登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
摘要:结合储能运行调度提出一种改善配电网电压质量的储能经济优化配置方法。从储能投资者利益出发,兼顾系统运行经济性,并考虑系统节点电压偏离正常值情况,建立以储能投资成本、线路损耗费用、主网购电费用及整体节点电压偏差最小为目标的储能选址、定容上层多目标优化模型,并引入层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)将该多目标优化问题转化为单目标问题。将储能配置与其运行调度相结合,建立以反映负荷波动的负荷标准差最小为目标的下层储能运行策略优化模型。对IEEE-33节点配网系统及某工业园区实际线路进行算例分析,结果表明在不改变现有配电网结构的前提下,所建储能双层优化模型及算法能提升配电网的电压质量和经济效益,降低网络损耗。
关键词 : 分布式储能; 电压质量; 双层优化; 层次分析法; 经济优化配置;
DOI:10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0270
ABSTRACT
To improve voltage quality in distribution network, an optimal economic configuration method for energy storage system (ESS) is proposed. Based on the steady voltage model with ESS, a multi-objective upper optimization model for minimizing ESS investment, line loss, main network electricity purchasing cost and node voltage deviation, is modeled to locate and size ESS. Then, analytic hierarchy process (AHP) is employed to transform this multi-objective optimization into single-objective optimization and the model is solved efficiently. Furthermore, a lower model of ESS operation strategy for smoothing daily load fluctuation is developed and solved. Finally, IEEE-33 test system and practical industrial feeder are used to evaluate performance of the proposed method. Results demonstrate that the proposed bi-level model can improve voltage quality and network economy, and reduce active power loss.
KEY WORDS : distributed energy storage; voltage quality; bi-level optimization; analytic hierarchy process; optimal economic configuration;
0 引言
随着我国经济快速发展,电力用户用电量增加,且对供电质量的要求也越来越高。由于我国配电系统建设水平相比于发、输电系统落后,导致配电网电压质量问题较为突出[1]。目前电压质量问题中尤以电压偏低、电压波动和供电电压偏差最为常见[2]。针对此类问题,传统解决措施如新建或扩容配电设备等手段相继被应用,但存在投资成本高、设备利用率低的不足[2]。而储能装置(energy storage system,ESS)能量响应速度快,具有“低储高发”的优点[3-4],可缓解用电高峰期供电紧张局面,同时亦能解决应用无功补偿装置时无法填补有功缺额的难题[5-6],兼顾达到提高配电网供电能力,改善电压偏低的目的。ESS的接入位置、容量及运行调度策略对配电网电压质量影响较大,且直接影响运行经济性,相应的储能经济优化配置方案亟待研究。
