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兼顾捕碳强度与可再生能源消纳的储能容量配置优化方法

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中国电机工程学报 2023年第21期43卷 8295-8308页

作者：王骞易传卓张学广徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001

碳捕集技术是实现发电行业碳达峰和碳中和目标的重要手段。传统碳捕集机组在灵活运行方式下参与可再生能源消纳时,将丧失一定的捕碳强度,无法在深度脱碳条件下灵活地进行可再生能源消纳。为此,面向碳捕集电厂和可再生能源电源,该文提出... 详细信息

碳捕集技术是实现发电行业碳达峰和碳中和目标的重要手段。传统碳捕集机组在灵活运行方式下参与可再生能源消纳时,将丧失一定的捕碳强度,无法在深度脱碳条件下灵活地进行可再生能源消纳。为此,面向碳捕集电厂和可再生能源电源,该文提出一种新型捕碳储能系统,主储能系统用于可再生能源消纳,次储能系统协助碳捕集机组实现电碳解耦,并分析瞬态与动态电碳解耦特性。在该捕碳储能系统架构下,基于KL散度刻画风电和光伏出力的不确定性,并构建储能容量配置的分布鲁棒优化模型。最后,通过算例分析进行仿真验证,结果证明了储能容量配置模型的有效性,验证了所提捕碳储能系统可提高可再生能源消纳水平的同时保证高捕碳强度。

关键词：储能容量配置捕碳强度可再生能源消纳碳捕集厂电碳解耦

考虑氢能应用的光伏直流微电网中储能容量配置寻优方法研究

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高压电器 2024年第7期60卷 78-87页

作者：林泽源王宗尧张凡王蕊超山东电力工程咨询院有限公司济南250013 特变电工新疆新能源股份有限公司乌鲁木齐830011

针对光伏出力的间歇性与不稳定性,使得单纯依赖蓄电池进行能量平抑和调节,难以满足微电网持续稳定运行的需求,提出考虑氢能应用的光伏直流微电网中储能容量配置寻优方法。考虑氢能在光伏直流微电网中的应用,对光伏电池、蓄电池以及电解... 详细信息

针对光伏出力的间歇性与不稳定性,使得单纯依赖蓄电池进行能量平抑和调节,难以满足微电网持续稳定运行的需求,提出考虑氢能应用的光伏直流微电网中储能容量配置寻优方法。考虑氢能在光伏直流微电网中的应用,对光伏电池、蓄电池以及电解槽—储氢罐—燃料电池建模分析。根据建模分析结果,设计功率平抑控制策略与混合储能充放电管理策略。将最大化年净利润与光伏自消纳率作为优化目标,建立储能容量配置优化模型,获得储能容量最优配置结果。实验结果表明,应用所提方法后,光伏直流微电网的功率偏移率实现了显著的降低,调峰能力得到了有效优化,并且调度后微电网的自平衡率大幅提升,表明该方法具有良好的容量配置效果。

关键词：氢能应用光伏直流微电网储能容量配置充放电管理

基于功率能量特性的含小水电微电网储能容量配置方法

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电力建设 2024年第4期45卷 123-133页

作者：李进蔡泽祥岑伯维黄潇扬华南理工大学电力学院广州市510641

含小水电微电网受源荷不确定性影响易产生较大的功率波动,离网状态下易导致微电网系统停电、弃电的发生。为了充分考虑含小水电微电网功率、能量的平衡特性,提高含小水电微电网运行的经济性和鲁棒性,提出一种基于功率能量特性的含小水... 详细信息

含小水电微电网受源荷不确定性影响易产生较大的功率波动,离网状态下易导致微电网系统停电、弃电的发生。为了充分考虑含小水电微电网功率、能量的平衡特性,提高含小水电微电网运行的经济性和鲁棒性,提出一种基于功率能量特性的含小水电微电网储能优化配置方法。首先,分析了含小水电微电网的功率能量平衡机理,提出了该微电网的功率能量特性模型;然后,在含小水电微电网功率能量特性模型和源荷不确定性模型的基础上,提出了基于功率能量特性的随机场景分解聚类方法和储能容量配置方法。最后,以某地区离网型含小水电微电网为仿真算例,通过与现有方法进行结果对比和影响因素分析,验证了所提方法的有效性。

