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1什么是分布式储能设备?
为更好地利用可再生能源, 各种形式的储能正逐步接入电网并被加以利用。对于配电网控制中心, 像电池储能(包括电动汽车)、热储能(如热水器)、冰储能(如空调、冰箱)这样的分布在各个家庭中的储能设备都是值得利用的资源。这些储能设备虽然具体工作原理有所不同, 但都具有一些共同点:
分布式接入电网, 单个装置容量不大, 但是数目极多
能够从电网吸收并向电网放出能量
充电和放电过程在必要时可由电网控制, 但不能在同一时刻既充电又放电
与电网存在双向经济流, 充电时设备的拥有者向电网付费, 放电时电网向其支付放电补偿
我们将具有以上特点的设备定义为广义分布式储能设备(storage-like devices, SLD)。
2含大规模分布式储能的削峰填谷问题难在何处?
削峰填谷是电网运行的重要问题。一个理想的削峰填谷方案不仅有助于降低电网的发电和投资费用, 而且有助于降低网损、改善电压水平。利用分布式储能设备显然有助于进一步提高削峰填谷的效果。本文重点研究如何从配电网控制中心的角度对大规模的分布式储能进行有效管理。
含有分布式储能设备的削峰填谷问题的模型由图1所示。
图1 含分布式储能削峰填谷问题的数学模型
在这一问题中, 目标函数包含两部分。第一部分是削峰填谷目标, 第二部分是分布式充放电费用目标。由于削峰填谷目标和充放电费用目标的量纲不同, 我们通过引入经济当量折算系数ω将削峰填谷目标投影到经济维度, 然后将之和充放电费用相加成单个目标进行优化。配电网的负荷通常为几百千瓦到几兆瓦的量级, 而储能设备的充放电价格为几毛钱/度, 因此在将以千瓦为单位的功率量折算到以元为单位的经济量时, 权重 ω的数值可取为几百到一千分之一。
该问题的约束为单个分布式储能设备的运行约束和配电网络的线路功率约束。
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