本文提出了一种考虑多类型用户电力服务的分布式储能系统经济效益评估模型。首先,基于储能变流器的四象限运行特性,分析了分布式储能系统提供无功补偿、新能源消纳、峰谷套利等用户电力服务的控制方式与收益模型。其次,考虑储能的全寿命衰减成本、投资回收期、净现值和内部收益率,建立用户电力服务的经济效益评估模型。最后,通过经济效益与实用价值的对比研究,证明所提方法的有效性与优越性。通过敏感性分析,揭示了储能变流器备用容量配比、电能质量管理附加电价、峰谷电价差、电池成本以及项目周期对年收益率和内部收益率的影响,为分布式储能系统参与各类用户电力服务的电池选择与容量配置提供决策参考。
针对能源互联网的重要组成部分综合能源微网,本文构建了独立模式下综合能源微网多储能系统优化配置模型,提出了包含储能系统和储热系统额定功率及容量的配置方法。储能系统模型包括供暖期和非供暖期蓄电池寿命估算。模型以经济性为指标,考虑热电机组热电耦合相关约束,包括热电平衡、机组爬升、储能系统及自给概率等,并采用基于机组出力和储能系统功率分配策略的菌落趋化性(BCC)算法模型进行求解。讨论了搭载储能系统的热电联产机组的运行特性。结果表明,提出的多储能系统配置方法无论在供暖期还是非供暖期均具有显著的经济效益和环境效益,并促进了风电的消纳。
为提高园区级综合能源系统(PIES)多能耦合利用效率,促进风电消纳,减少碳排放,构建融合灵活负荷和碳交易机制的园区级综合能源系统低碳经济运行优化模型。首先,根据负荷响应特点,将需求响应分为可转移、可转移、可减量和可替代四种类型。其次,考虑园区热电耦合设备、新能源和灵活负荷,给出PIES基本架构。最后,将阶梯式碳交易机制引入系统,以最小化运行总成本为目标,建立园区级综合能源系统低碳经济运行优化模型。利用YALMIP工具箱和CPLEX求解器对算例进行求解,仿真结果表明,电热耦合调度和灵活电或热负荷的参与可以明显降低系统运行成本,减小负荷峰谷差,缓解高峰用电压力。
袁波,教授级高级工程师,现任国网能源研究院有限公司能源战略与规划研究部电力系统分析实验室主任,国家电网青年人才推进项目入选者,IEEE PES中国储能市场与规划技术分委员会工作组组长。长期从事能源战略、能源场景建模、可再生能源并网等领域的研究,完成国家级、国家电网级科研项目30余项,获得国家能源局软科学优秀成果奖、北京市科技进步奖等省部级、行业级奖励17项。主持开发的跨区域电力系统扩容软件GESP、电力系统生产模拟软件NEOS在国家电网公司规划和可再生能源消纳分析中得到充分应用。发表能源电力规划、产业发展论文20余篇,授权发明专利7项,参与编写出版专著7部。
为消除我国电力输送瓶颈、提高可再生能源跨区消纳能力,建立了考虑电网稳定性和灵活性资源的输电线路布局多目标优化模型,确定了六大区域间最优线路路径、11种直流和交流输电技术的选择、输送容量以及跨区输电线路建成时间。研究结果表明,2039年西北向东和华北向中部的输电容量将分别比2018年增加265%和160%。2033年起800kV直流(10GW)将成为主要输电技术。2036—2039年是线路建设竣工的高峰期。中部和东部地区是我国风电和太阳能发电装机占比增长最快的地区。 2039年这些地区风电、光伏装机占比将是2018年的4~6倍,增加储能、提高需求侧响应可分别增加可再生能源上网电量1.7%、2.6%,但将导致新建线路分别减少2~6条、7~9条。
干热岩储量丰富、分布广泛、绿色低碳,具有广阔的开发潜力与前景。本文提出了一种考虑干热岩热电联产的区域综合能源系统分布式鲁棒优化(DRO)调度模型。首先,在区域综合能源系统引入干热岩增强型地热系统(HDR-EGS),HDR-EGS通过与区域电网和区域热网协调运行,实现热电联产的热电解耦,增强系统风电接入空间。其次,在分时电价背景下,利用价格需求响应指导转移高峰负荷。最后,以区域综合能源系统调度周期内总成本最小化为优化目标,构建了考虑干热岩热电联产的区域综合能源系统DRO调度模型。通过模拟真实的小型区域综合能源系统,结果表明,HDR-EGS可以有效促进风电消纳,降低系统运行成本。
随着我国碳政策的推进,以风电、太阳能为主的可再生能源比重不断提高,给电力系统备用带来更大挑战。由于我国电力系统的复杂性,采用分区备用的方法保证系统稳定运行难度很大。现有的备用计算结果中,机组备用会受到电网安全约束的制约,导致系统运行风险。为了在不突破安全约束的情况下高效获取机组备用,本文提出了一种可供工程实施的有效备用计算方法。该方法进一步利用箱式稳健优化算法进行安全约束机组组合,保证可再生能源的消纳,确保电力系统的稳定性和备用效率。此外,安全约束经济调度采用数据驱动的稳健随机优化算法,优化电力系统的经济性。该多阶段稳健优化模型具有良好的可扩展性,符合我国电力系统备用调度的进程。基于中国某省实际运行数据和IEEE 300节点系统的仿真分析,验证了所提模型和理论的正确性和可行性。
