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基于校正条件生成对抗网络的风电场群绿氢储能系统容量配置

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电工技术学报 2024年第3期39卷 714-730页

作者：朱玲李威王骞张学广智能电网保护和运行控制国家重点实验室南京211106 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 南京211106 哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

以条件生成对抗网络(CGAN)为代表的半监督学习可计及风电波动并生成出力场景集合,生成的数据可输入氢气储能容量配置模型以支撑优化求解。为此,该文首先设计一种校正条件生成对抗网络(CCGAN),并基于风电预测误差构建条件校正器,对预测... 详细信息

以条件生成对抗网络(CGAN)为代表的半监督学习可计及风电波动并生成出力场景集合,生成的数据可输入氢气储能容量配置模型以支撑优化求解。为此,该文首先设计一种校正条件生成对抗网络(CCGAN),并基于风电预测误差构建条件校正器,对预测失准事件和风电爬坡事件下输入生成器的标签信息进行识别和校正;然后,以储能定容的综合成本和各风场弃风成本为目标函数,构建绿氢储能容量配置的多目标优化模型,并引入基于切比雪夫距离的膝区域数学概念,以指导多目标优化算法设计;最后,以新英格兰39节点系统为例进行算例分析,结果表明未经校正的条件信息将导致定容决策偏离实际,而CCGAN能生成计及风电不确定性的高置信出力场景,使得容量配置结果兼顾鲁棒性和经济性。

关键词：校正条件生成对抗网络绿氢储能容量配置场景生成风电预测误差

考虑特性分类批处理负荷可调节能力的数据中心微网灵活性设备分布鲁棒容量配置方法

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电力自动化设备 2024年第7期44卷 180-188页

作者：崔杨程禹烽赵钰婷李佳宇李崇钢东北电力大学现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室吉林吉林132012 国网河南省电力公司漯河供电公司河南漯河462000 国网山东省电力公司烟台供电公司山东烟台265200

微网灵活性设备主要用于平抑源荷两侧的波动,其容量配置方法应考虑源荷不确定性的影响,而含数据中心微网的灵活性设备容量配置方法还应进一步考虑数据中心负荷的可调节特性。考虑数据中心批处理负荷的可调节能力和源荷不确定性因素,提... 详细信息

微网灵活性设备主要用于平抑源荷两侧的波动,其容量配置方法应考虑源荷不确定性的影响,而含数据中心微网的灵活性设备容量配置方法还应进一步考虑数据中心负荷的可调节特性。考虑数据中心批处理负荷的可调节能力和源荷不确定性因素,提出一种灵活性设备容量配置方法。根据负荷特性的不同,将批处理负荷划分为2类以更加准确地量化其可调节能力,一类为带宽时序可变限时可平移负荷,另一类为带宽时序不变可中断平移负荷,对这2类批处理负荷进行详细分析并给出一般性的建模方法;构建数据驱动下的min-max-min两阶段分布鲁棒优化容量配置模型,利用1-范数和∞-范数约束场景概率分布模糊集,采用列和约束生成算法对该模型进行化简求解。对某省数据中心微网进行算例分析,验证了所提方法的有效性。

关键词：数据中心批处理负荷特性分类可调节能力容量配置分布鲁棒优化

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基于合作博弈的风-光-电氢微网容量配置

太阳能学报 2024年第2期45卷 395-405页

作者：陈燚何山谢少华胡兵陈洁袁至新疆大学电气工程学院可再生能源发电与并网技术自治区重点实验室乌鲁木齐830017 可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心乌鲁木齐830017

当风电场、光伏电站、电氢混合储能系统分属不同的投资者时,微网容量配置存在微网整体运行最优与各投资者自身运行最优的矛盾,同时风、光出力的不确定性也会影响容量配置。针对上述问题,提出一种考虑风、光不确定性,基于合作博弈的风-光... 详细信息

当风电场、光伏电站、电氢混合储能系统分属不同的投资者时,微网容量配置存在微网整体运行最优与各投资者自身运行最优的矛盾,同时风、光出力的不确定性也会影响容量配置。针对上述问题,提出一种考虑风、光不确定性,基于合作博弈的风-光-电氢微网容量配置方法。首先,依据有序聚类和K-均值聚类提取出风-光-负荷典型月场景;其次综合考虑影响微网运行的因素,构建基于不同投资者的经济模型,在典型月场景下,分析完全合作博弈、部分合作博弈、非合作博弈模式下各投资者与联盟的收益关系;最后,以月净收益最高为优化目标,利用改进灰狼优化算法配置投资者装机容量,并基于shapley值分配合作联盟投资者收益。根据算例结果和关键参数灵敏度分析可知,微网在完全合作博弈模式下兼顾经济性与低碳性,且各投资者利益分配合理;电价、风光补贴价格的波动对各投资者影响不同。

