摘要:传输系统操作员对大型风电场施加了几个网格代码约束,以确保电源系统稳定性。这些限制可能会由于无法销售所有电力而减少风电源厂的净值。违反这些约束的行为也导致对风电场运营商的处罚。因此,在本研究中制定了一种操作策略,该策略用于使用储能系统优化风电场的运行。这有助于填充传输系统操作员施加的所有网格代码约束。特别是在本研究中考虑了有限的功率约束和储备功率约束。此外,开发了一种优化算法,以最佳的储能系统尺寸,从而降低了风电场的总运营和投资成本。还详细分析了影响储能系统大小的所有参数。此分析允许风电场运营商考虑到网格代码约束和风电场的本地信息的最佳储能系统的最佳尺寸。
由于全球变暖导致化石燃料的使用引起全球气候变化,大多数国家都致力于通过应用可再生能源减少温室气体排放。由于分布式和季节性供暖需求,供暖脱碳更具挑战性,特别是对于冬季寒冷的国家。电动热泵被认为是供暖行业脱碳的一个有吸引力的解决方案。由于电网供电的热泵可能会显著增加电网的电力需求,本文考虑使用本地可再生能源为热泵提供电力,这被称为电网独立的可再生供暖系统,包括光伏、风力涡轮机、电池储能系统和热能储存。本文研究了一个完整的可再生供暖系统 (RHS) 框架并确定了组件的尺寸以实现建筑供暖脱碳。分析了相应可再生组件安装容量下天然气消耗的减少与电池储能系统 (BSS) 要求之间的关系及其技术要求。然后,根据不同的投资方案,本文使用粒子群优化算法对 RHS 中每个组件进行优化尺寸计算,以找到最小化 CO 2 排放的解决方案。结果验证了具有最优尺寸的 RHS 可以最小化 CO 2 排放并降低天然气的运营成本。这项工作为如何投资 RHS 以取代现有的基于燃气锅炉和热电联产的供热系统提供了一种可行的解决方案。
摘要:对于埃塞俄比亚等开发国家的政府来说,实现普遍的电力访问是一个具有挑战性的目标。将国家电网扩展到位置,分散和岛屿人群需要大量投资。本文旨在通过使用能源资源的混合优化模型(HOMER PRO)软件进行模拟,优化和灵敏度分析,以表明Minigrid可再生能源系统对埃塞俄比亚的Kibran Gabriel Island的电气化的技术经济可行性。将Minigrid系统与柴油发电(DG)和网格扩展系统进行了比较。与其他米格里德系统相比,混合光伏(PV)/DG/电池系统在经济上更可行,最佳的成本效益的最佳选择是包括负载流量(LF)策略,具有25 kW的PV,10 kW的DG,40 kWh的电池,电池40 kWh和5 kW batiectional convertor。最佳PV/DG/电池系统,将能源成本(COE)升级为0.175/kWh,净现在成本(NPC)为119,139美元,可再生分数(RF)为86.4%,将污染物的排放量减少了33,102 kg/yr,将其减少为33,102 kg/yr。在灵敏度分析中考虑了对全球水平辐照度(GHI),柴油价格和负载消耗的最佳敏感性,结果表明该系统将相当好。
摘要:在能源生产质量,降低污染和可持续发展方面,微电网(MGS)的主题是一个快速增长且非常有前途的研究领域。最重要的是,MG旨在大大提高未来电气分配网格的自主权,可持续性和可靠性。同时,考虑到分销系统,能源存储设备,电动汽车和消费组件的考虑,MGS能源管理的各个方面已得到广泛研究。此外,包括DC,AC或混合动力发电系统在内的网格体系结构,能源派遣问题建模,操作模式(连接岛或网格连接),MGS尺寸,模拟和解决优化方法以及其他方面的问题,以及对电气和计算机科学研究社区的极大兴趣主题提出。此外,《联合国气候变化和政府政策和激励措施》的《联合国框架公约》为大规模电动汽车(EV)部署铺平了道路。因此,已经进行了几项研究,以调查电动汽车在国家电力电网和未来MGS中的整合。特别探索了EV充电站的双向功率控制和能源管理。这些问题索引具有挑战性的研究主题,在大多数情况下仍在进行中。本文考虑了分布式能源产生(DER),储能系统(ESS),EV和负载,概述了MGS技术进步。它回顾了主要MGS体系结构,操作模式,尺寸和能源管理系统(EMS)和EVS集成。
可再生能源和微电网的指数升高带来了通过使用储能系统来确保低渗透网格中频率稳定性的挑战。本文回顾了交流电源系统的频率响应,突出了其不同的时间尺度和控制动作。此外,它指出了依靠同步机和低惯性系统的高惯性互连系统之间的主要区别,这些系统具有转换器相互交流的高渗透率。基于这些概念并采用一组假设,它得出了代数方程,以评估提供惯性和主要控制的能源存储系统。方程与储能技术无关,对系统非线性的鲁棒性,并依赖于通常由系统运营商,行业标准或网络代码定义的参数。使用这些结果,作者提供了一个逐步的过程,以大小转换器交换器交换器混合储能系统的主要组件。最后,北海的风能石油和天然气平台的案例研究以数值示例证明了建议的方法1)可以在实际问题中应用于实际问题和2)2)允许系统设计人员根据提供的频率控制类型来利用不同的技术并为每个存储设备和转换器设置特定要求。
