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基于参数规划的电网侧储能容量价值评估方法

电力工程技术 2024年第1期43卷 21-31页

作者：郑波珅魏韡于骏赵海吉梅生伟清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 国家电网公司东北分部辽宁沈阳110179

在新能源大规模接入电力系统的背景下,电网侧储能作为一种灵活资源可以支撑电力系统运行。评估储能应用价值是进行储能容量配置的必要准备工作。文中首先定义3个评估指标,体现出储能对新能源消纳、电力系统灵活性和系统调度经济性的价值... 详细信息

在新能源大规模接入电力系统的背景下,电网侧储能作为一种灵活资源可以支撑电力系统运行。评估储能应用价值是进行储能容量配置的必要准备工作。文中首先定义3个评估指标,体现出储能对新能源消纳、电力系统灵活性和系统调度经济性的价值;然后基于多参数混合整数线性规划理论,提出一种储能容量价值评估方法,并应用到所提评估指标中,每个评估指标都能得到以储能功率容量和能量容量为参数的分段线性函数;最后使用东北电网数据仿真验证所提模型和方法。结果显示所提方法可以解析刻画储能容量对其应用价值的影响,并将结果进行可视化展示;解析表达式中包含的灵敏度信息揭示了储能容量价值的关键瓶颈参数,并可为不同应用场景储能容量配置提供参考。

关键词：储能容量价值评估新能源消纳灵活性多参数规划混合整数线性规划(MILP)

基于Markov链光伏储能模型的传输功率可用性评估

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可再生能源 2022年第11期40卷 1531-1538页

作者：刘飞李雪男张祥成许德操彭飞孙昕国网青海省电力公司经济技术研究院青海西宁810000 清华四川能源互联网研究院四川成都610000 国网青海省电力公司青海西宁810000

为了量化光伏发电传输功率的可用性,文章基于光伏储能系统能量状态的Markov链,建立了光伏组件与储能系统之间能量传递过程模型,并采用蒙特卡洛方法,根据实际太阳光入射功率和负荷分布的概率密度函数,生成日间光伏功率和负荷的随机值;再... 详细信息

为了量化光伏发电传输功率的可用性,文章基于光伏储能系统能量状态的Markov链,建立了光伏组件与储能系统之间能量传递过程模型,并采用蒙特卡洛方法,根据实际太阳光入射功率和负荷分布的概率密度函数,生成日间光伏功率和负荷的随机值;再根据二者的差值直方图得到转移概率、一步转移概率矩阵和极限概率,建立了不同尺寸储能装置的储能容量与传输功率可用性的关系。此外,对不同工作温度引起的电池容量下降进行了可用性影响研究,结果表明,温度影响电池充放电效率,从而影响储能容量,并通过数值计算得到了不同储能装置效率下储能容量与传输功率可用性之间的关系。该模型也适用于储能装置老化导致的储能容量降低的情况。

关键词： Markov链储能模型光伏发电储能容量可用性

基于改进秃鹰算法的牵引供电系统储能容量配置方法

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电力系统及其自动化学报 2023年

作者：马兴罗川川刘锦洋管勃重庆大学电气工程学院国网重庆市电力公司电力科学研究院

牵引供电系统的储能容量配置是一个复杂的非线性多目标优化问题。为实现在良好节能率和稳压率的前提下降低储能容量，本文提出一种改进秃鹰算法。首先，建立牵引供电系统的潮流仿真模型。然后，利用改进秃鹰算法对储能容量配置问题进行... 详细信息

牵引供电系统的储能容量配置是一个复杂的非线性多目标优化问题。为实现在良好节能率和稳压率的前提下降低储能容量，本文提出一种改进秃鹰算法。首先，建立牵引供电系统的潮流仿真模型。然后，利用改进秃鹰算法对储能容量配置问题进行改造。进而，构建多目标函数并计算最优储能容量。算例分析证实，改进秃鹰算法不仅具备比传统遗传算法和秃鹰算法更好的收敛性和稳定性，而且在改进秃鹰算法的最优配置容量下牵引供电系统的综合性能表现也更好。

关键词：储能容量轨道交通牵引供电系统优化算法

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平抑风电功率波动混合储能系统容量优化方法

西北工业大学学报 2016年第3期34卷 493-498页

作者：庞明史仪凯袁小庆王草山庞顺西北工业大学机电学院陕西西安710072 武警工程大学装备工程学院陕西西安710086 西安热工研究院有限公司陕西西安710054

风力发电输出功率具有随机性、间歇性等特点,为减小功率波动对电网的影响,提出了平抑风电功率波动混合储能系统容量配置方法。以样本输出功率数据频谱分析结果为基础,结合有功功率波动率约束,计算出储能吸收最佳截止频率与系统期望输出... 详细信息

