考虑储能备用的电动汽车负荷连续追踪弃风曲线优化模型

在大力推动高比例可再生能源并网的背景下,风电的强随机波动特征导致的大量弃风问题给电力系统的经济可靠运行带来了挑战,而电动汽车、储能等作为需求侧的灵活性资源参与曲线追踪交易为弃风问题带来了解决方案。首先,分析了电动汽车消纳风电的可行性;然后,对电动汽车聚合负荷消纳风电的交易模式进行了梳理,聚焦连续曲线追踪交易,在充分考虑电动汽车聚合的物理经济约束下建立了混合整数线性规划模型以求解聚合调用方案。由于电动汽车的移动储能能力与追踪效果有限,引入储能系统进行联合优化,采用逐步搜索法在降低聚合成本的同时,得到储能的最优容量与功率配置以及同时优化物理弃风电量与经济成本的聚合方案。算例分析结果表明:考虑储能备用的聚合方法能够提高风电曲线的追踪精度,减小聚合成本,验证了所建模型在连续曲线追踪中的可行性与适用性,可为曲线追踪交易市场的完善与新型电力系统的建设提供借鉴。

应对停电的储能备用系数及家庭能量管理系统优化控制模型

家庭能量管理系统可利用分时电价调控家庭用电设备和储能运行,有效降低家庭用电成本。针对用户不仅有经济性更有可靠性需求这一特点,提出了应对停电期用电的设备控制和储能协调的优化运行模型。考虑停电则需预留储能,提出了储能备用系数,该系数由家庭的基础用电设备功率和停电时长设定,用以改变最低荷电状态。将含储能备用系数的储能荷电状态上下限等作为约束,以家庭用电成本最小为目标,求取各时段可控用电设备和储能充放电状态。算例结果表明,所提模型既可保证在正常供电时降低家庭用电成本,又可在停电时保证用户基本生活用电需求,从而使用户用电兼具可靠性和一定的经济性。

考虑5G基站备用储能优化调控的配电网重构双层优化方法

5G基站建设数量激增带来的大量负荷影响了配电网的运行经济性,但基站备用储能在保证可靠性的动态备电前提下能够参与削峰填谷,如何利用配电网重构和储能调控提高双方运行经济性亟待研究。该文首先分析了5G基站备用储能的调控潜力,建立了基站储能可调控容量模型。针对配电网不同拓扑结构的节点可靠性,利用序贯蒙特卡洛法进行评估,提出了考虑节点可靠性的基站储能备电时长确定方法。在此基础上,构造了考虑5G基站备用储能优化调控的配电网重构双层优化模型。通过算例说明,该文提出的重构模型考虑了基站备用储能削峰填谷,使配电网运行经济性更高;重构提高了节点的可靠性,使基站储能拥有更大的调控空间,有效地降低了基站运行成本,实现了双方的互利共赢。

含备用储能的5G基站虚拟电厂参与电力市场的交易策略研究

随着第五代移动通信(5th generation mobile communication,5G)基站建设数量的剧增,5G基站的备用电池将是一个具有巨大潜能的储能资源。我国电力市场化改革正不断推进,研究5G基站的备用储能参与电力市场交易是实现电网和通信运营商互利共赢的有效途径。考虑到5G基站备用储能参与电力市场的特殊性,建立了计及退化成本和可调度容量的基站储能电池模型,并将零散的基站聚合成5G基站虚拟电厂(virtual power plant,VPP)。然后,将5G基站VPP作为独立的竞价主体,构建双层的电能量-调频辅助服务市场交易决策模型,并利用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件和对偶理论将双层模型转化为可解的混合整数规划问题。最后,通过算例评估了5G基站备用储能的可调度容量以及所提交易决策模型的有效性。

