登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
摘要
文章针对家庭场景下的风光储能源微电网,从微电网需求侧管理的角度出发,提出了一种基于柔性负荷控制和虚拟储能的能量优化管理策略。该优化策略能够有效减少蓄电池的充放电容量,达到利用虚拟储能改善微电网的经济性的目的。
0引言
风能和太阳能发电是目前除了水力发电以外开发最快、技术最成熟和最具规模化开发条件与商业化前景的新能源开发技术。应用于微电网中的风能和太阳能具有天然的发电互补性,两者结合再配置储能设备即可构成众多微电网类型中的一种——风光储微电网。风光储微电网在独立运行时,可以为偏远地区、海岛以及部队边防站等传统电网难以覆盖的地区解决供电问题,但就其应用面积来讲,其并网运行的意义更大。
风能和太阳能虽然具有互补的特性,但因受自然季节和气候的影响,使其具有较强的间歇性和随机性,直接接入电网会引发电能波动,给微电网系统带来电能质量和稳定性的挑战。解决这一问题的关键在于储能系统,目前普遍使用蓄电池储能来平衡供电,蓄电池的充放电效率较高,能够适应负荷动态变化以及风光出力波动的特性。风能、太阳能等分布式电源和负荷以及储能系统通过微电网能量管理系统进行有效整合,微电网能量管理系统通过协调各微电源、负荷和储能系统的运行能够提高微电网运行的可靠性和经济性,是系统稳定运行的重要保障。
由于蓄电池的使用寿命与充放电次数相关,频繁的充放电会大大降低蓄电池的使用寿命,并且蓄电池的成本较高,综合以上因素,若配置大容量的蓄电池必然会降低系统的经济性。同时,大量使用蓄电池也会对环境造成污染。因此,在风光储家庭能源微电网中,如何通过发电和负荷单元的优化配置使得蓄电池的充放电次数减少、且在满足负荷需求的情况下降低蓄电池的容量配置是重要的研究内容。
目前国内外对于家庭能源微电网能量管理系统的研究已经有一定的成果:文献[5]提出一种包含光伏及储能设备的家庭能量协同调度策略,通过“余电上网”的方式建立最大收益目标函数,得到每日最优用电计划;文献[6]以家庭并离网一体光储系统为研究基础,针对系统实际应用时的工作模式提出一种针对性的能量管理策略,实现能量最优化利用。就家庭能源系统而言,目前的研究成果中,主要利用可控发电单元如燃气轮机、柴油发电机等进行能量平衡管理,缺乏对柔性负荷的控制。
虚拟储能是一种利用其他装置或者调度策略来平衡电力系统能量的思想。通过对各类电源发出的电能进行转移或者变换能量形式等方法调节系统能量,达到提高系统运行可靠性和供电质量以及改善经济效益的目的。本文针对风光储微电网在家庭能源场景下的应用,通过需求侧管理,结合对可调负荷的控制以及与电价的实时互动,利用虚拟储能技术实现对微电网系统不同时段能量平衡的优化,使得系统降低对蓄电池容量的要求,在保持稳定系统运行的同时,改善微电网系统的经济性和环保性。
1虚拟储能的原理及实现
从微电网的需求侧管理的角度出发,综合国内外的研究成果,可以将虚拟储能的实现方式做如下概括。
1.1 基于需求侧可控负荷的调度
需求侧管理是能量管理系统不可或缺的一部分,其中电池的充放电管理和可控负荷的管理是重中之重。由于可控负荷的特殊性,使得对其管理具有很强的灵活性,调度策略得当会给微电网系统带来良好的效益,因此可控负荷的管理对于微电网能量管理具有很大意义。
随着智能家居的发展,家居型负荷的可控性也越来越强。家居型温控负荷作为一种常见的能量消耗元件,因其具有蓄冷蓄热的特性,使得其快速切除后,短时间内不会影响正常使用和用户体验的舒适度。因此,在DG出力较为充实的时候或者电价较低的时候,将温控负荷的能耗调至不影响用户舒适度的最高程度,多蓄冷或蓄热以消耗多余或者廉价电能;反之,在DG出力不足或者电价较高的时候,温控负荷可以适当降低能耗以维持系统稳定或提高经济性。文献[8]在楼宇微电网中,利用温控负荷的热存储特性建立了虚拟储能系统模型,在室内温度不影响用户舒适度的前提下,控制虚拟储能模型的充放电,最终降低了楼宇微电网的耗电费用总额。此外,除了温控负荷以外的可控负荷也具有类似可以调度的特性,如类似洗衣机之类的可转移负荷、类似跑步机之类的可中断负荷等。
1.2 基于电力市场的电价策略的调度
