考虑需求响应资源和储能容量价值的新型电力系统电源规划方法

高比例可再生能源的接入对电力系统容量充裕性带来了新的挑战，系统必须具备充足的置信容量应对可再生能源的出力波动性和随机性.由于储能置信容量与电源规划结果的非线性关系，传统电源规划方法难以准确计算储能置信容量并建立系统置信容量充裕度约束.通过综合考虑火电、可再生能源、储能以及需求侧响应建立了电源规划模型，内嵌全年8 760时段生产运行模拟以确保系统具有充足灵活性，同时改进容量充裕性约束以考虑需求响应资源和储能的容量价值.针对储能置信容量的非线性问题，设计了迭代算法进行求解，并用某区域电力系统验证了模型的有效性.结果表明，高比例可再生能源系统中，影响系统成本的主要因素是灵活性约束，引入少量需求侧响应资源可大幅降低系统成本，为未来高比例可再生资源电力系统规划问题提供了新的思路.     

考虑储能装置容量安全差值的日前优化调度

为应对新能源出力的不确定性,提高储能装置在电力系统中应用的灵活性尤为重要.根据实际生产活动,提出了一种储能装置的初始时刻和最终时刻容量设置安全差值的优化方式.在此基础上构建火电、风电、光伏、抽水蓄能机组和蓄电池共同参与的日前优化调度模型.该模型以发电侧成本最低为目标,将水库和蓄电池的初始时刻和最终时刻容量设置一定的安全...     

采用分布式算法的多区域电网风-光-储容量优化配置

针对新能源发电在整个电网中渗透率不断提高而造成的电能质量下降、电力系统无法可靠运行等一系列问题，基于随机规划理论，综合考虑风电、光伏等电源以及联络线、储能设备运行约束，以典型新能源出力时序特征序列下平均新能源消纳水平最大为目标，提出了一种计及电网新能源消纳承载能力的多区域风-光-储容量优化配置方法。该方法主要考虑将风电、光伏发电满足负荷需求后的无法消纳量在不超过储能设备容量的前提下进行储电，而储能设备将在新能源发电低谷期提供电能，充分发挥风、光的时空互补性和储能的调峰优势。首先构造了考虑时-空相关性的典型新能源出力时序特征序列不确定集，然后按典型序列将模型进行分解，采用分布式惩罚原始-对偶次梯度算法实现目标函数的分布式优化求解，最后基于IEEE-24、31节点系统进行算例分析，得到风-光-储容量配置结果，并建议多区域电网中储能设备应考虑建设在含有风光装机的区域。仿真结果表明：相比传统集中式优化方法和拉格朗日松弛法，所提分布式优化方法随着电网区域增多，计算效率优势会越来越明显，10个典型序列时所提分布式方法相比拉格朗日松弛法收敛速度提升了57.1%。所提方法可以为考虑新能源随机性的风-光...     

含混合储能的风光储系统容量优化配置

由于可再生能源的不断发展,电网对各种能源存储技术的需求日益增长,通过提出一种利用废弃矿区建立含重力储能的混合储能系统解决新能源消纳的问题。以年均系统成本最小化为目标建立微电网容量优化配置模型,通过分析含风力发电机、光伏组件、蓄电池和重力储能装置的微电网各发电单元特性,并采用改进粒子群优化算法对该模型进行优化求解。算例结果表明,该模型提高了系统的经济性,系统负荷缺电率等可靠性指标也得到了明显提升。     

