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建筑区域广义储能资源的刻画与设计方法

中国电机工程学报 2024年第6期44卷 2171-2184,I0007页

作者：刘效辰刘晓华张涛李浩江亿清华大学建筑技术科学系北京市海淀区100084

面向碳中和目标,发展以风电、光电等可再生能源为主导的新型电力系统对于储能提出重大需求。建筑作为电力需求侧的主要部门之一,蕴含巨大储能潜力,不仅可实现自身柔性用能,还能主动参与外部电力系统调蓄。该文提出一种“等效电池模型”... 详细信息

面向碳中和目标,发展以风电、光电等可再生能源为主导的新型电力系统对于储能提出重大需求。建筑作为电力需求侧的主要部门之一,蕴含巨大储能潜力,不仅可实现自身柔性用能,还能主动参与外部电力系统调蓄。该文提出一种“等效电池模型”,定义等效充电功率、等效放电功率、等效储电量和等效综合效率,刻画建筑区域内3类最主要的虚拟储能资源(包括电动汽车+智能充电桩、暖通空调系统+建筑热容、可储能电器设备),并通过文献、实测和模拟数据给出典型工况下上述3类资源的关键参数取值范围。基于上述模型,提出建筑区域广义储能(包括传统储能和虚拟储能)的设计方法,实现减少柔性用能建筑的储能电池容量,并以典型办公建筑和住宅建筑为案例进行计算分析。提出的模型及方法可为城市能源系统的低碳设计规划提供有力支撑。

关键词：建筑广义储能虚拟储能电动汽车暖通空调系统电器设备柔性用能

基于IGDT的含广义储能的独立直流微网日前优化调度

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电力工程技术 2024年第1期43卷 50-59页

作者：张超马幼捷周雪松王才巍何晓宇天津理工大学(天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室) 天津300384 天津理工大学电气工程与自动化学院天津300384

微电网的能量管理与优化调度作为构建新型电力系统的重要环节,提高其可再生能源的消纳水平、降低源荷不确定性风险以及优化系统运行成本具有重要意义。因此,文中提出一种基于信息间隙决策理论(information gap decision theory,IGDT)的... 详细信息

微电网的能量管理与优化调度作为构建新型电力系统的重要环节,提高其可再生能源的消纳水平、降低源荷不确定性风险以及优化系统运行成本具有重要意义。因此,文中提出一种基于信息间隙决策理论(information gap decision theory,IGDT)的含广义储能的独立直流微电网日前优化调度模型。首先,构建含超级电容的混合储能系统,以降低蓄电池运行成本,将具备虚拟储能特性的柔性负荷与混合储能相结合,形成广义储能,充分发挥微电网系统内灵活性资源特性;其次,考虑系统风光荷不确定性,引入IGDT模型,在确定性模型基础上建立风险规避策略下的鲁棒模型和风险投机策略下的机会模型,从2种决策角度追求降低风险与最大化收益;最后,基于算例仿真分析,证明该调度策略在降低微电网运行成本的基础上可量化不确定性因素对系统调度决策的影响,验证了模型的有效性和可参考性。

关键词：独立直流微电网日前调度信息间隙决策理论(IGDT) 广义储能柔性负荷不确定性

考虑广义储能参与灵活响应的光储氢集站实时能量管理策略

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电力自动化设备 2024年

作者：肖碧涛刘元叶雨润刘文昕钟治垚方家琨黄蕾王辉国电南京自动化股份有限公司华中科技大学强电磁技术全国重点实验室

为了促进含氢能源系统中灵活性资源的综合利用，针对光储氢集站对调度指令的响应问题，提出了一种考虑广义储能参与灵活响应的光储氢集站实时能量管理策略。面向光储氢集站内电池储能、电制氢负荷等资源进行广义储能精细化建模，在集站... 详细信息

为了促进含氢能源系统中灵活性资源的综合利用，针对光储氢集站对调度指令的响应问题，提出了一种考虑广义储能参与灵活响应的光储氢集站实时能量管理策略。面向光储氢集站内电池储能、电制氢负荷等资源进行广义储能精细化建模，在集站模型中引入了考虑电-热-流耦合关系的电制氢虚拟储能模型。通过优化集站灵活性资源的出力，构建起日内-实时两级能量管理策略，在能量管理优化层面在满足运行计划的同时考虑效益最大化，并实现了电池储能电量初末状态优化；考虑系统功率波动实时进行反馈校正保证集站内功率平衡。通过算例仿真进行对比分析，证明了使用广义储能参与灵活响应的能量管理策略在提升运行经济效益、促进可再生能源消纳方面的积极作用。