国内外在储能改善配电网电压质量和经济优化配置方面已开展了大量的研究。文献[7]提出一种采用分布式储能装置协调控制减小配电网电压和频率偏移的方法,该方法可有效减小电压和频率偏差;文献[8]通过对储能充放电控制策略的改进,抑制了可再生能源的随机波动对系统电压质量的不利影响,但该方法没有考虑储能装置接入位置、容量和系统运行经济性等因素,难以实现对储能应用的全面评估;文献[9]将削峰填谷和平滑负荷作为储能容量优化配置目标,通过控制负荷峰谷差、方差及变化率实现ESS最优容量配置,但未涉及储能装置的安装位置;文献[10]采用改进粒子群算法求解考虑节点电压、负荷波动的储能选址和定容优化模型,实现了系统电压波动减小,电压质量提高的目标,但未考虑系统运行经济性;文献[11]综合考虑全寿命周期成本等各种经济因素,建立了蓄电池储能配置的混合优化模型并进行求解,分析影响经济效益的指标,为储能配置规划提供了相关参考。以上文献均未结合储能的运行调度策略考虑储能装置的优化配置。而已有的储能运行调度策略均是基于已配置完储能来开展研究的,如文献[12]基于配电网的简化网损近似计算方法,提出储能优化运行模型并采用双层优化方法求解,得到最优的储能充放电功率;文献[13]建立了平抑可再生能源波动的电池储能装置的充放电运行策略模型;文献[14]提出了电池储能装置恒功率削峰填谷优化模型,采用多初始点的序列二次规划法进行优化,但未考虑实时功率的优化调度,不能实现更好的削峰填谷及降损,达不到更高的经济性要求;文献[15]选用现代智能算法来求解储能的最优运行策略,保证了系统运行经济性。
综上所述,在配电网中,通过结合储能运行调度,配置ESS提升系统电压质量且同时考虑系统运行经济性的研究较少。本文考虑储能对电网负荷削峰填谷的作用,结合储能运行调度建立了兼顾系统电压质量且满足系统运行经济性要求的双层优化模型,利用分支定界和序列二次规划法等算法迭代求解。以IEEE-33节点配网系统及实际工业线路为例进行分析,验证了所建模型和方法的有效性。
1 含储能装置的线路结构
1.1 负荷线路等效模型
配电网多为干线式辐射状结构,负荷分布随机,难以准确描述。为方便研究,本文将馈线首端配电变压器以上的网络等值为电压源。从馈线首端开始将沿馈线分布的每一负荷集中点视作一个等效节点,出线端作为首母线0,并依次编号为1,2,…,N,相应节点上的负荷为Pm(m=1,2,…,N-1,N),所形成的负荷线路等效模型如图1所示。图1(a)表示理想情况下均匀分布负荷,相邻节点间线路阻抗为Zm(m=1,2,…,N-1,N),相邻等效节点间线路段长度均为L。图1(b)表示实际情况下的不均匀分布负荷,相邻节点间线路段长度为anL,其中an(n=1,2,…,
N-1,N)为长度系数,ZamZam(m=1,2,…,N-1,N)表示不均匀分布下的相邻节点间阻抗,Pess表示第m个节点接入储能装置的额定功率容量。
图1 含单个储能装置的线路负荷分布模型
Fig. 1 Model in distribution network with single ESS
1.2 线路稳态电压分布
配电网节点电压相位差小,系统无储能接入时,忽略电压降落横分量,各节点的电压应满足
ESS在充电时刻与PQ型负荷相同,在放电时刻作用类似于电源,此时功率流向相反。在第m个节点接入ESS后,线路各节点的电压满足
式中:Pessm、Qessm分别为接入m节点上的储能装置的有功和无功出力;Ps和Qs分别为支路末端接入储能装置后的有功、无功功率列向量。
2 储能上层选址定容优化模型
在储能配置过程中,经济因素不容忽视,此外本文考虑电压偏差是描述电压质量的重要指标,提出含ESS投资费用、线路损耗成本、主网购电费用和系统整体节点电压偏差的储能选址和定容优化模型。
2.1 目标函数
以ESS投资成本、线路损耗成本、用户主网购电费用成本和节点电压偏差最小为优化目标,目标函数为
1)储能投资成本G1,表达式为
