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面向多场景调节需求的集中式共享储能优化配置研究

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面向多场景调节需求的集中式共享储能优化配置研究

作者：杜锡力青海大学

学位级别：硕士

随着高比例新能源电力系统的飞速发展,导致电源侧弃电形势日益严峻,电网侧压力持续增大,用户侧用能成本逐步升高,储能作为支撑高比例新能源的重要手段,可应对上述挑战。然而常规的储能规划往往从单一主体出发,难以适应共享模式下源网储... 详细信息

随着高比例新能源电力系统的飞速发展,导致电源侧弃电形势日益严峻,电网侧压力持续增大,用户侧用能成本逐步升高,储能作为支撑高比例新能源的重要手段,可应对上述挑战。然而常规的储能规划往往从单一主体出发,难以适应共享模式下源网储等多主体需求,其规划的经济性和灵活性均严重不足。因此研究面向多场景调节需求的集中式共享储能优化配置方法,对推动新能源电力系统与共享储能的协同发展具有重要的理论意义与现实价值。本文主要研究内容如下:1)针对新能源电力系统中集中式共享储能所面临的多主体、多场景以及多目标的挑战,分析了电源侧、电网侧和用户侧的多主体利益诉求以及多场景调节需求。设计了以电源侧多个电源的调节需求为主,兼顾电网侧需求的电源侧集中式共享储能运营机制;以用户侧多个用户的调节需求为主,兼顾电网侧需求的用户侧集中式共享储能运营机制,为面向多场景调节需求的集中式共享储能优化配置的深入研究奠定基础。2)针对电源侧在不同场景下对储能的需求,提出了一种基于精确鲁棒优化的电源侧集中式共享储能优化配置模型。首先,设计了兼顾协调电源侧出力计划和参与电网侧调频的共享储能运营模式;然后,采用精确概率分布的鲁棒理论刻画发电与用电不确定性,建立了考虑随机变量极端偏差情况下的鲁棒优化配置模型;最后,以修改后的IEEE-39节点对模型进行仿真分析,讨论了影响容量配置模型经济性与鲁棒性的关键因素,验证了所提电源侧共享储能配置模型的有效性。3)针对用户侧在不同场景下对储能的需求,提出了一种基于双层优化的用户侧集中式共享储能容量优化配置模型。首先,分析了用户侧可控负荷与共享储能的响应特性,设计了满足多场景调节需求的集中式共享储能的运营模式。其次,构建了以集中式共享储能净收益最大为上层,用户侧支付成本最小为下层的双层优化配置模型。最后,求解满足用户侧多场景调节需求下的集中式共享储能的净收益与容量。分析了多场景调节需求下共享储能以及用户中可控负荷的变化情况,验证了所提用户侧共享储能配置模型的有效性。本文对集中式共享储能的多场景调节需求的分析可为后续研究提供理论基础与方法借鉴。针对电源侧和用户侧设计的集中式储能容量配置方法,有助于解决共享储能资源配置中多主体、多场景以及多目标协调优化难题,为高比例新能源电力系统的安全/经济/稳定运行提供决策支撑。

关键词：集中式共享储能多场景调节需求优化配置新能源电力系统

面向低碳供能的多园区共享氢储能系统容量规划

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高电压技术 2022年第7期48卷 2534-2544页

作者：李笑竹陈来军殷骏杜锡力梅生伟清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 青海大学新能源光伏产业研究中心西宁810016

双碳目标下为提高园区供能的清洁性和经济性,提出基于风光发电的多园区共享氢储能容量规划方法。首先,利用风、光发电与多园区用户用能的时空互补特性,建立多园区共享氢储能实现清洁发电、经济供能的基本框架,以实现氢储能的容量和能量... 详细信息

双碳目标下为提高园区供能的清洁性和经济性,提出基于风光发电的多园区共享氢储能容量规划方法。首先,利用风、光发电与多园区用户用能的时空互补特性,建立多园区共享氢储能实现清洁发电、经济供能的基本框架,以实现氢储能的容量和能量共享。其次,兼顾多园区的利益诉求,提出基于合作博弈的共享氢储能容量配置模型与投资成本分摊方法,以合理配置各设备容量、提高氢储能的投资经济性。最后利用算例验证所提多园区共建共享氢储能系统的优化配置模型与投资成本分摊方法的可行性与竞争性。结果表明,多园区共享模式较自配模式分别降低投资与碳排放成本26.4%与17.4%,氢储能可更灵活地实现集中式储能资源的共享使用,尤其对具有间断性发电特征的用户优势明显。

关键词：多园区能源共享氢储能合作博弈容量规划

面向多场景调节需求的集中式共享储能鲁棒优化配置

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电工技术学报 2022年第23期37卷 5911-5921页

