强新能源电站间的时空互补能力,提高自配储能利用率,建立了考虑储能共享的风光储集群联合优化运行及竞标策略模型。首先,基于新能源电站的互补特性,设计了考虑储能共享的风光储集群联合运行机制,并分析了风光储协同运行机理;其次,考虑以市场手段促进新能源消纳,建立风光电站参与日前能量市场,自配储能及共享储能为其提供平衡波动备用容量的市场收益模型;在此基础上,考虑电价及风光出力的不确定性,提出风光储集群联合竞标策略,以实现风光储集群利益最大化;最后,利用改进的粒子群优化算法求解联合竞标及协同运行模型。仿真结果表明,所提策略能够有效提高自配储能利用率,增加风光储集群收益,对新能源的市场消纳起到积极作用。

含共享储能的数据中心微网群分布式优化调度

多个数据中心微网可联合成微网群以实现不同数据中心微网的资源联动和能量互补。首先,建立了含共享储能的数据中心微网群运行模型,考虑了不同数据中心微网间的功率交互、数据负载交互、碳配额交互及共享储能容量使用权分配等耦合约束。其次,提出了考虑时变容量使用权和旋转备用服务的共享储能容量分配与运行策略,以进一步提高共享储能的效能。然后,采用高斯混合模型对数据中心微网内可再生发电的预测误差概率分布进行精确拟合,并结合机会约束处理预测误差的不确定性。最后,通过交替方向乘子法实现各个数据中心微网的独立求解,并引入动态乘子更新策略和预测-矫正因子以提高算法的收敛性。所提模型与方法的有效性在仿真中得到验证。

考虑需求响应和共享储能的微网联盟两阶段优化调度

随着共享储能的推广,能源信息的流动与共享得到进一步发展,为促进能源管理和提升利用效率,提出一种基于共享储能和需求响应的微网联盟两阶段优化调度策略。首先,建立多微网联盟-共享储能系统运行框架,并基于综合贡献度对微网利益分配过程进行建模;其次,建立两阶段优化调度模型,第一阶段以多微网联盟-共享储能系统净收益最大为目标,第二阶段考虑用户的需求响应,求解耗能用户的最低购能费用;再次,利用求解器对两阶段模型分别进行求解,得到多微网系统的分时能源价格、各微网设备的运行状态、需求响应后负荷和各微网利益;最后,设置4个方案作为算例,验证所提优化策略在提高各微网收益和激励用户需求响应的有效性。

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。

基于组合拍卖的广义共享储能运营机制设计

共享储能已经成为缓解可再生能源大规模并网带来的一系列问题的有效途径,但现有共享储能机制未充分考虑用户对于储能的互补性和替代性需求,严重影响用户购买意愿。此外,当前共享机制也未考虑储能的电量约束、充放电功率约束和荷电状态的影响,不利于运营商的投标策略设计,使其面临经济损失风险。因此,该文设计基于组合拍卖的广义共享储能运营机制。首先,考虑基站备用储能、空调、电动汽车充电站等资源具有储能特性而运行行为迥异的特性,利用广义储能模型对其进行统一聚合封装,降低多种需求侧资源的调度难度;其次,对储能使用权进行划分,设计广义储能功率使用权和容量使用权两种交易品种,并为卖方设计计及储能荷电状态的投标曲线,为买方设计不同时段、不同品种耦合需求的组合形式,以满足用户对储能的多种需求,提高用户满意度;然后,基于组合拍卖理论,设计包含投标、竞胜标决定、资源定价与资金结算等环节的共享储能运营机制,以实现广义共享储能资源的高效利用和社会福利的公平分配;最后,算例仿真结果表明,所述运营机制可满足用户灵活性需求,降低储能服务成本。

共享储能模式下电动汽车充电站双层优化运行策略

在电动汽车持有量快速增长的背景下,电动汽车充电站的建设需求日益强烈。为了提高充电站运行经济性,文中提出接入共享储能的电动汽车充电站优化调度方法。首先,分析分布式储能和共享储能的运行模式,以充电站年投资成本和年运行成本最低为上层目标函数,以典型日运行成本最小为下层目标函数,构建考虑储能不同运行模式的电动汽车充电站双层优化调度模型。其次,对3个具有差异性的电动汽车充电站进行仿真,并将多个场景下的不同储能运行模式进行对比。然后,在此基础上,针对共享储能服务费以及电动汽车放电损耗进行灵敏度分析。最后,算例表明,共享储能的接入对降低电动汽车充电站规划和运行成本具有积极作用,合理的储能服务费定价和电动汽车放电损耗成本能减少充电站运行成本。

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。

基于ADMM的共享储能参与电网辅助服务的分布式优化模型

提出了一种共享储能参与主动配电网辅助服务市场的互动博弈优化模型和基于交替方向乘子法(ADMM)的分布式求解方法。设计了共享储能参与主动配电网辅助服务市场的框架与互动运行模式;考虑主动配电网的优化运行目标与共享储能设备的约束条件,建立了主动配电网与共享储能的互动博弈优化模型;基于ADMM,将系统全局互动博弈问题分解为分布式优化问题,并进行分布式优化求解。以改进IEEE 33节点系统为算例进行仿真,结果验证了所提互动博弈优化模型和分布式求解方法的合理性与有效性,表明所提方法能在保护共享储能和主动配电网隐私的情形下,兼顾主动配电网的经济性与安全性需求,实现主动配电网与共享储能用户的互利共赢。