摘要:预计储能系统将在将可再生能源增加到电气系统中的整合中起着基本作用。它们已经用于发电厂中的不同目的,例如吸收间歇性能源的影响或提供辅助服务。因此,必须进行研究和尺寸的方法,以使储存可行和预示项目的发电厂进行管理和尺寸。在本文中,提出了一种管理方法,其中使用粒子群优化来达到最大值。将此方法与专家系统进行了比较,证明前者可以在尊重类似规则的同时取得更好的结果。该论文进一步提出了一种大小方法,该方法使用上一篇方法使发电厂尽可能地提示。最后,通过模拟测试了两种方法以显示其潜力。
* 斯坦福大学、CEPR 和 NBER。电子邮件:aauclert@stanford.edu。 † 西北大学和 NBER。电子邮件:matthew.rognlie@northwestern.edu。 ‡ 斯坦福大学。电子邮件:souchier@stanford.edu。 § 哈佛大学和 NBER。电子邮件:ludwigstraub@fas.harvard.edu。我们感谢 George Alessandria、Manuel Amador、Luigi Bocola、Ariel Burstein、Julian di Giovanni、Sebastian Fanelli、Mark Gertler、Pierre-Olivier Gourinchas、Guido Lorenzoni、Oleg Itskhoki、Sebnem Kalemli-Özcan、Matteo Maggiori、Kurt Mitman、Tommaso Monacelli、Brent Neiman、Pablo Ottonello、 Diego Perez、Fabrizio Perri、Jesse Schreger、Vincent Sterk 和 Iván Werning 提供了有用的评论。 Jan Ertl 提供了出色的研究协助。本研究由美国国家科学基金会拨款 SES-1851717 和 SES-2042691 资助。
摘要:要实现 2030 年气候目标计划设定的雄心勃勃的环境目标,住宅部门必须做出巨大贡献,并充分利用其灵活性,即建筑物转移能源消耗的能力,以最大限度地利用可再生能源。在文献中,灵活性的影响主要研究用于控制逻辑的优化,假设光伏系统和电力储存器已经安装完毕。相反,在这项工作中,我们采用了不同的视角,从设计师的角度分析系统。考虑到各种需求概况(即家用电器、热泵和电动汽车消耗),我们在住宅区创建并测试了具有不同灵活性程度的不同场景。然后,这些概况被用作优化工具的输入,该工具可以根据特定的目标函数设计最佳系统。首先,根据经济指标对系统进行了优化。然而,结果表明,在设计阶段仅采用经济视角可能会导致结果不符合欧洲环境目标。因此,该系统还考虑了能源指标,进行了优化,以设计一个能够为住宅部门的能源转型做出相关贡献的系统。结果表明,需求灵活性与存储相结合可以提高经济盈利能力,从而促进光伏系统的安装,同时保证为该部门的脱碳做出相关贡献。
摘要:分布式可再生能源系统可以涵盖非电动区域的电力供应。这些系统的主要缺点是可再生能源的间歇性且通常是不可预测的。此外,可再生能源的时间分布可能与能源需求的时间分布不符。将光伏模块与电能量存储(EES)相结合的系统可以消除上述缺点。但是,这种解决方案的采用通常在财务上是过时的。因此,在此类系统的设计阶段,应仔细考虑所有导致功能可靠且自我发电系统的参数。本研究提出了一种用于离网电气系统的大小方法,该系统由光伏(PV),电池和柴油发电机组组成。该方法基于最佳的PV面板和电池能量容量,同时将电力成本(LCOE)最小化了25年。对综合负载量产生的与不同累积技术支持的网格无关系统的验证,其LCOE范围从0.34欧元/千瓦时到0.46欧元/千瓦时。应用的算法强调了有用能量的参数,作为一个关键输出参数,该参数与LCOE的最小化并行最大化太阳能收获。
摘要:满足下一代蜂窝网络中的移动运输需求会增加能源供应的成本。可再生能源是以自我融合和成本效益的方式对电站进行电力站的有前途解决方案。本文提出了一种最佳方法,用于设计光伏(PV) - 故障系统,以提供蜂窝网络中的基站。提出了一种系统的方法来确定光伏发电机和电池容量的功率等级,从技术和经济的角度来确定投资成本和运营支出,而PV -Battery系统的功率自主权在多目标框架中最大化。该提出的方法适用于最佳尺寸的光伏电池系统,用于三种具有不同太阳能可用性的情况,以研究环境条件的效果。使用拟议方法解决问题的解决方案可导致一套以不同成本与不同级别的电力自主权的解决方案。根据每个标准的重要性和决策者的偏好,可以选择一种实现的解决方案,以实现光伏电池系统以提供蜂窝网络中的基站。
