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基于充裕性的季节性储能合约分解调度模型

电力学报 2024年第2期39卷 145-159页

作者：方媛王凌云李振华王敏三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 国网浙江省电力有限公司衢州供电公司浙江衢州324000

为应对电力供需的季节性矛盾,季节性储能(seasonal energy storage, SEE)成为了解决长期新能源消纳问题的关键技术。考虑长期调度的时间尺度要求,以SEE合约电量为衔接点和分割点构建双层模型:上层为电力系统发电容量充裕性裕度模型,利... 详细信息

为应对电力供需的季节性矛盾,季节性储能(seasonal energy storage, SEE)成为了解决长期新能源消纳问题的关键技术。考虑长期调度的时间尺度要求,以SEE合约电量为衔接点和分割点构建双层模型:上层为电力系统发电容量充裕性裕度模型,利用发电容量充裕性裕度映射电力系统季节性特征,以平衡长周期下充裕性裕度波动为目标构建函数,并采用列队竞争算法进行求解,将季节性储能长期目标分解为若干短期目标;下层为两阶段随机规划模型,采用场景法将风光负荷的不确定性问题转化为确定性问题,利用Cplex进行求解,完成短周期内的精细调度;同时考虑长短期储能协调运行要求,制定基于功率需求和荷电状态的混合储能能量分配方法。构建算例,验证了双层模型应用于含季节性储能的风光火储系统的调度研究的可行性。仿真结果显示,经过双层模型的相互协调,风光火储联合系统的季节性波动显著减小,极差由原始曲线的0.633 9缩减为0.376 0,约缩减了40.68%,整体充裕性水平大幅提高,充裕性裕度的平均值由原始的0.443 4提高为0.637 2,约提高了43.71%。充裕性指标可有效映射中长期系统的供需水平,基于充裕性的季节性储能合约分解调度模型可适用于含季节性储能的风光火储系统,在平抑电力系统季节性波动方面效果显著。

关键词：季节性储能合约分解发电容量充裕性裕度两阶段随机规划列队竞争算法

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考虑新能源发电量季节性分布的省区级季节性储能需求测算方法

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中国电力 2023年第8期56卷 40-47页

作者：武震霍彦达张翼黄巨龙戴剑锋电力规划设计总院北京100120 甘肃省电力设计院有限公司甘肃兰州730050

含高比例可再生能源接入的新型电力系统中,可再生能源发电量存在季节分布不均衡的问题,给系统电力供应稳定性带来挑战。作为一种新兴的灵活调节资源,季节性储能可以实现长时间、大规模的能量转移,具有电量季节性波动平抑作用。在规划阶... 详细信息

含高比例可再生能源接入的新型电力系统中,可再生能源发电量存在季节分布不均衡的问题,给系统电力供应稳定性带来挑战。作为一种新兴的灵活调节资源,季节性储能可以实现长时间、大规模的能量转移,具有电量季节性波动平抑作用。在规划阶段合理配置季节性储能可以保证月间电量均衡,减轻系统保供压力。提出了一种季节性储能需求测算方法,首先,基于月均气象统计信息,建立可再生能源季节性发电量的季节分布特性模型;其次,以系统年均综合成本最小为目标函数,考虑各类型电源运行约束、储能规划/运行约束以及年/月电量平衡约束,建立季节性储能需求测算模型,实现了季节性储能容量需求测算;最后,采用中国南方某省区2050年规划方案作为算例,验证了所提方法的有效性。

关键词：新型电力系统可再生能源季节性储能需求测算季节性电量调节

面向高比例可再生能源电力系统的季节性储能综述与展望

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电力系统自动化 2020年第19期44卷 194-207页

作者：姜海洋杜尔顺朱桂萍黄俊辉钱敏慧张宁电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室清华大学北京市100084 国网江苏省电力公司经济技术研究院江苏省南京市210008 新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市210003

随着可再生能源并网比例持续提高,储能技术的发展受到广泛的关注。季节性储能作为新兴的储能方式,可以实现长时间以及广域空间范围内的大规模能量转移,是消纳高比例可再生能源的重要技术。文中介绍了季节性储能技术的典型类型与发展现状... 详细信息

随着可再生能源并网比例持续提高,储能技术的发展受到广泛的关注。季节性储能作为新兴的储能方式,可以实现长时间以及广域空间范围内的大规模能量转移,是消纳高比例可再生能源的重要技术。文中介绍了季节性储能技术的典型类型与发展现状,总结了各种季节性储能的技术性能与关键特征,从季节性储能的建模、灵活运行分析、储能容量需求分析与效益评估、季节性储能优化规划、长-短期储能的协同运行与合理配置等方面综述了电力系统的季节性储能研究现状,从长时间尺度、多能源形式与跨空间范围3个层面分析了面向高比例可再生能源的季节性储能研究的关键科学问题与挑战,展望了未来在季节性储能精细化建模、协调规划、运行控制、综合能源市场等方面需要解决的重点问题,以期为未来研究提供参考。