储能辅助电网参与调频的控制策略研究

目的 研究储能电站在风光发电情况下保持电力系统稳态的调节原理与方法,并在此基础上设计了一种虚拟同步发电机三级模型用有源支持控制方式辅助火电机组维持电网频率稳定的主动支撑控制策略。方法 利用储能电池快速响应的特性,建立储能系统,对储能换流器的控制进行改进,在传统的控制架构的基础上改进为在电压中加入虚拟阻抗的外环调节器和基于准PR控制器的电流内环控制,深入分析控制策略的原理和同步发电机的对应关系。结果 随着新能源渗透率越来越高,在储能电站并网参与频率调节的情况下,频率波动的次数变少。结论 控制方法可以给新能源发电系统带来一定的惯性和阻尼,从而增强了系统的稳定性,并且证明了储能电站参与电网调频的必要性和可实施性,为储能电站的分布和储能电池的容量配置提供了一定的实际的参考意义。     

计及需求响应的联网型微电网储能容量随机规划方法

为了获取更理想的储能容量规划结果,在考虑功率平衡最优和需求响应的基础上,提出了一种新的联网型微电网储能容量随机规划方法。在需求响应条件下基于联网型微电网的运行模式和随机理论,将功率平衡最优作为规划目标,组建储能容量随机规划模型。利用改进粒子群算法对构建的储能容量随机规划模型进行求解,获取最优联网型微电网储能容量随机规划方案。实验结果表明：随着电容电量的不断增加,微电网的整体平衡能力开始变强;所提方法的能量平衡能力指标更高,储能额定电量容量更稳定,储能系统负荷更小,规划效率更高。所提方法能够更好地实现联网型微电网储能容量规划。     

基于序列理论的电力系统边际电价预测方法

电价是电力市场中核心问题之一．作为在电力系统中得到广泛应用的边际电价理论．其边际电价预测应充分考虑负荷的不确定性、发电机组随机强迫停运的不确定性以及发电方报价的不确定性．通过重新定义有效容量状态和定义衍生多态机组,成功地将概率性序列理论应用到求解发电系统有效容量概率分布函数,找出了求解发电系统有效容量概率分布函数的另外一种方法．并由此概率分布函数,充分考虑各种影响边际电价的不确定性因素,依据边际电价的定义,精确地预测出电力系统的边际电价．算例分析证明了理论分析的正确性,并表明本算法预测的精度得到提高．     

基于水光电力系统时序生产模拟模型的水光优化配比研究

基于考虑系统负荷、新能源发电出力等时序变化特性的时序生产模拟法,建立了水光电力系统时序生产模拟模型;从系统结构性、经济性、灵活性与可靠性方面综合确定最佳水光容量配比,并通过金沙江上游川藏段水光系统验证了模型的合理性。金沙江上游川藏段光伏电站与水电站出力具有较好的年内、日内互补特性;对于2030年水平年,考虑枯期水电留存,913.6万kW水电配套400万kW光伏的方案综合性能更优,其新增非水可再生电量约60亿kW·h。     

含混合储能的冷热电联供系统运行策略及容量配置

冷热电联供系统是分布式能源未来主要发展方向和形式。建立了含混合储能的冷热电联供系统多目标优化模型,考虑设备初始投资成本和维护成本,分析在"以电定热"和"以热定电"不同运行策略下混合储能初始容量及总容量配置对系统能源性、经济性、环境性评估指标的影响,得出储能容量最优配置及系统运行策略,并与不含储能系统对比验证。通过算例验证表明,合理的储能容量配置及运行策略选择有助于提高系统能源利用率,减少二氧化碳排放和运行成本,为冷热电联供系统规划运行提供一定的理论和技术参考。     

不确定性条件下储能配置辅助决策方法

针对新能源消纳中储能电源配置问题,基于随机规划理论,建立了考虑需求场景不确定性的储能电源配置期望值模型,提出基于场景聚类和遗传算法相结合的模型求解算法步骤,并基于某典型区域电力系统进行算例分析,验证方法的可行性和有效性.研究表明:基于期望值模型的储能配置辅助决策方法能够较好地量化新能源功率波动带来的需求场景不确定性,实现目标期望值的最优化.     