基于风险量化与需求侧响应的综合能源系统储能事故备用优化利用

针对综合能源系统并网运行中如何提高储能事故备用容量利用效率的问题,提出一种基于风险量化与需求侧响应的储能事故备用优化利用方法。首先,构建某电池生产园区综合能源系统(IES)设备能量模型;然后,综合考虑非计划脱网概率以及重要负荷损失将脱网风险进行量化;在此基础上,兼顾脱网风险与并网收益,同时考虑园区需求侧响应,构建基于风险量化与需求侧响应的IES优化调度模型,通过线性化处理将其转换为混合整数线性规划模型进行求解,考虑到预测偏差,通过MPC滚动修正,实时跟踪求解出的联络线功率与电储能备用日前计划值;最后,通过仿真验证,所提方法能够在承担较小风险的情况下提高IES运行的经济性,具有很好的实用性和经济性。

考虑5G基站储能参与配电网供电恢复研究

5G的快速发展使得5G基站储能容量大幅增加,如何充分发挥时常处于休眠状态的基站储能资源,使其参与配电网供电恢复,降低配电网失电量问题亟待研究。该文通过协调基站储能参与配电网供电恢复,以发挥其储能价值。首先,建立风光联合出力场景集,通过赤池信息准则和平方欧式距离确定各时段最优Copula函数,进而对其进行抽样聚类,获得风光典型出力场景集;然后,建立基站备用储能模型,通过正弦函数叠加建立不同区域的通信量模型,利用泰尔熵和修正基尼系数建立综合脆弱度模型确定各基站储能备用时间及备用储能模型,进而获得不同基站储能的可调度容量;最后,以失负荷量损失最小为目标,建立考虑基站储能参与及风光出力波动的含可调参数的两阶段鲁棒优化模型。以改进的IEEE 33节点模型为例进行仿真验证,分别对比了定基站备用时间与该文所提方法确定备用时间、鲁棒优化与确定性优化等方案下系统失负荷量的变化情况。仿真结果表明,5G基站储能可降低失负荷量损失成本,提高风光消纳率。

考虑5G基站储能可调度容量的有源配电网协同优化调度方法

随着移动通信向5G快速更新换代,5G基站建设规模快速增长,可将海量5G通信基站中的闲置储能视作灵活性资源参与电力系统调度,以减轻新能源发电的随机性和波动性对系统的不利影响。针对含分布式风力发电有源配电网的基站储能经济优化调度问题,首先计及配电网潜在电力中断以及停电恢复时间2个因素,建立基站可靠性评估模型,系统地评估各基站储能的实时可调度容量。进一步以最小化系统运行成本为目标,采用基于变分自编码器(variational auto-encoder,VAE)模型的改进双延迟深度确定性策略梯度(twin delayed deep deterministic policy gradient,TD3)算法求解5G基站储能最优充放电策略。该算法将多基站储能状态用隐变量的形式表征以挖掘数据中隐含的关联,从而降低模型的求解复杂度,提升算法性能。通过迭代求解至收敛,实现多基站储能(multi-base station energy storage,MBSES)系统的实时调控并为每个基站制定符合实际工况的个性化充放电策略。最后通过算例验证了所提方法的有效性。

计及通信负载的5G基站储能调控策略

5G基站建设作为“新基建”的重要组成部分,正加快推进建设进程。随着5G基站建设数量剧增,基站备用储能将是一个容量可观的储能资源。由于5G基站仍处于建设初期,其作为新的储能配置主体参与配电网协同互动的策略仍亟待研究。文中设计了以盘活通信基站闲置储能资源为目的的5G基站云储能系统,提出计及通信负载的基站储能可调度潜力分析方法,并建立了5G基站储能参与电网协同调度模型。算例分析结果表明,文中所提5G基站储能调控策略可降低储能充放电对备电作用的影响,并利用基站通信负载的时间差异性与空间互补性,有效达到辅助电网削峰填谷、减少基站运营成本的效果,使电网与通信运营商互利共赢。

