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用户侧退役电池梯次利用优化配置方法研究

用户侧退役电池梯次利用优化配置方法研究

作者：马政重庆大学

学位级别：硕士

随着新能源汽车的快速发展,动力电池生产量及退役量逐年攀升,退役动力电池的梯次利用对于最大化资源利用、减少环境污染具有重要作用。目前退役电池主要在削峰填谷等场景进行梯次利用,盈利能力不足。如何在更多场景下寻求退役电池的价值... 详细信息

随着新能源汽车的快速发展,动力电池生产量及退役量逐年攀升,退役动力电池的梯次利用对于最大化资源利用、减少环境污染具有重要作用。目前退役电池主要在削峰填谷等场景进行梯次利用,盈利能力不足。如何在更多场景下寻求退役电池的价值,为退役电池的梯次利用找到合理的投资回报模式,是业界一直关注的问题。为此,本文聚焦于退役电池在用户侧作为储能使用时的优化配置问题,分为长期购买配置与恶劣天气下的短期租赁配置两种场景,兼顾用户侧用电经济性与可靠性,开展了以下研究:(1)针对退役电池梯次利用可行性问题,对退役电池梯次利用的安全性与经济性进行了分析,总结了不同种类退役电池的安全性,建立了退役电池作为储能的成本收益模型。算例表明退役磷酸铁锂电池更具有成本优势。(2)针对用户侧固定配置退役电池场景,计及退役电池容量衰减以及用电负荷预测不确定性问题,分别从配置容量、功率和运行充放电控制入手进行了深入研究。首先,以退役电池储能系统全寿命周期收益最大为目标,计及退役电池储能系统容量衰减建立了混合整数线性规划配置模型,得到最优配置容量与额定功率;在此基础上,针对日常运行充放电控制需求,提出了基于长短记忆神经网络(LSTM)及贝叶斯优化的负荷滚动预测模型,以日收益最大为目标,计及预测不确定性建立了运行优化模型,得到最优充放电策略。通过算例验证了所提方法的可行性与经济性。(3)针对用户侧光伏参与后等效负荷受短时天气影响较大的问题,提出了恶劣天气下退役电池容量租赁优化模型。首先,提出了基于模糊均值聚类与非线性自回归(FCM-NARX)的光伏预测模型,结合负荷预测得到等效负荷,然后,以租赁期间收益最大为目标,通过定义恶劣天气下的备用系数对储能备用容量进行约束,提出了计及削峰激励以及备用系数的容量租赁优化模型,得到最优租赁容量与运行策略。最后,算例表明,通过临时租用部分移动式退役电池储能,可以起到恶劣天气下的有功支撑及削峰作用,保证用户可靠性的同时,兼顾用电的经济性。

关键词：退役电池经济性随机规划容量配置用户侧储能租赁

配电网用户侧异构电力物联设备网络风险量化评估

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电力系统保护与控制 2023年第11期51卷 64-76页

作者：严康陆艺丹覃芳璐刘绚湖南大学电气与信息学院湖南长沙410000 广西电网电力调度控制中心广西南宁530000

随着配电网用户侧异构电力物联设备(以下简称“配电网用户侧物联设备”)接入电力系统的规模逐步扩大,针对它的网络攻击将会对电力系统安全造成严重的破坏,配电网用户侧物联设备的网络风险评估由此成为了目前电力系统亟需解决的关键问题... 详细信息

随着配电网用户侧异构电力物联设备(以下简称“配电网用户侧物联设备”)接入电力系统的规模逐步扩大,针对它的网络攻击将会对电力系统安全造成严重的破坏,配电网用户侧物联设备的网络风险评估由此成为了目前电力系统亟需解决的关键问题。首先,计及设备终端、移动应用、云端等各组件网络安全防护和终端运行特性,识别配电网用户侧物联设备网络风险评估指标,并结合改进的层次分析法和变异系数法对评估指标进行组合赋权。进而,依据设备网络风险概率以及设备被恶意攻击后对电力系统造成的物理后果,提出一种信息物理融合的配电网用户侧物联设备网络风险评估模型。最后,针对高风险的配电网用户侧物联设备,通过指标对标分析目前终端、移动应用、云端等各组件网络安全防护的薄弱环节,指明设备各组件网络安全防护亟待改进的方向。研究成果以期对用户侧电力物联网的建设以及安全防护提供一种有效的科学判据,从而降低用户侧电力物联网网络风险,确保电力系统运行安全。

关键词：用户侧异构设备风险评估网络攻击电力物联网

基于“互联网+”的智慧能源综合服务业务延展与思考

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电力系统自动化 2020年第12期44卷 1-12页

作者：王蓓蓓胥鹏赵盛楠丛小涵陈浩高博李雪松蒋宇东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 江苏省电力交易中心有限公司江苏省南京市210008