风力发电输出功率具有随机性、间歇性等特点,为减小功率波动对电网的影响,提出了平抑风电功率波动混合储能系统容量配置方法。以样本输出功率数据频谱分析结果为基础,结合有功功率波动率约束,计算出储能吸收最佳截止频率与系统期望输出功率,进而得到储能最小吸收功率;根据不同类型储能系统特点及安全运行要求选择电池和超级电容器工作频段范围所需最小容量。采用风电场实际数据及国标GB/T 19963-2011,对该方法进行了验证。算例结果表明,采用该方法能够以较小的容量将风机输出最大波动率由74.055%降到32.227%。

关键词：风力波动混合储能储能容量平滑功率频谱分析截止频率优化方法

储能型虚拟惯量控制对送端系统稳定性影响研究

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储能型虚拟惯量控制对送端系统稳定性影响研究

作者：王佳明华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

为了响应国家“双碳行动”的号召,实现国家能源战略转型,大力发展风电、光伏等新能源是电力系统发展的重要方向。目前,新能源的占比越来越高,削弱了新能源送出系统的惯量和阻尼,大大降低了系统的频率稳定性。利用场站级储能为风机提供... 详细信息

为了响应国家“双碳行动”的号召,实现国家能源战略转型,大力发展风电、光伏等新能源是电力系统发展的重要方向。目前,新能源的占比越来越高,削弱了新能源送出系统的惯量和阻尼,大大降低了系统的频率稳定性。利用场站级储能为风机提供虚拟惯量控制已成为风机并网系统频率稳定性提升的关键技术,然而储能型虚拟惯量的参数选取不当可能会影响新能源送出系统的振荡稳定性。因此,有必要针对场站级储能型虚拟惯量控制引发的新能源送端系统稳定性问题进行研究,进而分析风储送端系统在不同限制情况下所需的储能容量,并对虚拟惯量控制参数进行优化,从而提升新能源送出系统的安全稳定性。首先,针对短路故障下储能系统的惯量支撑能力大大受限的问题,量化分析储能型虚拟惯量控制在短路故障下对系统频率稳定性的影响并提出计及储能故障穿越特性和频率动态特性的容量配置评估方法。基于储能型虚拟惯量控制,分别考虑风机和储能的低压穿越控制,基于系统有功功率变化情况对系统频率动态特性进行量化分析,并得到储能对系统的惯量和阻尼贡献;根据系统频率响应指标对虚拟惯量和虚拟阻尼参数进行配置,并综合考虑风机和储能的低压穿越及系统频率的限制,对短路故障下系统所需储能容量进行量化评估;仿真验证短路故障下频率及储能容量与虚拟惯量控制参数及风机并网电压间量化关系的正确性。接着,针对储能型虚拟惯量控制易引发系统振荡的问题,提出储能型虚拟惯量控制对风火储送端系统振荡稳定性影响的量化分析方法,并计及频率稳定性指标和振荡阻尼比指标,对前述储能容量评估方法进行修正。分析在风储系统影响下同步机的转子运动方程,进而推导储能型虚拟惯量参数与主导振荡频率和阻尼比的量化关系;基于前述所提储能配置评估方法,计及振荡阻尼比指标和控制参数约束,对储能容量进行修正;在含风储的单机系统和实际电网仿真系统中开展仿真分析,验证了上述分析方法的正确性及在不同仿真系统中的适应性。最后,针对储能型虚拟惯量控制参数选取不当会恶化送端系统稳定性的问题,提出一种基于NSAG-Ⅱ的储能型虚拟惯量控制参数优化方法,并量化分析得到兼顾系统频率稳定性及振荡稳定性时的储能容量需求。针对储能型虚拟惯量控制,同时考虑系统频率稳定性和振荡稳定性,以最大频率偏差最小与系统振荡模式的阻尼比之和最大为目标函数,提出储能型虚拟惯量参数优化策略,以提升风火打捆送端系统稳定性。并根据最优控制参数计算兼顾送端系统稳定性最优的储能容量。仿真结果表明了所提参数优化方法的及储能容量计算方法的正确性。

关键词：虚拟惯量风火储系统稳定性储能容量参数优化

以光伏为主的配电网储能容量需求的网格化场景评估方法

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电力系统自动化 2018年第23期42卷 40-47,85页

作者：梁浚杰兰飞黎静华广西电力系统最优化与节能技术重点实验室(广西大学) 广西壮族自治区南宁市530004

当前,如何确定光伏渗透率较高的配电网所需的储能容量是关键问题。对于包含多种功率调节手段的配电网来说,直接建立满足多种运行约束的储能容量需求优化模型较为复杂,解算不易。因此提出一种实用的网格化场景分析方法,该方法将包括储能... 详细信息