关键词：光储氢集站氢能能量管理策略广义储能灵活响应

考虑氨能与广义储能的多能耦合系统低碳协调运行

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电力建设 2024年第7期45卷 122-133页

作者：潘超杨铖唐华兰冰孟涛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) 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院

针对可再生能源消纳问题,研究了氨能与广义储能参与的多能耦合系统低碳协调运行方式,利用氨能和燃煤机组煤氨混燃相结合的技术来优化系统碳排放。首先考虑氨能参与的多能流交互与广义储能的灵活调控特性,构建了以运行费用最小、可再生... 详细信息

针对可再生能源消纳问题,研究了氨能与广义储能参与的多能耦合系统低碳协调运行方式,利用氨能和燃煤机组煤氨混燃相结合的技术来优化系统碳排放。首先考虑氨能参与的多能流交互与广义储能的灵活调控特性,构建了以运行费用最小、可再生能源利用率最大、碳排放量最小为目标函数的综合效益评价指标。提出基于能流关联的碳流拓扑分析方法,利用碳流信息作为综合效益评估的辅助决策手段。最后对实际区域系统进行仿真分析,通过氨能与广义储能的协同调控,有效改善了系统的综合效益。

关键词：氨能广义储能多能耦合能流关联低碳

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基于组合拍卖的广义共享储能运营机制设计

中国电机工程学报 2024年

作者：高赐威林固静宋梦张紫涛陈涛张伟时周佳妮东南大学电气工程学院安徽电力交易中心有限公司

共享储能已经成为缓解可再生能源大规模并网带来的一系列问题的有效途径，但是现有共享储能机制未充分考虑用户对于储能的互补性和替代性需求，严重影响用户购买意愿。此外，当前共享机制也未考虑储能的电量约束、充放电功率约束和荷电... 详细信息

共享储能已经成为缓解可再生能源大规模并网带来的一系列问题的有效途径，但是现有共享储能机制未充分考虑用户对于储能的互补性和替代性需求，严重影响用户购买意愿。此外，当前共享机制也未考虑储能的电量约束、充放电功率约束和荷电状态的影响，不利于运营商的投标策略设计，使其面临经济损失风险。因此，本文设计了基于组合拍卖的广义共享储能运营机制。首先，考虑到基站备用储能、空调、电动汽车充电站等资源具有储能特性而运行行为迥异的特性，利用广义储能模型对其进行统一聚合封装，降低了多种需求侧资源的调度难度；其次，本文对储能使用权进行划分，设计了广义储能功率使用权和容量使用权两种交易品种，并为卖方设计了计及储能荷电状态的投标曲线，为买方设计了不同时段、不同品种耦合需求的组合形式，以满足用户对储能的多种需求，提高用户满意度；然后，基于组合拍卖理论，本文设计了包含投标、竞胜标决定、资源定价与资金结算等环节的共享储能运营机制，以实现广义共享储能资源的高效利用和社会福利的公平分配。最后，通过算例仿真结果表明所述运营机制可满足用户灵活性需求，降低储能服务成本。

关键词：共享储能广义储能运营机制组合拍卖

考虑广义储能和LCA碳排放的综合能源系统低碳优化运行策略

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上海交通大学学报 2024年第5期58卷 647-658页

作者：孙毅谷家训郑顺林李熊陆春光刘炜华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 国网浙江省电力有限公司营销服务中心杭州311121

综合能源系统(IES)是当前能源转型低碳发展背景下实现“双碳”目标的关键,为了提高IES碳减排能力,需要充分利用需求侧负荷资源和传统储能设备等广义储能资源参与IES优化.首先,建立一种综合考虑可再生能源、能源转换设备、广义储能设备... 详细信息

综合能源系统(IES)是当前能源转型低碳发展背景下实现“双碳”目标的关键,为了提高IES碳减排能力,需要充分利用需求侧负荷资源和传统储能设备等广义储能资源参与IES优化.首先,建立一种综合考虑可再生能源、能源转换设备、广义储能设备、能源市场交易的IES优化运行模型.然后,使用生命周期评估法(LCA)对IES中能源循环、设备循环的全过程进行碳排放量计算,并将碳排放成本纳入系统总成本.最后,利用仿真实验验证所提模型不仅有利于降低IES总调度成本,还能降低系统的碳排放量,有效促进IES的低碳发展.