关键词：储能季节性储能高比例可再生能源综合能源系统

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抽灌同井季节性储能分析

哈尔滨工业大学学报 2010年第8期42卷 1287-1291页

作者：倪龙姜益强姚杨马最良哈尔滨工业大学热泵空调技术研究所哈尔滨150090

为了探究抽灌同井季节性储能的可能性和潜力,采用经过现场试验验证过的数学模型对抽灌同井常年运行工况进行了数值模拟,并以抽回水温度为基础建立了季节性储能的定量分析模型.结果表明,由于热贯通的存在,前一个运行周期会对后面运行周... 详细信息

为了探究抽灌同井季节性储能的可能性和潜力,采用经过现场试验验证过的数学模型对抽灌同井常年运行工况进行了数值模拟,并以抽回水温度为基础建立了季节性储能的定量分析模型.结果表明,由于热贯通的存在,前一个运行周期会对后面运行周期的抽水温度产生重大的影响,证实抽灌同井出现了明显的季节性储能现象.当负荷基本平衡时,逐年的抽水平均温度和储能比基本保持不变.对于北京地区夏冬运行模式,此时季节性储能提供了约73%的低位热量和24%的热汇.而当累积负荷不平衡时,热源井的抽水温度出现明显升高或降低,严重时使热源井失效.

关键词：地源热泵抽灌同井季节性储能储能比

基于季节性储能的地埋管换热器优化及性能研究

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基于季节性储能的地埋管换热器优化及性能研究

作者：杨慧斌南京理工大学

学位级别：硕士

土壤源热泵由于利用低品位可再生能源,被称为21世纪绿色环保的空调系统。该系统的核心是地埋管的设计及其与周围岩土的复杂换热。然而这种系统,在工程案例中所暴露的问题是：钻孔埋深过大,流体与深处土壤的换热性能变弱,同时极大地增加... 详细信息

土壤源热泵由于利用低品位可再生能源,被称为21世纪绿色环保的空调系统。该系统的核心是地埋管的设计及其与周围岩土的复杂换热。然而这种系统,在工程案例中所暴露的问题是：钻孔埋深过大,流体与深处土壤的换热性能变弱,同时极大地增加了钻孔初投资;另外由于土壤导热系数较小,传热热阻较大,使得地埋管周围一定距离的土壤能量得不到充分利用,不仅浪费了部分地埋管的占地面积,而且不利于土壤的有效蓄能。本文基于季节性储能,建立管群的优化模型,以常规设计的占地面积与钻孔费用为临界标准,得到了不同的小埋深,小间距组合方案,进而选取四组模型进行动态模拟。本课题利用DeST计算了南京某办公建筑的动态负荷,而后根据选取的四组管群模型,借助FLUENT及利用C语言编辑UDF程序进行数值模拟,得到流体与土壤的换热特性。模拟结果表明：1)小埋深,小间距的管群布置方式相比常规设计模式,在满足相同储能的情况下,可以更有效的节约占地面积及钻孔费用;2)优化模型中,虽然钻井数增多,但埋管间距大于lm时,仍可以有效降低钻井费用;而当埋深大于25m时,也可以有效降低管群占地面积;3)优化模式中,管群内层可以有效的蓄能,以备下个季节使用;4)提前控制管群吸放热不平衡率的前提下,经过一年工况后,优化模型对应的土壤温度不平衡率低于5%：5)不同径向距离处的土壤温度梯度较小,表明土壤能量可以被充分利用。

关键词：地埋管换热器季节性储能小埋深小间距优化性能研究

考虑时段校核和季节储能的多区互联电力系统年度发电计划

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电力自动化设备 2024年

作者：叶露遥黄河王建学王子强李珊珊王梓宇西安交通大学电气工程学院中国南方电网电力调度控制中心

随着新能源发电量占比的提高，由于其季节性波动引起的年度电力电量平衡问题也更加明显。首先建立了年度发电计划模型，提出了一种典型时段校核方法；其次在年度发电计划制定过程中引入了季节性储能设备，包含季节性储氢模型和考虑水头... 详细信息

