•通过资源安装的存储充电和排放能力•通过资源安装的存储库尺寸•通过资源充电和放电效率•配对的变量资源(来自上面的可变资源)•互连配置(单个互连或单独)
1。简介现代电力系统中可再生能源的渗透不断增加,导致了在电网稳定性和能源管理方面的新挑战(Zhao等人。2012)。太阳能和风的间歇性和不可预测的性质要求采用灵活的资源,例如储能系统,以实时平衡供求(Fernandez-Blanco等人。2017)。在这种情况下,电池储能系统(BES)的管理已成为一项至关重要的任务,这是由于可再生生成和负载需求的固有不确定性而复杂化,从而使充电和放电周期的精确安排变得困难(Ghiassi-farrokhfal等人。2016)。文献中已经提出了几种方法来解决此问题,从确定性优化方法(Wu等人2014)到随机动态编程(Zhang等人。2013)。但是,这些技术中的大多数都依赖于简化的电池模型,并且没有完全捕获存储过程的复杂动力学,例如充电和放电效率对电荷状态的依赖(SOC)(Rao等人2005)。 在本文中,我们为BES提出了一个随机模型,该模型解释了更新和负载需求的不确定性。 所提出的模型表示BES的充电和放电过程是上游可再生能源和下游载荷之间的缓冲,具有状态依赖性充电和放电效率。 该模型的关键特征是加入重新启动级别,该级别可以控制输入能量。2005)。在本文中,我们为BES提出了一个随机模型,该模型解释了更新和负载需求的不确定性。所提出的模型表示BES的充电和放电过程是上游可再生能源和下游载荷之间的缓冲,具有状态依赖性充电和放电效率。该模型的关键特征是加入重新启动级别,该级别可以控制输入能量。通过设置电池再次开始充电的最低充电阈值,该模型旨在降低以低效率值充电BES的可能性,从而提高整体系统效率
1. 简介 准确建模储能调度和市场收入带来了独特的挑战。储能从能源和储备中产生的收入取决于其在低价时段购买电力和在高价时段出售电力或储备的能力。储能调度由于其能源受限状态而变得更加复杂,这引入了显著的跨产品和跨期机会成本,以及其充电和放电效率等技术特性。从概念上讲,储能的运行方式通常与确定性建模模拟储能的运行方式大不相同。储能的确定性建模通常会留下一些钱,而实际上,一个相当有能力的运营商是可以赚到的。
长时储能 (LDES) 是解决可再生能源发电间歇性问题的潜在解决方案。我们在此评估了 LDES 在脱碳电力系统中的作用,并确定了 LDES 大幅降低电力成本和取代低碳发电所需的成本和效率性能。我们发现储能容量成本和放电效率是最重要的性能参数。充电/放电容量成本和充电效率起着次要作用。能源容量成本必须≤ 20 美元/千瓦时,才能将电力成本降低≥ 10%。根据目前的电力需求情况,能源容量成本必须≤ 1 美元/千瓦时,才能完全取代所有模拟的低碳发电技术。在北纬地区实现终端用途电气化使得完全取代低碳发电更具挑战性,并且需要已知的 LDES 技术不太可能实现的性能组合。最后,对电力成本和低碳发电影响最大的 LDES 系统的储能时间超过 100 小时。
本文使用滚动地平线方法提出了一种优化模型和算法,以最佳控制灵活资产。这种方法基于每次迭代的预测范围的成本最小化。检查了一个电池储能系统,(bess),带有车辆到家(V2H)功能的电动汽车(EV)以及家用热水(DHW)。将优化模型应用于案例研究,并将资产与僵化的家庭负载和来自光伏系统(PV)的输入一起模拟。为了捕获灵活资产运营的长期价值,在实时价格(RTP),使用时间(TOU)和容量订阅(CS)定价方案中模拟了2021年的每个月。在这种方法下,与参考案例相比,发现BES的使用降低了2%的年度成本,并且可灵活的DHW每年降低2.55%。智能电动机的智能充电降低了5.7%,如果采用双向V2H充电,则为6.1%。与普通的智能充电相比,启用V2H的几个月可节省较低的成本。具有施加的费用/放电效率,为了使V2H有利可图。在所有资产都存在的情况下,每年降低成本为7.93%。尽管降低了电网关税成本,但似乎具有5 kWh/h负载限制的CS方案似乎限制了柔性资产的灵活性潜力,因为无论使用时间如何,都会惩罚较大的负载。