关键词：广义储能碳排放综合能源系统优化运行生命周期评估法

考虑广义储能与常规发电机组的日前-日内优化调度

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大电机技术 2024年第3期 137-146页

作者：陈新仪缪源诚国家电网有限公司华东分部调度控制中心上海200120

随着我国新型电力系统的加快建设,新能源装机容量占比不断提高,但由于新能源的波动性和随机性较强,使得常规机组调峰压力巨大,同时弃风弃光现象时有发生。为了解决这个问题,本文将电化学储能、PBDR需求响应和电动汽车集群视为广义储能,... 详细信息

随着我国新型电力系统的加快建设,新能源装机容量占比不断提高,但由于新能源的波动性和随机性较强,使得常规机组调峰压力巨大,同时弃风弃光现象时有发生。为了解决这个问题,本文将电化学储能、PBDR需求响应和电动汽车集群视为广义储能,建立了低复杂度的电动汽车集群充放电模型,将电动汽车SOC状态子区间的数量从3N减少为N个,降低了运算的复杂程度;根据SOC状态控制各子区间内的电动汽车的充放电功率,通过模拟电动汽车的出行规律,建立电动汽车的充放电模型。同时将电动汽车集群模型引入到电网的日前-日内两阶段的优化调度中,以广义储能参与到电网的两阶段调度,承担调峰任务。算例结果表明广义储能的引入能够很好的平滑负荷曲线,实现负荷的削峰填谷,同时通过发挥系统内部各资源的优势和特点,一方面能够将电网的调度调峰成本从3969.277万元降低至2723.778万元,降幅可达31%,提高了电力系统的经济性;另一方面能够促进电力系统对风电和光伏的消纳,提高电力系统的低碳性,助力“碳达峰、碳中和”目标的早日实现。

关键词：广义储能日前调度日内调度新能源

含广义储能虚拟电厂电–气–热三阶段协同优化调度

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电网技术 2022年第5期46卷 1857-1866页

作者：王瑞东吴杰康蔡志宏刘国新张宏业蔡锦建广东工业大学自动化学院广东省广州市510006

分析了虚拟电厂参与日前阶段、日中阶段以及实时阶段的三阶段调度优化流程,并根据广义储能中各部分设备响应速度和时间进行建模,以此为依据建立含广义储能虚拟电厂三阶段调度模型。在日前阶段,采用C&CG处理风光不确定性,建立有效快捷的... 详细信息

分析了虚拟电厂参与日前阶段、日中阶段以及实时阶段的三阶段调度优化流程,并根据广义储能中各部分设备响应速度和时间进行建模,以此为依据建立含广义储能虚拟电厂三阶段调度模型。在日前阶段,采用C&CG处理风光不确定性,建立有效快捷的电动汽车充放电管理模型,对广义储能中固定电热储能以及电动汽车充放电进行优化,进行24h整体优化;在日中阶段,利用替代型负荷之间的相互转换以及燃气轮机、锅炉的出力调整,对虚拟电厂调度计划逐个时段进行再调整;在实时阶段,建立时间解耦的空调集群模型,利用其快速响应特点,以半小时为步长,在实时风光场景下进行偏差平抑。仿真算例验证了所构模型的有效性,结果表明:通过多阶段调度以及广义储能的协同作用,可以有效降低虚拟电厂运行成本以及大幅提高虚拟电厂的供能稳定性。

关键词：虚拟电厂广义储能电–气–热能三阶段协同优化调度电动汽车替代型响应负荷空调集群

计及决策依赖不确定性的广义储能可信容量评估

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电网技术 2023年第12期47卷 4916-4925页

作者：齐宁程林刘锋清华大学电机工程与应用电子技术系北京市海淀区100084 新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

高比例可再生能源接入会导致电力系统出现严重的容量充裕度不足问题。通过容量市场,聚合与协同利用广义储能资源是解决该问题的重要手段。针对广义储能可信容量评估问题,首先提出广义储能模型,实现电池储能、温控负荷和电动汽车资源的... 详细信息

高比例可再生能源接入会导致电力系统出现严重的容量充裕度不足问题。通过容量市场,聚合与协同利用广义储能资源是解决该问题的重要手段。针对广义储能可信容量评估问题,首先提出广义储能模型,实现电池储能、温控负荷和电动汽车资源的同质化表征,并且包含运行状态与基线用能的非决策依赖不确定性以及可用容量的决策依赖不确定性刻画;提出一种计及决策依赖不确定性的广义储能可信容量评估方法,其中序贯优化调度实现了日前自身能量管理与日内系统容量支撑的均衡。此外,失响应风险评估有效提升可信容量评估的可信性。算例分析验证了所提方法的有效性、优越性和可信性,可为未来容量市场提供有效评估手段。

关键词：广义储能可信容量决策依赖不确定性容量市场运行可靠性评估