作者：杜锡力李笑竹陈来军郝艺博梅生伟青海大学新能源光伏产业研究中心西宁810016 青海省清洁能源高效利用重点实验室西宁810016 清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

随着高比例新能源电力系统的发展,源网荷不同场景下对储能的需求与日俱增。该文提出一种面向多场景调节需求的集中式共享储能鲁棒优化配置模型。首先,设计了兼顾协调电源侧出力计划和参与电网侧调频的共享储能运营模式,给出了共享储能... 详细信息

随着高比例新能源电力系统的发展,源网荷不同场景下对储能的需求与日俱增。该文提出一种面向多场景调节需求的集中式共享储能鲁棒优化配置模型。首先,设计了兼顾协调电源侧出力计划和参与电网侧调频的共享储能运营模式,给出了共享储能在不同场景调节需求下的运行策略;然后,考虑源网储的联合出力约束与动态频率约束,同时对发电与用电不确定性采用精确概率分布的鲁棒理论进行分析,建立了考虑随机变量极端偏差情况下的集中式共享储能鲁棒优化配置模型;最后,以修改后的IEEE 39节点对所构建模型进行仿真分析,讨论了影响容量配置模型经济性与鲁棒性的关键因素,验证了该文所提优化共享储能配置模型的有效性。

关键词：集中式共享储能容量优化配置多场景调节需求源网荷不确定性

考虑燃料电池变工况特性的风-光-氢综合能源系统优化调度

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电力自动化设备 2023年第12期43卷 151-158页

作者：殷骏李笑竹杜锡力李建林陈来军青海大学新能源光伏产业研究中心青海西宁810016 清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

燃料电池是氢储能中的重要组成部分,其运行效率对含氢储能的综合系统的经济性有较大影响。为此,提出考虑燃料电池变工况特性的风-光-氢综合能源系统优化调度方法。通过分析燃料电池输出功率和运行效率间的关系,建立燃料电池变工况条件... 详细信息

燃料电池是氢储能中的重要组成部分,其运行效率对含氢储能的综合系统的经济性有较大影响。为此,提出考虑燃料电池变工况特性的风-光-氢综合能源系统优化调度方法。通过分析燃料电池输出功率和运行效率间的关系,建立燃料电池变工况条件下运行效率的分段线性化模型。提出考虑燃料电池的变工况效率特性的多模块输出功率协同优化策略和燃料电池多模块工作协同策略,从而提升燃料电池总体运行效率和各模块使用寿命。基于此,以风-光-氢综合能源系统优化调度为例,验证了所提优化运行策略的有效性。

关键词：风-光-氢综合能源系统燃料电池效率寿命多模块协同优化调度

考虑退役动力电池衰减特性的新能源场站群共享储能长期规划配置

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太阳能学报 2022年第5期43卷 499-509页

作者：李笑竹陈来军杜锡力王再闯梅生伟清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 青海大学新能源光伏产业研究中心西宁810016 新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830049

为最大化利用退役动力电池的全生命周期价值、解决共享储能在电力系统扩展规划方面需兼顾多方利益的经济性难题,计及逐渐增加的新能源装机容量与负荷需求,提出考虑退役动力电池衰减特性的发电侧共享储能长期规划模型。首先,设计基于退... 详细信息

为最大化利用退役动力电池的全生命周期价值、解决共享储能在电力系统扩展规划方面需兼顾多方利益的经济性难题,计及逐渐增加的新能源装机容量与负荷需求,提出考虑退役动力电池衰减特性的发电侧共享储能长期规划模型。首先,设计基于退役动力电池的发电侧共享储能运营模式以打破能量共享壁垒,使其既能服务于自身新能源场站又可实现多个新能源场站间的能量互济、必要时还能参与电网的动态调频。其次,考虑退役动力电池衰减特性构建多个新能源场站自配并共享储能的长期规划模型,模型基于合作博弈以应对多方利益诉求冲突给资源优化配置带来的经济性挑战。最后以算例仿真验证所提发电侧共享储能运营模式及长期规划模型的可行性。

关键词：退役动力电池新能源场站共享储能长期规划容量配置

考虑储能性能差异的新能源场站群共享储能交易模式

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发电技术 2022年第5期43卷 687-697页

作者：郝艺博杜锡力李笑竹陈来军青海大学新能源光伏产业研究中心青海省西宁市810016 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市海淀区100084

为厘清参与共享的储能电池的技术经济特性与共享储能的价格机制、收益分配间复杂的耦合关系,提出一种考虑储能性能差异的新能源场站群共享储能交易模式。首先,提出基于自配储能的新能源场群共享储能运营模式,以打破新能源场站参与储能... 详细信息