关键词：微网优化储能分布式发电合作博弈容量配置

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光伏办公建筑的关键设备容量配置方法

中国电力 2024年第3期57卷 152-159,169页

作者：张雷肖伟栋蒋纯冰刘耀李少杰张吉国家电网有限公司华北分部北京100053 清华大学建筑学院建筑节能研究中心北京100084

“双碳”目标下,建筑光储直柔(PEDF)系统迅速发展。城镇办公建筑具有光伏出力一般低于建筑用电负荷的特点,针对提高系统负荷供给率和用电曲线平滑性2种优化目标,研究了建筑PEDF系统中各类主要器件的设备容量配置方法,并对内部不同资源... 详细信息

“双碳”目标下,建筑光储直柔(PEDF)系统迅速发展。城镇办公建筑具有光伏出力一般低于建筑用电负荷的特点,针对提高系统负荷供给率和用电曲线平滑性2种优化目标,研究了建筑PEDF系统中各类主要器件的设备容量配置方法,并对内部不同资源的协调配置与调控进行了分析,充分发挥储能和电动汽车的柔性能力,提高系统整体性能,为后续办公建筑PEDF系统发展提供借鉴和参考。结果表明,建筑PEDF系统配置部分储能可大大提高系统负荷供给率和用电平滑性,降低AC/DC容量配置,电动汽车充电桩在增加系统柔性调节能力的同时,可能带来新的用电尖峰负荷。配置约0.2倍日均负荷的储能容量即可实现90%以上的光伏消纳,用电曲线平稳性有效提高,同时可降低29.1%的AC/DC容量。

关键词：办公建筑光储直柔系统容量配置储能 AC/DC 电动汽车

计及灵活经济环保运行的火电-飞轮储能系统容量配置与调频参数协同优化

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动力工程学报 2024年第3期44卷 376-384页

作者：陈彪王玮高嵩李沂洹张文政房方华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 国网山东省电力公司电力科学研究院济南250003

提出了一种计及灵活经济环保运行的火储系统容量配置与调频参数协同优化方法。首先,设计了一种基于低通滤波自动分配火储功率和考虑储能荷电状态自恢复的火储联合一次调频协调控制策略;综合考虑系统调频性能、投入运行成本、污染物排放... 详细信息

提出了一种计及灵活经济环保运行的火储系统容量配置与调频参数协同优化方法。首先,设计了一种基于低通滤波自动分配火储功率和考虑储能荷电状态自恢复的火储联合一次调频协调控制策略;综合考虑系统调频性能、投入运行成本、污染物排放等,建立了火储容量配置与调频参数协同优化模型,并给出了基于粒子群算法的求解方法。最后,以某火储系统为例进行仿真验证。结果表明:协调控制策略和协同优化方法具有有效性。

关键词：火电机组飞轮储能一次调频协调控制全寿命周期容量配置敏感性分析

基于MPC的户用光-储系统容量配置及运行优化模型

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中国电力 2024年

作者：齐国民李天野于洪卢博伦马宝中张文欣吴恩同肖先瑶内蒙古东部电力交易中心有限公司华北电力大学经济与管理学院

分布式光伏对于实现“双碳”目标和建设以新能源为主体的新型电力系统具有重要意义。本文研究了当前阶梯-峰谷电价体系下居民户用光-储系统的建设和运行问题。首先，介绍了户用光-储系统的结构和电价体系。其次，以户用光-储系统的投资... 详细信息

分布式光伏对于实现“双碳”目标和建设以新能源为主体的新型电力系统具有重要意义。本文研究了当前阶梯-峰谷电价体系下居民户用光-储系统的建设和运行问题。首先，介绍了户用光-储系统的结构和电价体系。其次，以户用光-储系统的投资成本和年运行维护费用最低为目标，建立了光伏和储能的最优容量配置模型，并在此基础上考虑阶梯-峰谷电价对用户长时间尺度用能策略的影响，提出了基于模型预测控制的户用光-储系统双层滚动优化运行算法。其中，上层模型为基于阶梯电价、以年综合收益最大为目标的年滚动优化，下层模型为基于峰谷电价、以日运行费用最低为目标的日滚动优化。下层模型中光伏和储能的运行方案以上层优化结果为参照，并修正由于不确定性因素导致的系统状态偏差。最后，算例仿真结果表明，所提算法可以推迟高阶梯电价的使用时刻，有效提高居民用户的整体收益。

