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考虑选型的混合储能平抑海上风电波动的容量优化研究

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武汉大学学报(工学版) 2024年第6期 782-791页

作者：陆秋瑜杨银国陈俊生刘洋刘念曹飞李光耀武汉大学电气与自动化学院广东电网有限责任公司电力调度控制中心北京四方继保工程技术有限公司

为减少海上风电的间歇性和波动性对电网的冲击，常引入储能装置平抑其输出功率波动。考虑到采用固定混合储能组合进行容量优化研究具有局限性，本文提出一种考虑选型的混合储能容量配置方法。采用自回归滑动平均模型与基于概率距离的场... 详细信息

为减少海上风电的间歇性和波动性对电网的冲击，常引入储能装置平抑其输出功率波动。考虑到采用固定混合储能组合进行容量优化研究具有局限性，本文提出一种考虑选型的混合储能容量配置方法。采用自回归滑动平均模型与基于概率距离的场景削减法处理海上风电的不确定性，并提出一种基于小波包分解的混合储能功率分配策略，采用双循环模型将分配策略与储能选型相结合，并建立储能系统经济性优化模型，以储能全寿命周期成本最低为目标，完成储能的选型和容量最优配置。以国内某海上风电场实测数据为例进行仿真，得出全钒液流电池和超级电容组成混合储能系统为最优组合方案，且两者能够很好的发挥优势互补作用。

关键词：海上风电平抑波动储能选型混合储能容量优化

风力发电制氢与氢气网络耦合系统的氢气波动平抑特性分析

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化工进展 2021年第11期40卷 6071-6078页

作者：韩儒松蒋迎花康丽霞刘永忠西安交通大学化工系陕西西安710049 陕西省能源化工过程强化重点实验室陕西西安710049 热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049

将可再生能源发电制氢集成于炼厂氢气系统中,不仅可替代部分氢气公用工程以满足炼厂的氢气需求,同时也可为炼厂中旋转设备提供电能,但可再生能源发电制氢的波动性将影响氢气网络的稳定运行。为了探究风力发电制氢与氢气网络集成中两个... 详细信息

将可再生能源发电制氢集成于炼厂氢气系统中,不仅可替代部分氢气公用工程以满足炼厂的氢气需求,同时也可为炼厂中旋转设备提供电能,但可再生能源发电制氢的波动性将影响氢气网络的稳定运行。为了探究风力发电制氢与氢气网络集成中两个子系统平抑风能波动的特性,本文构建了集成风力发电制氢的氢气网络数学优化分析模型,研究了氢气网络平抑风力发电制氢波动的经济性和系统结构特性。研究表明,为了适应可再生能源发电制氢的波动,氢气网络需要更加复杂的网络结构,且风力发电制氢输出的电力和氢气经储能电池和氢气储罐的缓冲调节后仍存在较大波动,氢气网络仍需通过调节公用工程和燃气系统来实现氢气网络的稳定运行。

关键词：风力发电氢气网络平抑波动数学规划优化

改进连续集模型预测控制策略在平抑光伏功率波动中的应用

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电网技术 2019年第5期43卷 1543-1549页

作者：张颖雷鸣宇杨子龙王一波吴鸣中国科学院电工研究所北京市海淀区100190 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

随着光伏渗透率的不断增加,光伏发电的波动性已经成为影响电能质量和电网稳定性的一个重要因素,为此提出了将一种改进连续集模型预测控制策略应用于含储能的分布式光伏发电系统,利用模型预测控制能够对系统阻抗模型进行预测,并增加了在... 详细信息

随着光伏渗透率的不断增加,光伏发电的波动性已经成为影响电能质量和电网稳定性的一个重要因素,为此提出了将一种改进连续集模型预测控制策略应用于含储能的分布式光伏发电系统,利用模型预测控制能够对系统阻抗模型进行预测,并增加了在线修正过程,仅使用储能变流器采集的本地数据,即可实现对光伏功率波动的抑制,并保证系统并网点电压的稳定,该方法不再需要监控系统,避免了通信延迟,提高了控制的实时性,同时有助于实现储能在分布式光伏发电系统中的即插即用。实验结果证明了该方法的有效性。

关键词：连续集模型预测控制光伏发电平抑波动电能质量

计及波动平抑与经济性的风光储系统中混合储能容量优化配置

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电测与仪表 2022年第4期59卷 112-119页

作者：吴倩王洋王琳媛王梦帆郑建勇国网江苏电力设计咨询有限公司南京210008 国网江苏省电力有限公司经济技术研究院南京210008 东南大学电气工程学院南京210096

为了平抑风电、光伏的出力波动,减少其带给微网的不利影响,以风光储系统中的混合储能系统(Hybrid Energy Storage System,HESS)为研究对象,提出一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和神经网络的HESS容量优化配置... 详细信息