为厘清参与共享的储能电池的技术经济特性与共享储能的价格机制、收益分配间复杂的耦合关系,提出一种考虑储能性能差异的新能源场站群共享储能交易模式。首先,提出基于自配储能的新能源场群共享储能运营模式,以打破新能源场站参与储能资源共享互动时的掣肘。其次,考虑不同储能资源中电池的健康状态,兼顾共享储能多参与者的利益诉求,构建计及储能单元不同技术经济特性的发电侧共享储能价格机制与收益分配方法。最后,利用算例验证所提考虑储能电池健康状态的发电侧共享储能交易模式的可行性。研究成果为发电侧共享储能的经济可持续性发展提供了理论与决策支撑。

关键词：储能性能差异新能源场站群共享储能交易模式价格机制

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发电侧共享储能运营机制与交易模式研究综述

电气工程学报 2023年第1期18卷 188-200页

作者：李笑竹陈来军杜锡力温嘉鑫清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 青海大学新能源光伏产业研究中心西宁810016

发电侧共享储能因能够提升新能源场站的灵活性和提高储能利用率而受到广泛关注,但不够成熟的运营机制与交易模式阻碍了它的大规模发展。共享储能运营机制和交易模式的研究对支撑和鼓励多类型储能单元及其所有者参与能量共享具有重要意义... 详细信息

发电侧共享储能因能够提升新能源场站的灵活性和提高储能利用率而受到广泛关注,但不够成熟的运营机制与交易模式阻碍了它的大规模发展。共享储能运营机制和交易模式的研究对支撑和鼓励多类型储能单元及其所有者参与能量共享具有重要意义,也是当前的研究热点领域。为此,从运营机制、交易模式两个方面进行了梳理和分析,讨论了分散式、集中式共享储能在需求满足、利益驱动不同投建目的下的运营机制;在此基础上从非合作博弈与合作博弈两个角度分析总结了目前共享储能的交易模式;并展望了共享储能在未来电网形态演变中的发展方向,以期为新型电力系统中电网、新能源储能、储能协同发展需求的研究和技术应用提供借鉴。

关键词：发电侧共享储能运营机制交易模式博弈论

考虑退役动力电池衰减特性的集中式共享储能分级协调控制策略

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太阳能 2022年第5期 87-95页

作者：李笑竹陈来军杜锡力梅生伟清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 青海大学启迪新能源学院青海省清洁能源高效利用重点实验室西宁810016

在新型电力系统中,储能需应对多场景下的调节需求,为最大化利用储能电池的全生命周期价值,提出考虑退役动力电池衰减特性的集中式共享储能分级协调控制策略。首先,设计基于退役动力电池的共享储能运营模式,在考虑平抑电网净负荷波动与... 详细信息

在新型电力系统中,储能需应对多场景下的调节需求,为最大化利用储能电池的全生命周期价值,提出考虑退役动力电池衰减特性的集中式共享储能分级协调控制策略。首先,设计基于退役动力电池的共享储能运营模式,在考虑平抑电网净负荷波动与协调新能源场站输出功率计划等多场景模式后进行集中式共享储能调节需求建模。其次,基于集中式共享储能不同时段的需求差异对储能系统中各退役动力电池进行分级利用,提出退役动力电池的分级协调控制策略。通过算例仿真对所提策略进行验证,结果表明,该策略能够兼顾电网与新能源场站的多场景调节需求,同时优化集中式共享储能系统中不同退役动力电池的功率分配,以实现退役动力电池的资源最大化利用,提高集中式共享储能的经济性。

关键词：退役动力电池共享储能多场景调节需求分级协调控制新型电力系统

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发光自由基老树发新芽

发光学报 2024年第2期45卷 211-214页

作者：阿力木·阿卜杜热合曼彭其明吉林大学电子科学与工程学院吉林长春130012 南京工业大学柔性电子(未来技术)学院江苏省柔性电子重点实验室江苏南京211816

从提出自由基的双线态电致发光新机制,到成功实现高发光效率的自由基,再到开发具有可调控自旋态的发光双自由基,这一系列的创新为一个世纪前已存在的自由基领域重新注入了新的活力。本文追溯了稳定有机自由基的历史,并介绍了我们在发光... 详细信息

从提出自由基的双线态电致发光新机制,到成功实现高发光效率的自由基,再到开发具有可调控自旋态的发光双自由基,这一系列的创新为一个世纪前已存在的自由基领域重新注入了新的活力。本文追溯了稳定有机自由基的历史,并介绍了我们在发光自由基领域近期的研究进展。

关键词：有机自由基稳定自由基双线态发光有机电致发光发光双自由基

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