式中:k表示储能安装个数;τ为年利率;y表示储能使用寿命;β=τ(1τ)y/(1τ)y-1为折现因子,将储能装置投资成本在寿命周期内进行年化;Cpess_k表示储能装置单位功率成本;Pessk表示第k个储能装置额定功率容量;Ceess_k表示储能装置单位容量成本;Eessk表示储能额定能量容量。
2)线路损耗成本G2。配置储能装置后线路损耗费用G2计算公式为
3)主网购电费用G3。考虑网络峰谷电价,低谷电价时段储能通过充电将电能储存起来,高峰电价时段储能装置起到电源作用将之前存储的电能释放。主网购电费用G3的表达式为:
4)整体节点电压偏差Ddev。
2.2 约束条件
1)任意时刻满足功率平衡约束,即
2)储能功率约束,即
3)节点电压约束,即
4)待选节点安装约束,即
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星储能网获悉,据国家知识产权局公告,4月26日,中国石油化工股份有限公司申请一项名为“一种电化学储能设备用冷却液及其制备方法与应用”的专利,申请公布号为CN117925197A,申请日期为2022年10月25日。专利摘要显示,本发明属于冷却液技术领域,具体涉及一种电化学储能设备用冷却液及其制备方法
2024年4月25日,由北极星太阳能光伏网、北极星储能网联合主办的“2024分布式光储创新峰会(江苏站)”在南京隆重召开,会上,中伦律师事务所资深律师王威表示,分布式光伏、储能开发投资中的法律风险主要是三个方面:一是项目合规性,二是房屋合规性,三是其他风险事项。中伦律师事务所资深律师王威在
4月25日,京能集团发布了浑源县100MW光伏发电10储能项目45MW工程EPC工程总承包招标文件招标公告,项目位于山东省大同市,本次招标其中的浑源县100MW光伏发电10储能项目45MW工程EPC工程总承包。浑源县100MW光伏发电10储能项目45MW工程EPC工程总承包招标文件招标公告项目所在地区:山西省大同市一、招标
北极星储能网获悉,据国家电投浙江公司消息,4月25日14时18分,浙江公司宁波公司金田铜业10MW/20MWh综合智慧能源项目全容量投产。该项目位于浙江省宁波市江北区宁波金田铜业(集团)股份有限公司厂区内,每套储能规模为5MW/10MWh,由2台电池舱、2台变流升压舱、1台一次设备舱组成。该项目采用“削峰填
北极星储能网获悉,4月26日,国电南京自动化股份有限公司招标项目工程和林格尔数据中心集群绿色能源供给示范项目磷酸铁锂储能电池系统采购批次评标结果公示发布。项目位于内蒙古和林格尔新区,容量64.8MW/259.2MWh。本标段包含容量64.8MW/259.2MWh的磷酸铁锂电池系统、预制舱/集装箱/电气室内的配套设
北极星储能网获悉,据易事特消息,4月24日,易事特集团与广东鲲鹏环保技术有限公司正式签署战略合作协议。双方将充分发挥各自特色优势,共推风光储充等新能源项目高质量发展。双方具有良好的合作基础,将在提升储能系统技术应用、产品品质及能效管理等方面展开合作,共推“新能源+储能”等新质生产力快
北极星储能网讯,4月26日,协鑫能科发布发布2023年年报及2024年一季度报告。2023年度,公司实现营业收入1014369.36万元,(约为101.43亿元)较上年同期下降7.37%;归属于上市公司股东的净利润90,899.37万元,较上年同期增长32.87%。在储能业务上,2023年度,协鑫能科共完成独立储能备案项目4.5GW/9GWh
4月25日,在北极星太阳能光伏网、北极星储能网联合主办的2024分布式光储创新峰会(江苏站)上,上海聚信海聚新能源科技有限公司解决方案部技术总监闫旭对工商业储能开发流程与运营模式进行了深入的解析。上海聚信海聚新能源科技有限公司解决方案部技术总监闫旭近年来,工商业储能受到了广泛的关注和应
北极星储能网讯,4月26日,天合光能发布2023年年度报告。根据报告显示,报告期内,天合光能实现营业收入1133.92亿元,同比增长33.32%,实现归母净利润55.31亿元,同比增长50.26%。公司电站项目开发和销售取得超预期增长,其中风光储项目指标获取量超6.2GW,储备量8.5GW;分布式业务稳定高速发展,市场