为了平抑风电、光伏的出力波动,减少其带给微网的不利影响,以风光储系统中的混合储能系统(Hybrid Energy Storage System,HESS)为研究对象,提出一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和神经网络的HESS容量优化配置方法。采用VMD分解并结合储能系统荷电状态(State of Charge,SOC)等约束,制定HESS中两类储能的充放电策略。通过构造神经网络模型拟合储能系统关键参数与风光储系统输出功率平滑度指标的对应关系。以平滑效果最优与投资成本最低为目标函数,构建HESS容量优化配置模型,采用遗传算法求解HESS的最优容量配置方案。最后结合实际算例分析验证了所提方法的有效性。

关键词：风光储系统混合储能系统平抑波动神经网络变分模态分解

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铅炭电池实时平抑光伏电站功率波动的方法

电网技术 2018年第5期42卷 1518-1525页

作者：林达赵波李鹏吴贤章汪湘晋张雪松顾益娜国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江省杭州市310014 浙江南都电源动力股份有限公司浙江省杭州市311305

随着光伏在电力系统中的渗透率不断上升,天气变化引起的光伏功率波动会对系统造成一定的影响。在光伏电站并网点集成储能电池系统对光伏功率波动进行平抑以减少其对电力系统的影响已经成为研究热点。基于改进的电池寿命模型,提出了一种... 详细信息

随着光伏在电力系统中的渗透率不断上升,天气变化引起的光伏功率波动会对系统造成一定的影响。在光伏电站并网点集成储能电池系统对光伏功率波动进行平抑以减少其对电力系统的影响已经成为研究热点。基于改进的电池寿命模型,提出了一种新型的实时平抑光伏电站功率波动的控制方法。当光伏功率变化率超过功率波动约束,利用储能电池将目标变化率调节成与电池荷电状态（SOC）和光伏功率变化率相关的自适应反比例函数值;当光伏功率变化率小于功率波动约束时,通过下垂调节方式控制储能电池功率使目标变化率稳定在期望的范围之内;同时加入了SOC反馈调节机制,将SOC调节在设定的范围中。该方法在提高功率波动平抑指标的同时,延长了电池的使用寿命,并且通过实际算例验证了该方法的有效性和优越性。

关键词：储能系统铅炭电池平抑波动储能寿命反馈调节

梯次储能参与风电场功率波动平抑控制策略及优化配置

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梯次储能参与风电场功率波动平抑控制策略及优化配置

作者：李雄湖南大学

学位级别：硕士

近年来电动汽车数量急剧增加,电动汽车中动力电池受到车辆运行过程的震动冲击和日常充放电的影响,导致内部SEI膜的生长和锂枝晶的产生,致使其容量发生衰退,一般在使用5-8年后无法满足车辆的行驶性能需求及安全性要求。据测试电动汽车中... 详细信息

近年来电动汽车数量急剧增加,电动汽车中动力电池受到车辆运行过程的震动冲击和日常充放电的影响,导致内部SEI膜的生长和锂枝晶的产生,致使其容量发生衰退,一般在使用5-8年后无法满足车辆的行驶性能需求及安全性要求。据测试电动汽车中动力电池退役时,其实际容量约为初始额定容量的70%-80%,其中绝大部分电池仍具有良好的充放电性能和容量保持率,可在经过筛选重组后在场景温和的储能领域进行梯次利用。在新型电力系统中风光等可再生能源将成为发电主力军,但受波动性、随机性和时空不匹配的影响,风光亟需与储能搭配降低对电力系统的影响,将退役电池应用于风电储能领域,可缓解大量动力电池的退役问题。现阶段退役动力电池的应用策略和经济性尚不明确,研究分析动力电池梯次利用策略及经济性具有非常重要的理论价值和工程价值。目前退役动力电池以磷酸铁锂为主,本文以退役磷酸铁锂动力电池为研究对象,分析梯次储能在平抑风电功率波动场景下的经济性和应用策略,主要研究内容如下:对梯次储能的经济性进行分析,建立了考虑容量衰减的全寿命周期平准化成本模型,评估了梯次储能系统的经济性;采用敏感性分析方法识别影响梯次储能系统经济性的关键因素,并基于敏感因素分析了梯次储能不同参数对经济性的影响,寻找梯次储能在不同经济条件下的边界值。综合考虑退役电池的性能和风电场要求,基于经济性最优提出了风电场中退役电池与新电池混合储能的容量配置方法。分析了退役电池与新电池混合储能的可行性与必要性,并针对退役电池的特性建立了动作时间尺度模型,用以改善退役电池充放电行为,更好地延缓退役电池在役寿命,提高梯次利用经济性;提出了经济性最优的混合储能容量配置方法,通过对模型线性化后采用gurobi进行求解,获取混合储能的容量配置结果;并基于实际风电场数据进行仿真验证,分析了风电场不同储能配置时长要求、退役电池不同时间尺度和不同控制策略情况下混合储能容量配置和经济性。针对风电场弃风消纳与功率波动平抑,提出了基于共享储能消纳-梯次储能平抑的风电场日前-日内两阶段运行策略。通过建立日前双层-日内多目标两阶段优化模型,其中日前双层模型中上层以电网交易费用最小为目标,下层以风电场共享储能租赁费用和弃风惩罚费用最小为目标,优化火电机组出力情况和共享储能租赁情况;日内模型基于火电机组出力和共享储能电量交易情况,以波动考核费用、弃风功率和储能电量最小为目标,减少风功率波动,降低风电并网对电网稳定运行的影响。基于改进的IEEE-30节点系统验证所提运行策略的有效性,并分析了风电场采用共享储能平抑、梯次储能平抑以及梯次储能分组平抑策略下储能的运行情况。