随着智能电网的深化建设与互联网新型技术的快速发展,未来电网将进入"互联网+"时代,系统中个体将实现广泛互联。在此背景下,智慧能源综合服务发展的困境得以解决,其服务内涵与服务形式将得到不断延伸。文中首先分析智慧能源综合服务现... 详细信息

随着智能电网的深化建设与互联网新型技术的快速发展,未来电网将进入"互联网+"时代,系统中个体将实现广泛互联。在此背景下,智慧能源综合服务发展的困境得以解决,其服务内涵与服务形式将得到不断延伸。文中首先分析智慧能源综合服务现有业务由于技术、数据等原因而无法解决的诸多问题,基于"互联网+"下逐渐广域普及的终端设备及"云大物移智"、5G通信、边缘计算等技术特点,深入探讨未来智慧能源综合服务可能的业务形式,分别提出智慧能源综合服务面向用户侧、配电侧以及能源金融3个方面的未来典型应用场景,并对其顺利开展亟需解决的问题进行展望和思考。

关键词：互联网智慧能源综合服务用户侧配电侧能源金融

基于动态电价机制的用户侧分布式储能电能交易策略

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中国电力 2023年第1期56卷 28-37页

作者：郭之栋胡存刚芮涛罗魁林振锋安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 教育部电能质量工程研究中心(安徽大学) 安徽合肥230601 中国电力科学研究院有限公司北京100192

用户侧分布式储能具备优化用户电力负荷曲线和协调消纳系统侧可再生能源发电的能力。提出一种基于动态电价机制的配电系统用户侧分布式储能电能交易策略。首先,该策略在充分考虑新能源出力和用户电能需求不确定性的基础上,构建用户侧分... 详细信息

用户侧分布式储能具备优化用户电力负荷曲线和协调消纳系统侧可再生能源发电的能力。提出一种基于动态电价机制的配电系统用户侧分布式储能电能交易策略。首先,该策略在充分考虑新能源出力和用户电能需求不确定性的基础上,构建用户侧分布式储能和配电系统的日前电能调度模型;然后,根据动态电价机制对用户侧分布式储能调度计划和系统侧可再生能源消纳水平的影响,建立基于主从博弈的配电网运营商和用户侧储能运营商的电能交易模型,并采用启发式算法获取博弈模型的均衡解;最后,通过算例验证了所提电能交易策略可有效提升配电网运营商的经济效益与新能源消纳水平,并降低用户侧的运行成本。

关键词：用户侧分布式储能动态电价机制主从博弈电能交易

基于场景线性化重塑的用户侧储能容量高效规划方法

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电力系统自动化 2023年

作者：江昇文书礼朱淼马建军张庆源上海交通大学国家电投智慧能源创新学院沈阳微控新能源技术有限公司电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学)

推进用户侧分布式光储一体化发展是提高新型电力系统新能源消纳能力的重要举措。然而，当前储能高昂的投资成本阻碍了用户侧光储系统的推广进程，亟需合理的储能容量优化配置方案为用户提供更加理性的决策依据，以提升系统经济性和环境... 详细信息

推进用户侧分布式光储一体化发展是提高新型电力系统新能源消纳能力的重要举措。然而，当前储能高昂的投资成本阻碍了用户侧光储系统的推广进程，亟需合理的储能容量优化配置方案为用户提供更加理性的决策依据，以提升系统经济性和环境友好性。现有容量规划方法往往基于典型场景进行储能运行模拟，未考虑全年每个典型场景之间的功率波动特征以及某些极端场景对于容量配置结果的影响，难以保证其规划结果的准确性。为此，文中提出了一种基于场景线性化重塑的用户侧储能容量高效规划方法。首先，以聚类结果中的典型场景为基，通过最小二乘法近似地线性表示全年中的极端场景；其次，将场景线性化结果嵌入储能全年运行约束中，并通过重新构造决策变量来减小优化问题的规模；最后，通过实际算例分析了用户侧配置储能的经济效益，并将所提出的规划方法与已有方法进行仿真结果对比。结果表明，所提出的规划方法能够减小精确模型运行所需的决策变量规模，在提升计算效率的同时取得比已有近似方法更准确的规划结果。

关键词：用户侧储能容量规划典型场景场景线性化重塑聚类算法

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基于用户侧的光伏项目成本-效益分析

太阳能学报 2021年第4期42卷 209-214页

作者：鲁正孙炜陈芸菲同济大学土木工程学院上海200092

基于中国华东地区4个光伏项目的发电数据和气象数据,给出单位发电量与太阳辐射量的拟合函数,并综合项目规模、使用主体、用电比例、补贴情况、投资自有资金比例、贷款情况等各类因素对光伏项目的影响,给出用户侧的光伏成本-效益分析模... 详细信息

