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电网技术 2019年第4期43卷 1179-1186页

作者：丁逸行徐青山吕亚娟李淋东南大学电气工程学院江苏省南京市210096

随着能源互联网的不断发展,分布式储能使用需求日益增长。基于用户侧电能管理,提出一种考虑优化负荷特性的储能系统规划和调度综合优化模型。在两部制分时电价的背景下,以用户侧储能系统全寿命周期内总的净收益为外层目标函数,综合考虑... 详细信息

随着能源互联网的不断发展,分布式储能使用需求日益增长。基于用户侧电能管理,提出一种考虑优化负荷特性的储能系统规划和调度综合优化模型。在两部制分时电价的背景下,以用户侧储能系统全寿命周期内总的净收益为外层目标函数,综合考虑了储能削峰收益、峰谷套利收益、全寿命周期成本等因素;以储能系统日调度周期内收益为内层目标函数,研究用户侧储能系统各时段充/放电值的优化。结合工程实际,通过遗传算法和混合整数线性规划求解双层优化配置模型,算例测试比较了锂离子和铅炭两种电池的额定容量/功率配置、削峰率和净收益,分析了负荷曲线特性、储能单位成本和能量转换效率储能成本对于经济效益的影响,为用户侧储能系统的优化配置提供建议。

关键词：用户侧储能最大需量管理双层规划全寿命周期负荷特性

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基于双层决策模型的用户侧储能优化配置方法

基于双层决策模型的用户侧储能优化配置方法

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作者：王泽太原理工大学

学位级别：硕士

本课题来源为山西煤炭运销集团有限公司的校企合作项目《基于需求侧管理平台的煤矿变电站监控系统设计及节能分析》下的子项目。随着社会经济的不断发展和居民生活水平的提高,电力系统中各类用户的负荷在高峰和低谷时段会出现相差过大... 详细信息

本课题来源为山西煤炭运销集团有限公司的校企合作项目《基于需求侧管理平台的煤矿变电站监控系统设计及节能分析》下的子项目。随着社会经济的不断发展和居民生活水平的提高,电力系统中各类用户的负荷在高峰和低谷时段会出现相差过大的特征,可能导致在电力系统中发生供需不平衡的状况,对用户来说也会增加其电费方面的花费。而仅依靠增加的资金投入来增加年发电量和扩容输变电线路,不仅成本高,而且设备的利用率低。随着储能技术的发展,使用储能系统进行削峰填谷的方法也已逐渐普及。但由于储能系统本身的成本较高,对其经济方面的分析是一个不可忽视的研究问题。因此,本文针对大工业用户在需量电价条件下超过最大需用量后的惩罚问题,提出一种基于双层决策的用户侧储能系统的优化配置模型。主要研究内容如下:（1）建立储能系统的整体架构,包括监测控制系统、电池单元和光伏单元,分析安装储能系统的必要性。第一部分是监测控制系统:提出了无线监测控制系统总体结构的设计。阐述了系统的设计与实现,该部分包括硬件的设计与实现、软件的设计与实现、上位机驱动的设计与实现,完成了监测控制系统中上位机监测控制软件的设计与实现。第二部分是电池单元:阐述了铅蓄电池、锂离子电池和液流电池的使用情况,分析了几种电池各自的技术特点。第三部分是光伏单元:阐述了光伏发电的原理,建立了光伏发电的功率模型。（2）采用双层决策模型作为储能配置优化的整体框架,分别建立内层和外层的约束条件以及目标函数。针对大容量储能电池建立数学模型,包括成本和出力模型,作为整体优化模型的基础。在采用两部制电价中最大需量计费的条件下,模型外层的目标函数是储能系统在储能介质寿命周期内的总成本,考虑了电价成本、储能电池及相关设备成本等因素,得到储能容量和最大需用量的配置结果;内层的目标函数是用户日调度用电的成本,得到最优的日合成负荷曲线。（3）选取了三种双层决策中的外层算法,进行分析对比。首先,对麻雀搜索算法、遗传算法和量子遗传算法进行了原理的分析阐述;其次,通过两种典型测试函数测试三种算法的各自性能,可以看出不同算法的收敛速度和最终寻优能力有着一定的差别,发现了在两种函数的测试中,麻雀算法的寻优能力都比较突出,验证了麻雀算法的有效性。因此选取收敛速度较快、结构较为简约、精度高、模式新颖的麻雀搜索算法作为外层优化的算法。（4）在前面两部分的基础上,进行了容量优化配置。采用一大工业用户的负荷数据作为算例,用所建立的双层优化配置模型对算例进行了仿真优化,得到了锂离子电池和铅酸电池两种模式下的储能配置结果,分析了两种电池的特点和优劣,比较了锂电池和铅酸电池两种情况下的容量配置和经济性,并验证了模型的有效性。

关键词：用户侧储能双层规划麻雀搜索算法最大需量管理容量优化

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