风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统短期生产模拟模型

为实现碳达峰碳中和目标，构建以新能源为主体、以能源供给清洁化和能源消费电气化为特征的新型电力系统迫在眉睫.考虑风力发电、光伏发电的间歇性和随机性，以及抽蓄电站、电制氢的储能特性和灵活性特点，基于随机规划理论提出一种风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统短期生产模拟模型.在满足柔性氢负荷总量需求的基础上，以绿电上网电量最大为目标，对风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统进行短期生产模拟，包括日前发电-制氢计划、备用容量、抽水蓄能-放水发电功率、弃风光等.以我国张北风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统示范工程为例，设置多个运行情景对所提模型进行模拟仿真.仿真结果表明：该模型能够有效模拟系统在任意风光出力场景集下的绿电上网计划情况，柔性氢负荷、抽蓄电站能有效促进风光消纳，增加系统综合效益.     

太阳能风能互补储能发电系统容量优化算法

随着互补型储能发电系统日益普及,其覆盖范围也不断扩大,但容量优化技术仍处于单一能源阶段。为此,针对太阳能风能互补储能发电系统,设计了一种容量优化算法。通过分析发电系统的电能输出情况,获得其年产出与供应状态,然后根据电能均衡准则构建容量优化目标及约束条件。然后结合差分进化算法进行变异、交叉和选择等操作,再通过粒子群算法更新方位与速度,二者结合取得亲体与群体的当前最优解,经迭代循环实现储能系统容量优化。经实验研究分析,并通过对组件配置量、负荷缺电率等数据发现,该算法在大幅提升经济效益的同时,确保了供电可靠性,表明该算法具有显著的优化优越性与较大的试运行潜力。     

基于系统可靠性评估的机组检修规划模型

为确定市场环境下发电容量充裕度较低系统的机组检修计划,在分析其对系统运行成本影响的基础上,提出了基于系统可靠性评估的规划模型.该模型以规划期内系统总运行成本最小为目标,考虑各时段系统失负荷概率约束、运行约束及检修约束后,确定各机组检修时段,其中系统可靠性指标由蒙特卡洛模拟法评估.与其他模型相比,该模型考虑了双边合同及日前市场、机组及线路故障对检修计划的影响,并将系统可靠性水平转化为经济指标加以衡量.算例分析表明,该模型优先规划对系统可靠性影响大的机组,可确保系统各时段失负荷概率在指定范围内及整个检修计划的经济性.     

NSGA-II与改进粒子群算法相结合的储能优化配置

储能系统的选址定容在接入新能源的电力系统中具有重要意义,合理选择储能容量可以很好地平抑风电接入后的系统有功功率波动,同时减少能源浪费。本文提出了一种混合智能优化算法(Hybrid Intelligent Optimization Algorithm,HIOA),以电压偏差、负荷波动最小及最少储能配置容量为目标进行优化配置。该算法将多目标粒子群算法改进后(IMOPSO)与精英非支配排序算法(NSGA-II)结合,与常规多目标粒子群算法相比,大幅提高了算法的寻优性能,保证了Pareto 解的多样性和分布性。通过非支配排序求解获得Pareto 最优解集,采用逼近理想解排序(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)选出储能的最优接入方案。通过IEEE-33 节点测试系统的仿真实验验证了本文所提算法的准确性及有效性,在求解配电网储能选址定容问题中有很好的收敛性和全局寻优能力。     

精英非支配排序算法与改进粒子群算法相结合的储能优化配置

储能系统的选址定容在接入新能源的电力系统中具有重要意义,合理选择储能容量可以很好地平抑风电接入后的系统有功功率波动,同时减少能源浪费。提出了一种混合智能优化算法(hybrid intelligent optimization algorithm,HIOA),以电压偏差、负荷波动最小及最少储能配置容量为目标进行优化配置。该算法将多目标粒子群算法改进后(IMOPSO)与精英非支配排序算法(NSGA-II)结合,与常规多目标粒子群算法相比,大幅提高了算法的寻优性能,保证了Pareto解的多样性和分布性。通过非支配排序求解获得Pareto最优解集,采用逼近理想解排序(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)选出储能的最优接入方案。通过IEEE-33节点测试系统的仿真实验验证了算法的准确性及有效性,在求解配电网储能选址定容问题中有很好的收敛性和全局寻优能力。     