关键词：小水电微电网功率能量特性聚类场景储能容量配置

预防暂态低频减载的储能容量配置多目标动态优化方法

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电力建设 2021年第3期42卷 81-88页

作者：刘庆楷刘明波陆文甜华南理工大学电力学院广州市510640

在系统受到扰动而引起频率下降的暂态过程中,如果瞬时频率过低,将会触发不必要的低频减载,导致系统的供电可靠性降低。储能由于其具有快速功率调节能力,可以避免不必要的暂态低频减载。首先,基于电力系统等值频率响应模型提出了适合储... 详细信息

在系统受到扰动而引起频率下降的暂态过程中,如果瞬时频率过低,将会触发不必要的低频减载,导致系统的供电可靠性降低。储能由于其具有快速功率调节能力,可以避免不必要的暂态低频减载。首先,基于电力系统等值频率响应模型提出了适合储能容量配置的具有分段函数约束的多目标动态优化模型,旨在同时考虑储能配置成本和暂态频率调节性能2个相互冲突的目标。然后,采用大M法和隐式梯形积分法将多目标动态优化模型转化为多目标混合整数二次规划模型。采用规格化法平面约束法和CPLEX求解器获得其帕累托最优解。最后,基于IEEE 24节点系统的仿真计算验证了所提多目标储能配置模型的有效性。

关键词：储能系统快速调频多目标动态优化大M法储能容量配置

面向风电光伏并网的储能容量配置频谱分析方法

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南方电网技术 2019年第3期13卷 12-17,32页

作者：魏远张欢畅黄正勇黄兴宇汪洪诺中国电力工程顾问集团西北电力设计院西安710075 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

随着风电、光伏等新能源在电网中的装机比例不断提升,新能源的间歇性、波动性给电网的安全稳定运行带来了诸多挑战。在现阶段,储能电池容量的配置原则与方法是实际储能工程建设中面临的问题之一。本文以平滑新能源并网功率波动为目标,... 详细信息

随着风电、光伏等新能源在电网中的装机比例不断提升,新能源的间歇性、波动性给电网的安全稳定运行带来了诸多挑战。在现阶段,储能电池容量的配置原则与方法是实际储能工程建设中面临的问题之一。本文以平滑新能源并网功率波动为目标,结合储能电站当地风、光资源特性,采用离散傅里叶变换分解新能源功率得到其频域信息,并利用电池储能对高频波动分量进行平抑,提出了一种考虑单日电量均衡的储能容量配置方法。以新疆哈密地区某风场历史出力数据为样本对上述储能容量配置方法开展了研究,结果表明:本方法可以根据新能源出力并网波动率目标科学配置储能容量,且保证储能均衡连续运行,对电池储能工程建设具有指导意义与实用价值。

关键词：新能源波动性频谱分析储能容量配置

优化储能容量配置的ln基底型VSG自适应控制策略

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电力系统及其自动化学报 2023年第5期35卷 48-55页

作者：朱军邓寅曦杜少通刘鹏辉郭向伟杨明河南理工大学电气工程与自动化学院焦作454003

针对虚拟同步发电机VSG(virtual synchronous generator)自适应控制大范围调节参数导致需要较大储能容量配置的问题,设计ln基底型自适应控制策略以优化储能容量配置。通过对基于速度反馈控制的虚拟同步发电机VF-VSG(velocity feedback c... 详细信息

针对虚拟同步发电机VSG(virtual synchronous generator)自适应控制大范围调节参数导致需要较大储能容量配置的问题,设计ln基底型自适应控制策略以优化储能容量配置。通过对基于速度反馈控制的虚拟同步发电机VF-VSG(velocity feedback control based VSG)进行数学建模,建立VSG在输入功率扰动时与所需储能容量之间的关系,据此分析速度反馈系数、VSG转动惯量和阻尼系数对储能容量的影响,以此设计ln基底型自适应控制策略,避免参数大范围调节,优化储能容量配置。通过仿真实验可知:所提控制策略在暂态性能优良的前提下,降低了9.8%储能容量的配置,验证了所提策略的有效性。

关键词：虚拟同步发电机 ln基底型自适应控制速度反馈储能容量配置

面向储能容量配置优化的VSG参数协调控制策略

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电气工程学报 2024年

作者：吴泓林李海啸李山熊文星余建武重庆理工大学电气与电子工程学院

以传统虚拟同步发电机(Virtual synchronous generator, VSG)为基础的参数自适应控制策略虽可改善暂态过程中有功频率振荡问题，但却增大了对储能容量配置的需求。针对这一问题，首先通过分析VSG系统处于过阻尼、临界阻尼与欠阻尼状态... 详细信息