带有储能装置的并网混合可再生能源系统可以减少可再生能源供应的间歇性。然而,新兴的储能技术需要改进才能与锂离子电池竞争并降低能源成本。当将参数视为独立变量时,由于能源系统模型的非线性,确定和优化这些技术最有价值的改进路径具有挑战性。为了克服这个问题,提出了一种新的基于投资的优化方法。该方法涉及混合可再生能源系统的线性优化和随后的投资优化,考虑到每笔投资的改进递减。将基于投资的优化应用于热能、泵送热能、熔盐和绝热压缩空气储能技术的结果表明,提高放电效率对所有技术来说都是最有价值的。第二重要的参数是放电容量和储能容量的成本,最不重要的参数是充电容量成本和充电效率。该研究为每种技术在各种运行条件下提供了详细的改进途径,帮助开发商进行资源配置。总体而言,基于投资的优化方法和结果有助于增强新兴储能技术的竞争力,并减少可再生能源系统对电池的依赖。
向低碳电力系统的过渡需要具有成本效益的能源存储解决方案。本研究首次对大陆规模的微型抽水蓄能进行了评估,并建议使用农业水库(农场水坝)来大幅降低建设成本。澳大利亚大陆是国际上其他干旱和温带地区的代表性案例研究。通过对澳大利亚 170 万座农场水坝的新调查,我们确定了 30,295 个有前景的抽水蓄能站点,这些站点的水坝与水坝和水坝与河流水库的配置方式相同。平均每个站点附近的水库(132 米)水头高度较高(32 米),排水量较大(52 千瓦时)。然后,我们将代表性的微型抽水蓄能站点与商用锂离子电池进行了对比,以用于太阳能灌溉系统。尽管抽水蓄能的放电效率较低(68%),但由于其存储容量高,对于较大的单周期负荷(约 41 千瓦时/天),其成本降低了 30%(0.215 美元/千瓦时)。通过利用现有的农场水坝,微型抽水蓄能可能支持农业社区采用可靠的低碳电力系统。
海水电池是一种独特的储能系统,可直接利用海水作为电能和化学能的转换源,实现可持续的可再生能源储存。该技术是一种可持续且经济高效的锂离子电池替代品,其优势在于海水中含有丰富的钠作为电荷转移离子。近几年来,研究显著改善和改进了这种电池的性能。然而,该技术的基本限制仍有待在未来的研究中克服,以使该方法更加可行。缺点包括阳极材料降解或膜在盐水中的稳定性有限,导致电化学性能低和库仑效率低。海水电池的使用范围超过了储能应用。海水电池运行中固有的离子电化学固定也是直接海水淡化的有效机制。高充电/放电效率和能量回收使海水电池成为一种有吸引力的水修复技术。本文回顾了海水电池组件以及用于评估其储能和海水淡化性能的参数。本文还介绍了克服稳定性问题和低电压效率的方法。最后,概述了潜在的应用,特别是在海水淡化技术方面。
C. 参数和变量 A 水库能量水平。cop P2H 性能系数。EL 电力需求。G 天然气能量。GC 设施的天然气消耗量。GL 天然气需求。GP 设施的天然气产量。H 热能。HL 热需求。HP 设施的热量产量。IE 电力需求变化的激励率。IH 热需求变化的激励率。M 足够大的数字。P 输出功率。RU,RD 上升/下降速率限制。sug,sdg 启动和关闭成本。SU,SD 启动和关闭燃料消耗。VOC 压缩机的运行和维护成本。VOE 膨胀机的运行和维护成本。I 表示设施状态的二元变量。Γ 不确定性预算。π 每种情景的概率。λ 批发能源市场价格。ζ MER 和 MEC 之间的合同价格。α DRP 中的需求参与率。η 充电/放电效率。 γ , β , m 稳健模型的对偶变量。τ 损失,τ 增益 热能损失系数。∆ E 执行 DRP 后电力需求发生变化。∆ H 执行 DRP 后热需求发生变化。
可再生能源的发展和对减少二氧化碳排放的运输方式的需求引起了人们对存储的新兴趣,存储已成为可持续发展的关键组成部分。储能是可再生能源工厂的主导因素。它可以减少电力波动,提高系统灵活性,并能够存储和调度风能和太阳能等可变可再生能源产生的电力。电力系统中使用不同的存储技术。它们可以是化学或电化学、机械、电磁或热存储[1-12]。一般来说,储能设施由存储介质、电力转换系统和工厂平衡组成。对于电化学存储,有许多不同类型的电池,其中大多数都需要进一步研究和开发。在光伏系统中,可以使用几种类型的电池:镍镉 (Ni-Cd)、镍锌 (Ni-Zn)、铅酸。然而,它必须具有一些重要的特性,例如高充电或放电效率、低自放电、循环充放电下的长寿命。对于氢能存储 (HES),氢气系统通常由电解器、加压气罐和燃料电池组成。电解器在发电过剩期间将电能转化为氢气形式的化学能。这种氢气被储存起来,直到电能短缺,然后由燃料电池(氢气和空气氧气)将其重新转化为电能,为发电厂的负载提供能量。氢气