微网热电储能容量配置优化

可再生能源发电和负荷具有随机性,因而储能装置是保证微网安全稳定的重要组成部分.针对某热电联供微网,提出了类比蓄电池的蓄热罐出力建模方法,在此基础上建立了基于经济调度热电储能优化配置模型.采用多场景方法考虑微网中的随机因素,运用人工蜂群算法优化不同容量下微网运行方式,比较不同储能容量下微网的综合成本,从而确定最优储能方案.通过算例验证了所提方法、模型能有效降低微网的综合成本.     

基于改进麻雀算法的混合储能容量配置

针对传统的分配策略在混合储能系统中存在可用容量差异,且混合储能系统会因为可用容量不够而停运的问题,提出一种采用改进麻雀算法的功率分配策略。该策略将混合储能体系内有效存储容量占总体容量之比最优化作为目标,并利用改进麻雀算法能更好地解决锂电池跟超级电容之间的功率分配问题。并且利用超级电容器高功率、低能量密度的特点,针对实际工作中会发生可用容量不够的问题,提出运用锂离子电池根据转移电流调整超级电容器的残余有效储能容量的方法,并利用模糊控制的转移电流求解方法,使超级电容器始终保持一定的有效储能容量,从而增强了超级电容器的持续运营能力。仿真实验结果表明,该策略具有快速性、稳定性及有效性。     

新能源发电接入下储能系统双层优化模型

针对风力发电、光伏发电等可再生分布式电源接入电网带来的网损增加、电能质量降低等问题,提出了一种风光接入下储能系统的双层优化模型.综合考虑储能规划和运行两个方面的耦合效应,上层模型考虑储能规划,以储能配置的位置和容量为决策变量,以储能系统规划成本为目标函数,下层考虑储能系统运行时电网的经济性和稳定性,以储能系统每一时刻（时间刻度为1 h）的出力为决策变量,以电网脆弱性、有功网损、购电成本为目标函数.采用改进鲸鱼算法与YALMIP+CPLEX联合方法在MATLAB中进行求解,选取改进后的IEEE33节点系统进行仿真验证,结果验证了所提模型的合理性,对比不同的场景与结果得到储能的最优配置方案与运行策略.     

基于分时电价的用户侧光伏储能系统容量配置

光伏与储能系统的配合使用已经是一种趋势,在用户侧合理配置光伏电池与储能电池的容量,可以明显提高用户的经济效益。为了提高用户在分时电价下的经济效益,本文基于用户侧典型日光伏发电曲线与典型日用户负荷特征曲线,结合用户分时电价,设计储能系统的能量调度策略,建立经济优化模型,并基于量子粒子群优化算法对模型进行求解,得出光伏与储能系统的最优容量。仿真分析和结果表明,本文方法可以明显提高分时电价条件下用户的经济效益,对大电网的削峰填谷也有一定的积极作用。     

用于提高电网中风电渗透率的混合储能容量优化分析

为提升电网中风电渗透率,通过提出由电池、超级电容器和抽水蓄能构成的混合储能系统,构建缓和风电并网时不稳定性的双层容量优化模型。首先,提出了风电典型场景和极端场景的提取方案,获得充分逼近原风电出力场景的场景集合。然后,使用小波包分析法,配置电池和超级电容器的容量用来平抑风电功率波动,并在电力系统中利用抽水蓄能进行削峰填谷,建立双层混合储能容量优化模型对储能容量进行优化。最后,利用某风电场一年输出功率数据,对改进的 RTS-96 系统进行仿真验证并分析。算例结果表明：建立的双层混合储能容量优化模型在确保经济性的条件下提升了风电渗透率。