摘要:为响应2060年全面实现碳中和的目标,社会各界都在追求低碳转型。油田在开发中后期由于含水率较高,能耗较高,能耗上升同时也会导致碳排放增加,传统的能源模式已无法满足高含水油田开发中后期的能耗要求。本文对现有风氢耦合能源系统进行研究,并将其与经典分散式油田能源系统耦合,为油田生产能源。本研究对比了4种未来能源系统模式与现有能源系统模式,计算了西北某油田的能源成本和净现值,提出了一套油田能源系统经济评价工具。研究结果表明,情景4的经济效益和环境效益最大。此方案有效解决了目前油田老化带来的高能耗问题,大幅减少碳排放,就地消纳可再生能源,减轻电网系统负担。最后,利用敏感性分析确定风速、电力成本和油田天然气产量对系统经济性能的影响。结果表明,本研究开发的系统可应用于其他油田。
随着成本的降低和社会对可再生能源需求的不断增加,未来风电装机容量预计将快速增长 [1]。丹麦拥有丰富的风电资源,包括陆上和海上风电 [2]。随着风电渗透率的不断提高,传统化石能源正在逐渐被取代。一些传统发电厂常年处于待机状态,仅为电网稳定提供必要的系统辅助服务 [3]。[4] 提出了利用太阳能和风能为插电式混合动力汽车供电的概念。一种新型的电池/光伏 (PV)/风能混合动力源被用来取代汽车顶部的小型 PV 模块和位于汽车前部的内燃机。[5] 研究了风力涡轮机和电池储能系统的集成,以实现利润最大化。风电输出可以直接注入电网,也可以用于给电池储能系统充电。然而在风电快速发展的同时也面临着严峻的风电消纳问题,而弃风弃光问题的主要原因在于风电本身具有波动性和不确定性的特点,且调控能力相对较弱,
1)随着分布式光伏统筹上网电价逐年下降以及储能系统成本降低,建设分布式+储能系统实现 分布式电源全部就地消纳具有较好的经济效益,同时利用储能系统每天“两充两放”的特性, 合理利用阶梯电价,提高系统效益。With the distributed PV grid prices and the energy storage system cost decreasing every year, there is good economic benefit to build the distributed + energy storage system to achieve all the local power consumption, and because the energy storage system charges and discharges twice every day, the step tariff , if well employed, can increase the system benefit. 2)通过能量管理系统控制分布式电源+储能系统平滑输出,减小外部气象条件对分布式电源输 出的影响,提高供电电能质量。Achieving smooth output from the distributed power supply + energy storage system by the energy management system, reducing the impact to the distributed power output from the external weather conditions and improving the quality of power supply. 3)通过分布式电源+储能系统组成并网型微电网系统,当电网故障时,自动切换至独立运行模 式,保持重要负荷连续供电/或者利用储能系统代替企业原有设计起到后备电源(UPS)的作 用。When the grid breaks down, the microgrid system that is composed of the distributed power supply + energy storage system automatically switches to stand-alone mode, which maintains continuous power supply or uses energy storage system to replace the UPS in the original design.