北极星储能网获悉,4月25日,湖南娄底市生态环境局公示冷水江经开区100MW/200MWh储能电站项目环境影响报告。公示显示,冷水江经开区100MW/200MWh储能电站项目新建100MW/200MWh储能站及长铺110kV变电站,100MW/200MWh储能站本期一次建完,长铺110kV变电站分期建设,本期主变压器建设规模为1×50MVA。建
北极星储能网讯,4月26日,电投能源发布《关于阿巴嘎旗电投新能源有限公司增加注册资本及投资建设阿巴嘎旗150MW/300MWh共享式储能电站一期75MW/150MWh项目公告》。根据公告显示,为满足锡盟阿巴嘎旗别力古台50万千瓦风电项目高质量运行,拟由阿巴嘎旗电投新能源有限公司投资建设阿巴嘎旗150MW/300MWh
2024年4月25日,由北极星太阳能光伏网、北极星储能网联合主办的“2024分布式光储创新峰会(江苏站)”在南京隆重召开,会上,中伦律师事务所资深律师王威表示,分布式光伏、储能开发投资中的法律风险主要是三个方面:一是项目合规性,二是房屋合规性,三是其他风险事项。中伦律师事务所资深律师王威在
4月25日,在北极星太阳能光伏网、北极星储能网联合主办的2024分布式光储创新峰会(江苏站)上,上海聚信海聚新能源科技有限公司解决方案部技术总监闫旭对工商业储能开发流程与运营模式进行了深入的解析。上海聚信海聚新能源科技有限公司解决方案部技术总监闫旭近年来,工商业储能受到了广泛的关注和应
负荷端小时级供需不平衡是工商业储能发展的底层需求,未来需求将持续增加!——西安奇点能源股份有限公司市场推广经理苏建锋2024年4月25日,由北极星太阳能光伏网、北极星储能网联合主办的“2024分布式光储创新峰会(江苏站)”正式召开,会议期间,奇点能源市场推广经理苏建锋应邀出席发表了《赋能千
未来储能BMS的发展主要在BMS云计算、提高SOC精度、无线传输架构三个方面。——安富利亚太区工程总监华诗显2024年4月25日,由北极星太阳能光伏网、北极星储能网联合主办的“2024分布式光储创新峰会(江苏站)”正式召开,会上,安富利亚太区工程总监华诗显做了题为《智能引领,高效赋能——安富利BMS方
进一步提升光伏系统的可靠性和经济性,储能行业持续爆发,特别是随着各地峰谷价差进一步拉大,工商业储能已具备良好的经济性,工商业储能解决方案百发齐放,装机量快速增长,工商业储能迈入发展元年。然而,不可否的是,作为时下最为火爆的赛道,分布式光储行业也面临着诸多“成长的烦恼”,如日益捉襟
4月22日,浙江交投中碳环境发布分布式储能项目集成商入围招标,招标需求为分布式储能EPC,项目总体容量为150MWh,预算金额约23250万元,单价约1.55元/Wh。分若干个子项目,具体场景包括但不限于工业厂区、商业综合体以及涉及高速公路各载体(如高速服务区、收费站、管理中心等)。原文如下:浙江交投中
4月22日,上海中星铂尔曼酒店(0.69MW/1.39MWh)分布式储能电站EPC施工竞争性磋商公告发布,项目地点位于天津,本项目为在上海中星铂尔曼酒店投资运营磷酸铁锂电化学储能电站,本期拟建设规模为0.69MW/1.39MWh,建安费用约290万元,项目并网后消纳方式为“削峰填谷”,并网接入04kV电压等级。关于/上海中
2023年我国分布式光伏新增装机近百吉瓦,再度创下历史新高。其中,江苏省可谓备受瞩目,工商业分布式光伏新增装机位列全国第二,且户用光伏挤入前二,成为名副其实的全国第二大分布式光伏市场。然而,分布式光伏的高速狂飙也给电网消纳以及安全带来严重挑战。对此,江苏省也多次下发文件,鼓励分布式光
北极星储能网获悉,据江苏富仁能源科技有限公司消息,2024年4月20日,扬州特材6.45MW/12.9MWh分布式储能电站项目顺利验收成功并网,目前运行稳定良好。该项目位于江苏省扬州市江都区扬州泰富特种材料有限公司厂区内,占地约750平方米,项目采用一体化高度集成集装箱的安装方式建设,容量为6.45MW/12.9M
科学合理设计新型电力系统建设路径是当前重大战略任务,电力体制机制建设是其重要内容,与技术创新、商业模式创新共同驱动新型电力系统发展。源网荷储多向协同、灵活互动、一体化运营是新型电力系统的坚强支撑,分布式电源、储能是重要的技术组成。当前,我国电力市场范围、规模逐步扩大,竞争成效不断