市场环境下考虑全周期经济效益的工业园区共享储能优化配置

为提升用户侧储能运行效率、改善投资成效,提出一种在市场环境下考虑全周期经济效益的工业园区共享储能(SES)优化配置方法。一方面,通过协调不同用户间的差异化调节需求,减少储能容量要求;另一方面,通过整合用户与SES的灵活调节能力,参与需求响应市场拓宽盈利渠道,并且考虑了SES全运行周期经济效益测算以降低投资风险。首先,结合电力市场交易规则,提出了多工业用户组建合作联盟的园区SES运营模式。其次,以运营周期内联盟总成本最小为目标,建立SES双层优化配置模型,其中,上层模型旨在形成最大化投资成效的SES规划方案,而下层模型则综合考虑分时电价、需求响应违约风险等因素形成储能的最优投标调度方式,并结合市场时序演变规律精准量化SES在全运行周期内的运营收益,对上层结果进行修正。接着,利用近似KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件将该模型转化为单层模型进行求解,结合雨流计数法与迭代法量化SES容量衰减对其配置方案的影响,并利用双边Shapley值法分摊各工业用户的投资成本。最后,算例仿真验证了所提方法的有效性,并且分析了储能盈利模式、SES容量衰减以及需求响应违约风险等因素对SES投资经济效益的影响。

基于混合博弈的多微网-共享储能双层能量交易策略

为解决用户侧分布式储能运营方式单一、成本较高、利用率较低等问题,提出了兼具电能自营及储能共享模式的多微网-共享储能联合运行方式,从电力市场的角度出发,针对所提方式下的能量交易问题,考虑各微网间的利益冲突和信息不对称,提出了一种基于混合博弈的双层能量交易策略。首先,构建以上层共享储能运营商收益最大化、下层综合能源微网聚合体自身效益最大化为目标的主从博弈-双层能量交易模型;其次,引入综合能源微网聚合体中各成员间的合作博弈,使得综合能源微网聚合体中各成员间进行点对点交易,建立了共享储能运营商与综合能源微网聚合体混合博弈优化模型,并基于纳什谈判理论,将综合能源微网间合作博弈转化为聚合体效益最大化与合作收益分配2个子问题,使得合作收益能够在各成员中得到合理分配。然后,采用二分法与交互式乘子法相结合的方法对所构造的多目标优化问题进行求解。算例仿真结果表明,所提交易策略有效提升了综合能源微网聚合体的整体效益,并降低了对共享储能运营商的依赖,验证了所提策略的可行性与有效性。

风电场集群租赁共享储能两阶段优化运行策略

随着共享储能的逐步发展,如何构建与发电侧资源能量共享的联合互动机制成为共享储能在发电侧布局的重点方向。在共享理念背景下,提出了风电场集群租赁共享储能两阶段优化运行策略。首先,为厘清共享储能提供租赁服务的多元价值,提出了基于两部制电价模式的共享储能租赁服务价格机制并引入紧俏因子进行价格机制的调整与优化。其次,根据风电场集群租赁需求的动态变化特性,构建了风电场集群租赁共享储能的两阶段优化运行策略。日前阶段建立了以共享储能为主体、风电场集群为从体的主从博弈优化模型,通过纳什均衡解形成各时段租赁价格,并将价格信号传导至实时阶段。实时阶段分别以风电场集群与共享储能各自效益最大化为目标,结合租赁价格信号构建了实时滚动优化运行策略,继而形成各时段风电场集群实时租赁容量和储能充放电计划。接着,为保障风电场集群稳定性,充分考虑成员个体与集群和成员个体间的相关性,利用改进shapley值将储能租赁成本合理分摊至各风电场。最后,通过算例结果验证策略的有效性,为共享储能在风电场集群的应用提供了新的思路。

共享储能关键技术与应用

在“双碳”目标推动下,可再生能源渗透率不断提高,但其固有的波动性、间歇性和不确定性给电力系统安全稳定运行带来了极大挑战.共享储能作为共享经济在储能领域的典型应用,通过储能资源的“所有权”和“使用权”分离,实现储能资源的最大化使用,为可再生能源大规模并网引发的供需失衡问题提供了新的解决方案,展现出广阔的发展前景.从价值定位、成本模型、及盈利模式3个维度总结了共享储能的商业模式,并对其交易品种、运行架构、工程应用进行详细分析和总结,最终对共享储能的未来趋势进行讨论与前瞻.

基于机会约束的售电公司共享储能经济运行优化

针对自有共享储能的售电公司的经济运行优化问题,从产消者共享售电公司所投资共享储能的角度,研究了一种售电公司的新型商业模式。考虑源侧与荷侧的不确定性因素,建立了售电公司共享储能服务运营策略的主从博弈模型,其上层负责求解售电公司最优共享储能服务定价和购售电策略问题,下层负责求解产消者最优运行策略问题,并基于机会约束模型描述源、荷不确定性。根据下层的KKT条件将下层模型转化为上层模型的约束条件,并利用大M法对非线性约束进行线性化。基于3个典型场景算例验证所提新型交互模式的可行性,分析售电公司共享储能服务定价方法和不确定性因素对收益的影响。

计及共享储能与光伏的园区多用户综合收益优化

针对含共享储能与户用光伏的园区场景,文中提出一种用户侧综合收益双层优化方法,充分挖掘共享储能灵活性及用户用电需求差异性,在实现用户整体经济效益最优的同时提升光伏消纳能力。模型上层为月前优化阶段,以用户月度用电成本最低为目标,考虑系统能量平衡、储能充放电约束以及储能荷电状态约束,优化工业用户最大用电功率,降低需量电费;模型下层为日前优化阶段,综合考虑用户综合收益及光伏消纳能力,以上层优化结果为约束条件,兼顾功率、储能等约束,提出共享储能充放电功率及用户与电网交互功率等日前优化策略,在用户月度整体经济性最优的前提下,实现用户侧每日经济效益的优化。最后,以南方某实际园区作为算例验证了文中所提方法的有效性。