多站融合模式下基于共享储能的多主体交易机制设计

在“新能源站-电动汽车充电站-5G基站-数据中心-变电站”五站合一的多站融合模式下,充分利用5G基站和数据中心的备用储能容量是提升多站融合经济性的重要途径。提出一种多站融合模式下共享5G基站和数据中心备用储能的多时间尺度交易机制。首先,建立了基于“储能备用时间”的5G基站和数据中心可调用储能容量模型,接着将共享储能问题转化为电量交易问题,建立了多站融合模式下内部电量交易模型,该模型可根据多站融合系统内部的交易需求,迭代更新交易价格,使各站在多站系统内部交易更具有经济性。然后,建立了日前申报-日内调整的多时间尺度交易机制,在日前交易中通过内部电量价格交易模型进出交易出清,在日内交易中则建立了基于联络线偏差量的补偿方案。最后,通过算例验证了所提交易机制的有效性。

基于负荷准线的5G基站虚拟电厂优化控制方法

在新型电力系统中,亟待深度挖掘需求侧资源以提升系统灵活性和新能源消纳能力。在“新基建”背景下,5G基站作为一种新型需求侧资源正迅速发展。研究如何在保证基站备用需求的前提下,由铁塔公司组建含大规模5G基站的虚拟电厂(virtual power plant,VPP)并常态化参与需求响应。首先,提出了考虑储能动态备用容量的5G基站运行可行域构建方法,建立了5G基站VPP的聚合模型。然后,建立了5G基站VPP响应负荷准线的日前优化模型,提出了适合对大规模5G基站进行协调控制的日内解聚合方法。最后,建立了含高比例新能源的区域电网仿真算例。仿真结果表明,聚合大规模基站参与准线型需求响应,可以显著降低5G基站的运行成本,同时提高电网的新能源消纳能力。

计及动态分时电价的多站融合系统日前优化调度

提出一种计及动态分时电价的多站融合系统日前优化运行方法,在不降低电网侧利益的前提下,通过动态调整分时电价的峰谷平时段,提高多站融合系统运行的经济性。建立了“变电站-新能源站-5G基站-数据中心站-电动汽车充电站-储能站”六站合一的多站融合系统框架,对各子站进行数学建模,并将5G基站和数据中心可调用备用储能纳入调度范围。基于“净负荷”、“新能源发电高峰”等指标调整分时电价的峰平谷时段,建立多场景分时电价下多站融合系统优化调度模型。算例仿真证明了该方法的有效性。

铝空燃料电池在高速磁浮列车中的应用

美国、日本、德国和中国等都在研究高速磁浮列车,并将其作为发展快速交通技术的一种战略储备,那么列车任一地点故障停车等待救援工况必然是高速磁浮列车研发的重要部分。列车在等待救援时,需要为车内乘客提供舒适的乘车环境,这就需要地面或车载电源为车载空调、照明等系统供电。文章根据高速磁浮列车对供电电源的安全性高、能量密度大、轻量化、设计维护成本低、无污染等设计要求,提出将铝空燃料电池作为高速磁浮列车备用储能系统,针对铝空燃料电池系统特点进行系统结构设计,并对列车供电策略进行简述。

能源互联网背景下电网备用问题探索

能源互联背景下,可再生能源发电的增长与交直流特高压互联是我国电网的重要发展趋势,使得系统的事故备用与净负荷功率波动的备用需求显著增加。同时,负荷侧、储能及网间备用资源将成为传统常规电源备用的重要补充。国内当前基于"两个细则"的辅助服务分类与管理模式将难以适应未来电网运行备用的管理需求。为此,文章提出了基于功率平衡控制过程的备用分类,明确了各类备用的响应时间与持续提供时间,从而有效兼容源、网、荷、储各类备用资源,并对各类资源可提供的备用类型进行了讨论。文章进一步提出了市场化的备用组织建议,并讨论了新备用体系的实施所面临的若干问题。