当前,如何确定光伏渗透率较高的配电网所需的储能容量是关键问题。对于包含多种功率调节手段的配电网来说,直接建立满足多种运行约束的储能容量需求优化模型较为复杂,解算不易。因此提出一种实用的网格化场景分析方法,该方法将包括储能在内的各种给定的运行条件在其取值范围内进行等格划分,将各种运行条件的取值相互组合形成网格场景。通过计算每种场景下的技术性指标,获得不同运行条件下的储能容量需求关系图。根据给定的运行条件和运行指标要求,从储能容量需求关系图获取相应的储能容量需求,从而避免了复杂的优化模型计算。最后,以改造后的IEEE 33节点配电网为例,演示了应用所述方法确定储能容量需求的过程,并对所确定的方案进行评估分析,验证了该方法的有效性。

关键词：储能容量配电网高比例可再生能源网格化场景

考虑风/光/水/储多源互补特性的微网经济运行评价方法

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电力自动化设备 2017年第7期37卷 63-69页

作者：夏永洪吴虹剑辛建波程林余运俊万晓凤南昌大学信息工程学院江西南昌330031 国网江西省电力公司电力科学研究院江西南昌330096 清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

针对风能、太阳能短期波动大,水能短期波动小的特点,通过分析风、光、水资源之间的互补特性,提出了一种包含风、光、水、储的互补微网优化配置方法,建立了互补特性对微网经济运行影响的评价体系。该方法以储能容量、微网设备安装成本与... 详细信息

针对风能、太阳能短期波动大,水能短期波动小的特点,通过分析风、光、水资源之间的互补特性,提出了一种包含风、光、水、储的互补微网优化配置方法,建立了互补特性对微网经济运行影响的评价体系。该方法以储能容量、微网设备安装成本与系统运行维护成本为目标,以系统容量、分布式发电比例与蓄电池充放电特性为约束,基于自适应遗传算法,得到最优风、光、水等分布式电源容量以及该条件下的储能系统配置容量。通过灵活调整分布式电源组合方式及分布式发电比例,得到不同配置下的储能系统配置容量及微网经济运行评价指标。结果表明:当风、光、水3种分布式电源出力具有互补性时,系统储能容量明显减小,同时微网经济效益达到最优。

关键词：微网遗传算法储能容量互补特性经济效益分布式电源

计及需求响应的联网型微电网储能容量随机规划方法

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科学技术与工程 2023年第33期23卷 14241-14247页

作者：孙开元陈坤岑海凤李涛曾慧林琳广东电网有限责任公司广州供电局广州510013

为了获取更理想的储能容量规划结果,在考虑功率平衡最优和需求响应的基础上,提出了一种新的联网型微电网储能容量随机规划方法。在需求响应条件下基于联网型微电网的运行模式和随机理论,将功率平衡最优作为规划目标,组建储能容量随机规... 详细信息

为了获取更理想的储能容量规划结果,在考虑功率平衡最优和需求响应的基础上,提出了一种新的联网型微电网储能容量随机规划方法。在需求响应条件下基于联网型微电网的运行模式和随机理论,将功率平衡最优作为规划目标,组建储能容量随机规划模型。利用改进粒子群算法对构建的储能容量随机规划模型进行求解,获取最优联网型微电网储能容量随机规划方案。实验结果表明:随着电容电量的不断增加,微电网的整体平衡能力开始变强;所提方法的能量平衡能力指标更高,储能额定电量容量更稳定,储能系统负荷更小,规划效率更高。所提方法能够更好地实现联网型微电网储能容量规划。

关键词：联网型微电网需求响应储能容量随机规划功率平衡

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多目标多工况双储能协同运行策略

电力系统自动化 2021年第20期45卷 38-48页

作者：马兰谢丽蓉叶林路朋王凯丰可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心(新疆大学) 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830047 中国农业大学信息与电气工程学院北京市100083 电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室清华大学北京市100084

针对风电场弃风严重、预测误差大和风电波动率较大等问题,提出一种计及多工况的多目标双储能协同运行策略。根据不同工况制定15 min时间尺度内的储能补偿负预测差值策略,并设定5 min时间尺度内的储能平抑风电波动策略。根据所提的不同... 详细信息

针对风电场弃风严重、预测误差大和风电波动率较大等问题,提出一种计及多工况的多目标双储能协同运行策略。根据不同工况制定15 min时间尺度内的储能补偿负预测差值策略,并设定5 min时间尺度内的储能平抑风电波动策略。根据所提的不同策略设计2种运行方式。在此基础上,考虑双储能系统协同运行策略对容量配置的影响,建立以最大化补偿负预测差值和最大化平抑风电波动为目标函数的储能容量优化配置模型,采用结合遗传特征的粒子群算法进行求解。以中国新疆维吾尔自治区某50 MW风电场为例验证了所提策略的合理性及模型求解方法的有效性。

关键词：风电场双储能储能运行策略储能容量波动平抑误差补偿