关键词：户用光-储系统阶梯-峰谷电价体系容量配置模型预测控制运行优化

基于VMD分解下的皮尔逊相关性分析及T-tFD的混合储能容量配置

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中国电力 2024年第7期57卷 82-97页

作者：刘抒睿李培强陈家煜郭雅诗福建理工大学电子电气与物理学院福建福州350118 集美大学福建厦门361021

在清洁能源发展迅速的大环境下,风电出力的随机性和波动性会对电力系统的稳定造成影响,因此对风电波动平抑是当前清洁能源发展的一个基础性问题。提出一种基于改进后的北方苍鹰算法(sinecosine northern goshawk optimization,SCNGO)优... 详细信息

在清洁能源发展迅速的大环境下,风电出力的随机性和波动性会对电力系统的稳定造成影响,因此对风电波动平抑是当前清洁能源发展的一个基础性问题。提出一种基于改进后的北方苍鹰算法(sinecosine northern goshawk optimization,SCNGO)优化变分模态分解(VMD)参数平抑风电波动的混合储能容量配置策略,对风电功率进行参数优化的VMD过后利用皮尔逊相关性分析判断强弱相关分界点,经过2次分配后得到并网功率与混合储能功率;对混合储能功率进行基于t检验分频算法的功率分配,得到蓄电池/超级电容的容量配置。基于此策略,以储能元件年综合成本作为模型,结合算例进行经济性评估并对并网功率进行波动量分析及改进北方苍鹰算法的优越性分析。结果表明:基于SCNGO-VMD的储能容量配置策略能有效平抑风电波动,平抑后的并网功率1 min、10 min的最大波动量仅为国家要求的18.2%、45.52%,相应的储能配置成本为传统配置策略中的最低值。其配置的混合储能容量更具经济性,验证了改进的北方苍鹰算法在迭代速度与精度上均优于传统的智能优化算法。

关键词：混合储能容量配置变分模态分解北方苍鹰算法皮尔逊相关性分析 t检验

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考虑多热源协同互补的含先进绝热压缩空气储能系统容量配置方法

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电网技术 2024年

作者：崔杨于一凡付小标仲悟之赵钰婷国网吉林省电力有限公司中国电力科学研究院有限公司现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学)

先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed air energy storage，AA-CAES)具备天然的热电联供特性，能够有效缓解供热期出现的弃风问题。若能在规划阶段充分考虑运行需求，进而合理地配置储能容量，则能够在解决弃风问题的... 详细信息

先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed air energy storage，AA-CAES)具备天然的热电联供特性，能够有效缓解供热期出现的弃风问题。若能在规划阶段充分考虑运行需求，进而合理地配置储能容量，则能够在解决弃风问题的前提下，最大程度对燃煤机组进行清洁替代。为此，该文提出了多热源协同互补的AA-CAES系统容量配置模型。首先本模型在能量输入端，引入电锅炉预热压缩机入口空气，以增大压缩机输气系数并提高机组产热量；其次在扩展热源端，通过太阳能反射镜场收集光热，以提高系统储热水平；并在计及储能系统各模块实际运行效率约束之余，以运行总成本最小为目标，计算储能容量配置最优解。再次，分析供热时长及环境温度等因素对投资成本回收年限的影响，并计算不同情况下本模型投资成本的回收年限，得出建设本模型可盈利的硬性条件；最后，基于东北某地区供热期及非供热期典型日负荷及气象数据在IEEE-39节点系统完成算例分析，验证所提模型有效性。

关键词：供热期先进绝热压缩空气储能太阳能集热模块容量配置热电联产

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风光储多能互补能源系统容量配置优化研究

储能科学与技术 2024年

作者：智筠贻凌浩恕吴昊朱轶林沈昊天徐玉杰陈海生南京师范大学能源与机械工程学院中科南京未来能源系统研究院中国科学院工程热物理研究所中国科学院大学

风光储多能互补能源系统可充分利用可再生能源资源提高供能的经济性和环保性。本文提出了一种风光储多能互补能源系统，建立了系统的能量模型；综合考虑系统运行的经济性和环保性，提出了系统综合成本和碳排放量最低的目标；开发了改进... 详细信息

风光储多能互补能源系统可充分利用可再生能源资源提高供能的经济性和环保性。本文提出了一种风光储多能互补能源系统，建立了系统的能量模型；综合考虑系统运行的经济性和环保性，提出了系统综合成本和碳排放量最低的目标；开发了改进型非支配遗传算法求解仿真模型，得到了多目标问题的帕累托最优解集，并通过逼近理想解排序法获得了系统的最优容量配置运行方案；利用线性规划软件CPLEX求解器开展了系统的运行调度优化，验证了该系统框架和优化调度模型的有效性和正确性。研究结果表明，本文所提出的风光储多能互补能源系统容量配置优化方法有效提高了可再生能源利用率，实现了经济成本和碳排放最低，提高了系统的经济性和环保性。本文为可再生能源系统实现持续稳定可靠的供能和园区的低碳化转型提供了参考。

关键词：多能互补风光储容量配置调度策略多目标优化