北极星储能网获悉,4月16日,中国能建发布雄安新区雄安项目分布式储能专项设计服务采购预告,据了解该项目采购人为中能建雄安城市发展有限公司,项目拟设置2.5MW/5MWh分布式储能系统,要求投标人近三年(2021年1月1日以后)在全国范围内容量不小于2MW的分布式储能设计服务项目不少于2个。原文如下:雄
协鑫能科4月24日在投资者互动平台表示,公司聚焦电网侧储能和工商业储能的开发,通过响应区域的能源系统的规划和电网的政策引导,优选区域,优选项目,公司发挥电网侧储能调峰调频和工商业储能峰谷价差的优势,全力打造具有竞争力的储能业务,推动源网荷储,推动可持续发展,共创绿色未来。目前公司在
北极星储能网获悉,4月23日,内蒙古霍林郭勒高新技术产业开发区增量配电网绿色供电项目220kV输电线路工程及配套116MW464MWh电网侧新型储能项目勘察设计采购招标公告发布。公告显示,招标人为大唐(内蒙古)能源开发有限公司,为中国大唐集团有限公司的全资子公司。公告显示,116MW/464MWh电网侧新型储
北极星储能网获悉,协鑫能科4月24日在回复投资者提问时表示,公司聚焦电网侧储能和工商业储能的开发,通过响应区域的能源系统的规划和电网的政策引导,优选区域,优选项目,公司发挥电网侧储能调峰调频和工商业储能峰谷价差的优势,全力打造具有竞争力的储能业务,推动源网荷储,推动可持续发展,共创
北极星储能网获悉,据内蒙古电力集团阿拉善供电公司消息,4月17日,阿拉善首个电网侧独立新型储能项目接网工作座谈会在内蒙古电力集团阿拉善供电公司顺利召开,上海融和元储能源有限公司(简称“上海融和元储”)项目负责人、该公司领导及该公司计划发展部相关专业人员参加会议。会上,上海融和元储就
北极星储能网获悉,据古韵沟墩消息,4月18日,江苏省盐城市阜宁县沟墩镇与协鑫能源科技股份有限公司在协鑫苏州总部就200MW/400MWh电网侧大型储能电站项目举行签约仪式。
北极星储能网获悉,4月19日,河北燕赵兴泰储能科技有限公司第一期110MW/240MWh钒锂结合电网侧独立储能电站项目EPC总承包工程项目招标公告发布。公告显示,兴泰公司200MW/800MWh钒锂结合电网侧独立储能电站项目占地约100亩,总建筑面积约10100平方米,主要建设200MW/800MWh钒锂结合电网侧独立储能电站项
近日,由内蒙古赤峰市能源局组织申报的大唐赤峰康家营150MW/600MWh电网侧独立新型储能电站示范项目顺利通过自治区能源局组织的评估论证,并纳入自治区第一批电网侧独立新型储能电站示范项目清单。项目位于敖汉旗古鲁板蒿镇康家营村,占地面积80亩,计划投资7.46亿元,预计今年7月底前完成征占地手续办
4月9日,内蒙古电力集团公司首个独立的电网侧储能示范项目——乌兰察布源网荷储电网侧储能科技示范项目一次并网成功,标志着电池储能在电网侧应用迈出关键一步,也刷新了内蒙古电网分布式储能在电网侧领域应用的崭新记录,为构建新型电力系统再添新范本。乌兰察布源网荷储电网侧储能科技示范项目作为自
北极星储能网获悉,协鑫能科4月15日在回复投资者提问时表示,公司集中开发了一批电网侧储能电站项目,并根据项目进度积极推进相关的建设工作。目前在建的电网侧储能电站项目13个,主要分布在江苏、宁夏等地区。另外公司在浙江建德的2.4GW抽水蓄能项目去年也开始动工。公司正在加快开发和建设分布式光伏
2024年04月09日,乌兰察布源网荷储电网侧储能电站并网成功,各项参数正常,一、二次设备运行正常。该项目对于提升地区新能源消纳能力、电网调峰能力具有重要意义,也标志着自治区电网侧新型储能应用实现新突破。乌兰察布源网荷储电网侧储能电站作为自治区重点新型储能示范项目,落地于乌兰察布市察哈尔
日前,山西阳泉高新区储能电站涉网试验进入尾声。目前已完成电压控制试验、电池有功功率控制试验、动态无功补偿装置性能测试试验等,测试指标均达到预期目标。据了解,高新区储能项目规模200MW/400MWh,是山西省投产规模最大的独立储能电站,采用磷酸铁锂电池技术,以集装箱、户外柜形式安装布置。项目
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!