随着新能源发电量占比的提高，由于其季节性波动引起的年度电力电量平衡问题也更加明显。首先建立了年度发电计划模型，提出了一种典型时段校核方法；其次在年度发电计划制定过程中引入了季节性储能设备，包含季节性储氢模型和考虑水头位置的季节性抽水蓄能线性化模型；然后为了应对新能源出力的不确定性，提出了考虑时段校核和季节储能的年度发电计划三阶段建模方法。最后，通过算例验证了所提模型的有效性，为高比例新能源电力系统中年度发电计划的制定提供参考。

关键词：年度发电计划典型时段方法季节性储能可再生能源多区协调

考虑长周期供需不平衡风险的新型电力系统规划方法

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中国电机工程学报 2024年第15期44卷 5845-5857,I0001页

作者：姜海洋杜尔顺马佳豪肖晋宇侯金鸣张宁新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学) 北京市海淀区100084 低碳能源实验室(清华大学) 北京市海淀区100084 全球能源互联网发展合作组织北京市西城区100031

受高比例新能源并网带来的波动性和间歇性影响,新型电力系统的长周期供需不平衡矛盾日益突出。该文将电力系统的长周期供需不平衡风险分为两部分:连续多日无风无光的极端天气场景和月电量供需不平衡风险。首先,选取连续多日无风无光的... 详细信息

受高比例新能源并网带来的波动性和间歇性影响,新型电力系统的长周期供需不平衡矛盾日益突出。该文将电力系统的长周期供需不平衡风险分为两部分:连续多日无风无光的极端天气场景和月电量供需不平衡风险。首先,选取连续多日无风无光的极端天气场景,提出基于条件风险价值理论(conditional value at risk,CvaR)的月电量不平衡风险评估模型。在此基础上,提出考虑长周期供需不平衡风险的新型电力系统规划方法,通过季节性储能等灵活性资源的优化配置,可有效提升电力系统的长周期平衡能力。最后,基于IEEE RTS-79算例分析论证了所提方法的有效性,并初步讨论季节性储能在平抑长周期供需不平衡风险方面的作用。

关键词：高比例新能源电力系统规划极端天气长周期供需不平衡风险电力电量平衡季节性储能

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地下储能容量规模与季节性优势分析

电力勘测设计 2023年第12期 23-28页

作者：刘铮欧阳鑫南陈永安中国能源建设集团有限公司工程研究院北京100022 中能建地热有限公司北京100022

介绍几种典型的地下储能技术,针对地下储能的储存总量、热损失率与热回收率等问题进行论证与评价,并对地下储能与其他典型储能形式进行比较分析,总结出地下储能拥有容量大、占地少、应用广等优点,在季节性储能领域具备经济环保效益及市... 详细信息

介绍几种典型的地下储能技术,针对地下储能的储存总量、热损失率与热回收率等问题进行论证与评价,并对地下储能与其他典型储能形式进行比较分析,总结出地下储能拥有容量大、占地少、应用广等优点,在季节性储能领域具备经济环保效益及市场潜力,地下储能技术既能结合其他多种能源形式实现多能互补,也可作为区域地热资源的必要补充和增强。

关键词：地下储能储存总量热损失率热回收率季节性储能

考虑季节性氢储及期货式碳交易的综合能源系统年度规划研究

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中国电力 2022年第8期55卷 2-13页

作者：孙子茹艾芊居来提·阿不力孜何峰袁少伟上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司新疆乌鲁木齐830000

随着新能源渗透率不断提高,季节性供需波动成为新型综合能源系统在中长期规划内需要解决的重要问题。首先提出了考虑碳流及氢能的多能耦合综合能源系统框架,选择燃氢轮机取代燃料电池作为氢-电耦合方式,研究了氢气作为季节性储能的制-储... 详细信息

随着新能源渗透率不断提高,季节性供需波动成为新型综合能源系统在中长期规划内需要解决的重要问题。首先提出了考虑碳流及氢能的多能耦合综合能源系统框架,选择燃氢轮机取代燃料电池作为氢-电耦合方式,研究了氢气作为季节性储能的制-储-用过程;其次,为了控制系统年度碳排量,提出了适应系统年度规划的期货式碳交易机制,建立了以系统改造升级成本、运行成本、碳成本以及惩罚成本综合目标最优的综合能源系统年度规划模型,利用改进差分进化算法对模型进行求解;最后通过具体算例,证明了季节性氢储可有效平抑净负荷曲线的季节性峰谷差,期货式碳交易机制在控制系统年度碳排量不超标的基础上,降低了系统碳交易成本,为未来新型综合能源系统年度规划提供参考。

关键词：季节性储能氢储能燃氢轮机期货式碳交易综合能源