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2021 年经济研究：未来电网可靠性研究第一阶段
• 本研究探讨的未来电网情景可能需要大量的天然气或储存燃料来支持可变资源。如果再加上预期的需求增长，在目前的基础设施下，这可能是不可能的。未来电网中的储存燃料不需要排放碳，但必须是可调度的。• 这些情景包含大量 BESS（电池储能系统），在预测的负载曲线下可能无法充分充电。• 某些情景中假设该地区的核发电机退役，这可能会对电网可靠性构成挑战，并可能阻碍各州减少二氧化碳排放的目标。• 在本研究探讨的可再生能源最密集的情景中，增加相对较少的、有针对性的可调度单元将大大减少必要的新风能、太阳能和储能单元，说明可调度资源对未来电网的重要性。
电池储能系统 (BESS)
BESS 的优势 BESS 技术有助于改善能源传输链每个阶段的能源流动。它可以降低发电成本，管理和平滑负载曲线，从而避免/推迟电网升级和/或增加峰值发电站的需求。此外，可再生能源可以与 BESS 集成，以优化工厂的发电曲线，以获得平坦曲线或存储过剩生产，以便在需要时释放。此外，BESS 使电网更加智能，能够在最需要时在电网层面使用电力。在最终用户层面，对于工业应用，BESS 为特定负载提供可靠的能源，以主动补偿电压闪烁和短时间断电（电能质量的替代形式），从而避免因电网故障导致的任何生产中断。生产峰值管理也是一个合适的应用，可以抵消升级工厂电网的需要。
智能电力计量系统中的隐私成本权衡
摘要：研究了智能电网消费者的隐私和成本之间的权衡，公用事业提供商 (UP) 通过智能电表 (SM) 读数几乎实时监控其电力消耗。假设消费者可以使用电池，既可以实现隐私，又可以通过需求调整来降低能源成本。隐私是通过 SM 读数和目标负载曲线之间的均方距离来衡量的，同时考虑分时定价来计算所产生的成本。消费者还可以将电力卖回给 UP，以进一步改善隐私成本权衡。提出了两种隐私保护能源管理政策 (EMP)，它们在目标负载曲线的特征描述方式上有所不同。还考虑了一种更实用的 EMP，它以较少的频率优化能源管理。给出了数值结果来比较这些 EMP 的隐私成本权衡，考虑了各种隐私指标。
电池储能系统 (BESS)
BESS 的优势 BESS 技术有助于改善能源传输链每个阶段的能源流动。它可以降低发电成本，管理和平滑负载曲线，从而避免/推迟电网升级和/或增加峰值发电站的需求。此外，可再生能源可以与 BESS 集成，以优化工厂的发电曲线，以获得平坦曲线或存储过剩生产，以便在需要时释放。此外，BESS 使电网更加智能，能够在最需要时在电网层面使用电力。在最终用户层面，对于工业应用，BESS 为特定负载提供可靠的能源，以主动补偿电压闪烁和短时间断电（电能质量的替代形式），从而避免因电网故障导致的任何生产中断。生产峰值管理也是一个合适的应用，可以抵消升级工厂电网的需要。
考虑热电联产热力供热机组和插电式电动汽车的微电网低温储能系统短期调度
摘要 — 随着可再生能源 (RES) 的普及，从经济和环境角度来看，对这些可再生能源进行兼容调度的需求日益增加。由于热电联产 (CHP) 发电机组的高效和快速响应特点，这些机组可以使系统免受 RES 波动的影响。为了应对与 RES 相关的运营挑战，本文旨在安排低温储能 (CES) 的套利，不仅可以最大化其所有者，还可以最小化 RES 的变化。另一方面，在所提出的模型中，插电式电动汽车 (PEV) 被用作负责任的负载，通过改变消费者的消费模式来平滑系统的负载曲线。所提出的问题被建模为二阶锥规划，并通过支配群搜索优化算法求解。为了验证所提出方法的适用性和有效性，已经执行了四个不同的案例研究。
对海上风力涡轮机的应用评估……