关键词：梯次储能经济性平抑波动容量配置控制策略

基于主次双尺度交集切割效应的混合储能平抑风功率波动控制

同方学位论文库评论

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电网技术 2015年第12期39卷 3369-3377页

作者：王境彪晁勤王一波王纯琦杨扬殷志敏孟龙胡亚伟新疆大学电气工程学院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830047 克拉玛依理工学院筹建办公室新疆维吾尔自治区克拉玛依市834000 丹麦米塔科技公司国网浙江省电力公司湖州供电公司浙江省湖州市313000

针对风电多时间尺度波动量不同的特性,提出采用能量型和功率型混合储能(hybrid energy storage system,HESS)依据主次双时间尺度(primary-secondary time-scale,PSTS)联合平抑的方法。首先详细分析和挖掘了PSTS风功率动态上下限波动机理... 详细信息

针对风电多时间尺度波动量不同的特性,提出采用能量型和功率型混合储能(hybrid energy storage system,HESS)依据主次双时间尺度(primary-secondary time-scale,PSTS)联合平抑的方法。首先详细分析和挖掘了PSTS风功率动态上下限波动机理,得到了PSTS交集的"切割效应"(cutting effect,CE)特征,建立了风电PSTS波动联合控制目标域数学模型,并推广到多尺度风功率波动;基于2种储能充电状态(state of charge,SOC)反馈与充放电功率限制,确定了各种状态下储能充放电功率及其在2种储能间的分配模型,制定了完整的混合储能充放电控制策略。其次,以三维空间关系分析法寻找了功率型和能量型储能容量配比与效果之间的关系。最后,根据国网规定标准,应用某风电场实际数据仿真验证了该控制策略将风电波动率限制在国网标准内的有效性,并确定了在效果较优基础上功率型和能量型储能容量最佳配比。

关键词：平抑波动主次双时间尺度切割效应联合控制目标域混合储能系统

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平抑风电功率波动退役电池储能系统容量配置

电源技术 2020年第8期44卷 1185-1190页

作者：崔传世谢丽蓉包洪印张浩新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830047 海为(新疆)新能源有限公司新疆乌鲁木齐830000

为平抑风电功率正负向波动、减少储能系统充放电切换次数、延长储能系统使用寿命、降低储能成本,采用从电动汽车上退役的动力电池,建立两组退役电池储能系统(RBESS),分别处于充放电状态,根据风电功率短期预测结果,交替平抑正负向波动。... 详细信息

为平抑风电功率正负向波动、减少储能系统充放电切换次数、延长储能系统使用寿命、降低储能成本,采用从电动汽车上退役的动力电池,建立两组退役电池储能系统(RBESS),分别处于充放电状态,根据风电功率短期预测结果,交替平抑正负向波动。以RBESS成本和平抑波动可靠性最优为目标函数,采用带有精英策略的非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行容量配置。以达坂城某风电场的数据进行仿真,验证了所提方法的可行性:两组RBESS可有效平抑风电功率波动并降低充放电切换次数,延长使用寿命,降低储能成本。

关键词：平抑波动退役电池储能功率和容量配置

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电池储能平抑风电场功率波动的稳定性分析

湖北电力 2024年第1期48卷 7-15页

作者：桑芝峰白羽周啸阳岳希孙同越杜镇宇深圳中广核工程设计有限公司广东深圳518100 国网智能电网研究院有限公司北京102200

电池储能装置是平抑风电场功率波动的有效手段,其与风电场组成典型的电力电子化系统,复杂的耦合特性带来谐振振荡失稳风险。首先,通过构建电池储能装置接入风电场及送出线路的主电路等效模型,采用状态空间建模方法建立了整个系统的理论... 详细信息

电池储能装置是平抑风电场功率波动的有效手段,其与风电场组成典型的电力电子化系统,复杂的耦合特性带来谐振振荡失稳风险。首先,通过构建电池储能装置接入风电场及送出线路的主电路等效模型,采用状态空间建模方法建立了整个系统的理论分析模型。其次,采用模态分析方法辨识了引起系统谐振失稳的关键影响因素及其影响因子,并采用根轨迹法研究了主电路和控制系统参数等关键因素的影响规律。最后,基于电磁暂态仿真模型,从主电路和控制系统参数两个方面验证了所建模型的正确性。结果表明,交流系统强度降低、锁相环控制器参数以及风电场与储能同时逆变的工况对稳定性影响显著,同时理论模型所预测的谐振失稳频率和电磁暂态仿真模型所得到的失稳频率基本一致,相对误差小于2.0%。

关键词：风电场电池储能平抑波动谐振失稳根轨迹电力电子碳达峰,碳中和