基于中国华东地区4个光伏项目的发电数据和气象数据,给出单位发电量与太阳辐射量的拟合函数,并综合项目规模、使用主体、用电比例、补贴情况、投资自有资金比例、贷款情况等各类因素对光伏项目的影响,给出用户侧的光伏成本-效益分析模型。最后调整影响光伏项目收益的各个因素,结合年均利润率指标对不同因素变动的敏感性,得出影响光伏项目经济效益的主要因素,对光伏未来的发展提出建议。

关键词：光伏发电成本效益分析转换效率敏感性分析用户侧

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能源互联网接入设备关键技术探讨

电力系统保护与控制 2019年第14期47卷 140-152页

作者：谈竹奎程乐峰史守圆王文睿徐伟枫华锦修蓝超凡余涛贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵州贵阳550002 华南理工大学电力学院广东广州510641

作为能源系统与信息系统信息-物理深度融合的庞大网络,能源互联网“开放共享”的特征对用户侧能源的接入、控制和传输提出了挑战。针对能源互联网背景下用户侧综合能源管理问题,首先提出了能源互联网接入设备的概念,指明了其区别于能源... 详细信息

作为能源系统与信息系统信息-物理深度融合的庞大网络,能源互联网“开放共享”的特征对用户侧能源的接入、控制和传输提出了挑战。针对能源互联网背景下用户侧综合能源管理问题,首先提出了能源互联网接入设备的概念,指明了其区别于能源路由器的特征,并从规划调度、运行管理和能源服务 3 个维度详细介绍了能源互联网接入设备的应用领域。然后,重点介绍了设备特征识别、需求响应、区块链、大数据、综合能源管理和电力市场等 6 项关键技术,并深入阐述了能源互联网接入设备与这些关键技术的紧密联系。最后,简要介绍了能源互联网接入设备的实施方案和未来挑战,以期为未来能源互联网下用户设备高效便捷入网提供一些借鉴和参考。

关键词：能源互联网能源互联网接入设备信息-物理融合系统综合能源管理用户侧需求响应

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面向用户侧的电池储能配置与运行优化策略

电力系统自动化 2020年第6期44卷 121-128页

作者：赵乙潼王慧芳何奔腾徐伟娜浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 浙江华云信息科技有限公司浙江省杭州市310051

为提高用户侧电池储能投资与运行的经济性,降低用户用电成本,提出了用户侧电池储能配置优化及运行调度滚动优化方法。首先,分析了用户加装储能的收益以及储能运行的约束,然后构建了储能配置优化模型、储能月前和日内运行滚动优化模型,并... 详细信息

为提高用户侧电池储能投资与运行的经济性,降低用户用电成本,提出了用户侧电池储能配置优化及运行调度滚动优化方法。首先,分析了用户加装储能的收益以及储能运行的约束,然后构建了储能配置优化模型、储能月前和日内运行滚动优化模型,并用CPLEX求解器进行求解。在构建模型时加入了储能性能约束,能有效减少储能运行时充放电状态之间的转换次数,延长储能寿命。在月前优化中,确定一个预测的月需量防守值;在日内滚动优化中,构建了储能日运行分段优化模型及月需量防守值更新模型,实时更新日负荷数据及月需量防守值,进行滚动优化,不断修正负荷预测误差影响。最后,对工业大用户进行算例仿真,验证了所提优化模型的有效性。

关键词：需量防守电池储能配置优化滚动优化运行用户侧负荷预测

可向特定负荷定时限独立供电的储能系统优化配置

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电力系统自动化 2018年第14期42卷 115-122页

作者：孙鸣桂旭教育部光伏系统工程研究中心(合肥工业大学) 安徽省合肥市230009

在新能源发电密集接入区的配电网用户侧配置储能设备可作为多能互补分布式能源综合利用的有效补充,能提高能源系统综合效率并满足用户对提高供电可靠性的要求。蓄电池储能系统在供电系统正常运行状态下可以消纳或平抑新能源发电功率的波... 详细信息

在新能源发电密集接入区的配电网用户侧配置储能设备可作为多能互补分布式能源综合利用的有效补充,能提高能源系统综合效率并满足用户对提高供电可靠性的要求。蓄电池储能系统在供电系统正常运行状态下可以消纳或平抑新能源发电功率的波动;在供电系统故障状态下,储能系统可向特定负荷提供一定时限的独立供电。以蓄电池储能系统全寿命周期内的年投资回报率最大为目标,在保证供电区域内特定负荷定时限独立供电的前提下,研究储能系统的最优配置。首先,建立包括蓄电池全寿命周期内"低储高发"的套利收入在内的4项收益指标和全寿命周期成本的经济效益模型。然后,提出一种通过提取关键影响因子逐步简化优化模型的方法。最后,通过算例分析比较了铅炭电池、磷酸铁锂离子电池和梯次电池在保证特定负荷1h独立供电下的储能配置和年投资回报率,验证了所建模型和求解方法的可行性。

关键词：用户侧蓄电池储能系统独立供电最优配置全寿命周期经济效益关键影响因子