本文利用能源资源混合优化模型 (HOMER) 软件，对沙特阿拉伯延布地区的十种不同风力涡轮机进行了模型和经济性分析。这项研究可帮助决策者选择最合适的风力涡轮机来满足沙特“2030 愿景”中 58.7GW 的可再生能源目标。分析基于涡轮机的初始资本成本、运营成本、净现值成本 (NPC) 和平准化能源成本 (LCOE)。此外，还根据风力涡轮机的发电量、过剩能量和所需存储设备的大小对其进行了比较。结果表明，对于延布村庄的典型负载曲线，Enercon E-126 EP4 风力涡轮机的平准化能源成本 (0.0885 美元/千瓦时) 和 NPC (23.8 美元) 最低，而 WES 30 的平准化能源成本 (0.142 美元/千瓦时) 和 NPC (38.3 美元) 最高。
使用具有长短期记忆的循环神经网络估计锂离子电池的充电状态
摘要 —本文提出了一种针对实际条件下运行的锂离子电池 (LIB) 使用长短期记忆循环神经网络 (LSTM) 的精确充电状态 (SOC) 估计算法。凭借其自学习能力，这种数据驱动的方法能够模拟整个电池寿命期间由于环境和工作条件变化而导致的 LIB 高度非线性行为。结果表明，在准确性和稳定性方面，LSTM 方法优于使用扩展卡尔曼滤波器 (EKF) 的常见物理模型。为了证明这一优势在实际应用中的优势，使用从储能领域的商业行业应用收集的数据对所提供的网络进行训练和测试。在不同工作条件下使用 EKF 对 LSTM 进行评估并将其与等效电路模型 (ECM) 进行比较。对于动态负载曲线，ECM-EKF 的误差 (RMSE) 为 9.5%，而 LSTM 的误差 (RMSE) 为 5.0%。
发电机调度的建模和优化研究...
摘要 - 本文介绍了位于南非东开普省偏远乡村的离网微电网的建模。该建模着眼于将风电整合到现有微电网的控制调度策略的优化研究，该微电网包括由光伏电力、用于储能的电池组和柴油发电机提供的电力负载。优化研究使用 HOMER Pro ® 进行，旨在确定可调度发电（即柴油发电机和电池存储）的最佳调度策略，以最大限度地减少系统中所有发电量的削减和过剩能源生产。测试了 HOMER Pro ® 内置的四种调度策略，即循环充电、负荷跟踪、联合调度和 HOMER 预测策略。因此，本文的目的是测试并找出上述哪种调度策略最适合农村。一旦确定了最适合的策略，就会进一步针对农村负载曲线进行定制和优化。
利用运营协议和储能降低光伏并网成本：技术和经济分析
Horowitz 等人 (2018) 对与光伏部署相关的配电系统成本进行了荟萃分析。他们发现，光伏集成对电网的影响、出现问题时的光伏渗透水平以及避免负面影响的成本变化很大。对特定光伏集成场景的分析也产生了广泛的结果，但出现了一些共同的主题。承载容量 1 和后续升级成本取决于多种因素，例如馈线的长度、光伏系统在馈线上的位置、光伏发电是分散还是集中、负载曲线及其灵活性、电网配置和使用的设备 (Horowitz 等人 2018)。另一项分析仅对三条代表性馈线观察到了广泛的影响，光伏承载容量从日间峰值负载的中位数的 15.5% 到 100% 以上不等 (Jothibasu 等人 2016)。
智能变压器中性点电流优化控制...
摘要 — 在三相四线低压配电系统中，不平衡负载会导致中性电流 (NC) 形成环路，从而导致功率损耗增加和中性电位变化。与传统电力变压器相比，智能变压器 (ST) 具有严格的电流限制以避免过流。然而，其在下游低压电网电压调节方面的优势可以提供调节过度 NC 的能力。本文提出了一种闭环 NC 优化控制，一方面，在满足标准 EN 50160 要求的正常运行中最小化 NC 电流，另一方面，在极端情况下抑制 NC 电流以避免 ST 过流损坏。根据曼彻斯特地区三相四线配电网，通过硬件在环设置和基于不平衡负载曲线下的 350kVA、10kV/400V、ST 供电配电网的案例研究，通过实验测试验证了所提出的控制策略。结果清楚地证明了所提出的NC优化控制策略对NC抑制和最小化的有效性和灵活性。