以传统虚拟同步发电机(Virtual synchronous generator, VSG)为基础的参数自适应控制策略虽可改善暂态过程中有功频率振荡问题，但却增大了对储能容量配置的需求。针对这一问题，首先通过分析VSG系统处于过阻尼、临界阻尼与欠阻尼状态下的动态响应，联立其与储能容量的关系，总结VSG系统在不同动态阶段所对应的最适宜阻尼状态。在此基础上，提出一种基于系统阻尼比可控可变的VSG参数协调控制策略，旨在改善VSG系统动态响应的同时优化系统储能容量配置。最后，将所提VSG参数协调控制策略与传统VSG参数控制策略进行对比分析，软件与半实物仿真结果验证了所提控制策略的正确性与有效性。

关键词：虚拟同步发电机参数协调控制储能容量配置有功频率振荡阻尼比

考虑负荷优化的电动汽车光伏充电站储能容量配置

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现代电力 2019年第5期36卷 76-81页

作者：何阳张宇王育飞金商鹤上海电力大学上海200090 国网上海市电力公司电力科学研究院上海200437

为实现电动汽车充电站中光伏电能的充分利用和减小负荷峰谷差,将光伏功率和电动汽车充电功率结合作为等效负荷功率,并以此配置储能。以等效负荷功率上下限为决策变量,充电站日净收益和峰谷差率为目标函数,建立储能优化配置模型。使用改... 详细信息

为实现电动汽车充电站中光伏电能的充分利用和减小负荷峰谷差,将光伏功率和电动汽车充电功率结合作为等效负荷功率,并以此配置储能。以等效负荷功率上下限为决策变量,充电站日净收益和峰谷差率为目标函数,建立储能优化配置模型。使用改进遗传交叉过程的NSGA-Ⅱ算法对目标函数进行优化,得到不同峰谷差率对应的充电站日净收益和储能容量,同时对比不同光伏出力和充电功率等级下储能容量配置的差异。结果表明,合理的光伏容量配置能够减小充电站对储能容量的需求,并且根据峰谷差率联合配置光伏和储能,能够实现充电站经济运行和负荷优化作用。

关键词：光伏充电站电动汽车储能容量配置峰谷差率 NSGA-Ⅱ 模拟二进制交叉

基于改进多智能体Q学习的多源联合调频控制策略及储能容量配置研究

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基于改进多智能体Q学习的多源联合调频控制策略及储能容量配置研究

作者：王丹东北电力大学

学位级别：硕士

近年来,为了提高新能源的利用率,构建清洁、高效、经济、低碳的新型能源体系,以风电、光伏为首的新型能源得到了各国政府的重视和支持,由此新能源以分布式电源形式并入电网的比例增长迅速。与传统机组相比,风、光易受到环境的制约,其电... 详细信息

近年来,为了提高新能源的利用率,构建清洁、高效、经济、低碳的新型能源体系,以风电、光伏为首的新型能源得到了各国政府的重视和支持,由此新能源以分布式电源形式并入电网的比例增长迅速。与传统机组相比,风、光易受到环境的制约,其电能的输出波动性大、随机性强,容易出现“弃风、弃光”等问题,同时也给电力系统的调频带来了巨大的挑战。在当前形势下,以传统火电机组为主的调频方式无法满足高质量的调频需求。由此,本文提出了基于改进多智能体Q学习的多源联合调频控制策略并对储能系统的容量进行配置。首先,为了使新能源及储能装置具备配合传统火电机组参与一次调频的能力,本文通过分析风电、光伏、储能的发电原理和数学模型,分别设计了风电机组的虚拟惯性、下垂控制策略,光伏阵列的减载运行策略和储能装置的下垂控制策略,最终实现了各单元可以快速响应系统频率变化的目的。其次,针对多类型能源可以合理分配频率偏差的问题,本文采用改进的多智能体Q学习算法进行解决,选取预学习的结果作为算法的初始矩阵并在贪婪策略基础上引入搜索因子,从而提高算法的运算性能。在PSCAD/EMTDC平台中搭建含有风、光、储的三机九节点系统,在阶跃和随机方波两种负荷扰动条件下验证此方法能实现多源协同配合,提高系统的频率稳定性。最后,研究多源联合系统的储能容量配置问题,综合考虑系统整体的调频效果和经济性,以储能配置的容量最小为目的,建立了基于频率稳定性指标和经济性指标的储能容量的多目标优化模型,通过粒子群算法进行最优值的求解。最后在两种扰动条件下进行实验,通过频率变化曲线验证了优化结果的有效性和经济性。

关键词：多源联合系统一次调频控制策略多智能体Q学习储能容量配置