随着能源互联网的发展以及信息技术的进步,智能电表和智能终端的大量应用使得负荷预测和DG的发电预测变成现实,同时,随着大数据、云计算等技术的发展,预测技术的结果也会越来越精确。
在配电网中,每个微电网的终端都有一个智能代理,它的一侧与大电网连接,能够监测电力市场的实时电价,另一侧与智能电表、储能装置、DG发电单元等终端相连接,可以读取负荷的需求和储能装置的状态以及DG的出力情况,综合这些信息最终形成决策,安排每个微电网的电能合理地消费。
目前电力市场主要有3种电价:分时电价、实时电价、尖峰电价。按照能源互联网的思路,结合准确的负荷预测,可以采取实时电价和动态发电模式满足不同时刻的负荷需求,这样能够有效提高清洁能源的利用率,减少弃风弃光类似的能源浪费,同时也降低了系统对储能容量的需求,缓解了储能装置的压力,达到了虚拟储能的目的。
2 风光储微电网并网的网络结构
本文选取家庭能源微电网的场景,其在并网运行时的系统结构示意见图1。由图1可知,系统配置了小型风力发电机组以及屋顶光伏电池作为分布式发电单元,同时配置了蓄电池平衡系统的能量波动。风光储家庭能源微电网与大电网的交互主要通过智能电表,智能电表可以监测大电网中实时更新的电价信息,为能量管理系统的调度提供实时的数据支撑。
图1并网运行的风光储家居微电网系统
3 能量调度策略
3.1 电价策略
目前电力市场存在3种电价策略:分时电价(timeofusepricing,TOU)、尖峰电价(criticalpeakpricing,CPP)、实时电价(realtimepricing,RTP)等。
实时电价(RTP)是由FCSchweppe为首的几位学者共同提出的,它是一种理想化的模型,对实时性要求极高,其电价几乎能够瞬时完成和电网成本的匹配。它的实现对硬件和软件都有很高的要求,全面实施有较高的难度,故其应用的范围受到极大限制。
分时电价(TOU)可以被看作是实时电价的一种简化形式,其实际应用比较广泛,也是目前我国电力市场采用的主要定价形式。其研究主要分为两类,一是基于发电侧的峰谷分时电价,二是基于需求侧的峰谷分时电价。
尖峰电价(CPP)是在实时电价和分时电价的基础上发展而来的一种动态的电价机制,通过在分时电价上叠加尖峰费率形成的。主要有4种模式:固定时段的CPP、变动时段的CPP、变动峰荷定价、尖峰补贴电价。
3.2 调度策略的基本思想
本文针对风光储微电网系统在并网运行时,所提出的优化策略是基于虚拟储能的概念下进行优化的,旨在达到降低储能容量配置,提高分布式清洁能源利用率以改善微电网并网运行的经济性。本文基于需求侧管理的理念,将负荷进行分类管理,针对不同类型的负荷采用不同的管理策略,同时由于微电网系统是并网的运行状态,因而引入分时电价管理机制可以更加灵活更加准确地对微电网进行调度。具体策略阐释如下:
(1)光伏阵列和风机依旧工作在最大功率跟踪模式;为了最大化利用风光出力,蓄电池按照如下策略进行工作。
1)蓄电池接受来自光伏和风机的出力,并且在分布式发电单元满足负荷需求的前提下,如果有剩余电量,则给蓄电池充电,否则发电单元不给蓄电池充电。
2)在系统运行之前,需要给蓄电池设定放电价格,如果此价格高于在分时电价的实时电价,蓄电池应当工作在充电模式,如果充满,则停止充电;当此放电价格低于分时电价的实时电价时,应当使蓄电池工作在放电模式。
(2)负荷也是达到虚拟储能的另一重要调控对象,需要区别对待不同类型的负荷。
1)温控负荷在并网情况下,主要与分时电价进行实时互动;为了保障用户舒适度,对温控负荷需要设定一个温度限值,在此范围之类,不影响用户舒适度体验。有了这个前提,还需要在此基础上,需要同时考虑分时电价和风光出力大小,这里的原则是:尽量使负荷使用风光发电单元的电量,这样可以提高风光利用率,在风光出力不足的情况下,比较蓄电池放电价格与分时电价的实时价格,从而决定蓄电池的充放电情况,是充是放取决于蓄电池的控制策略。
2)对于可转移负荷,虽然可以对其工作的时间段进行平移,但是需要保证其在一段时间内连续运行,不可间断,另外,从策略上讲,需要将其平移到风光出力较为充足或者分时电价中价格较低的时段。
3.3 实现方法
由于微电网处于并网运行状态,因此在设计调度策略时,不需要考虑负荷的电能需求得不到满足的情况,即不存在切负荷的情况。本文的策略设计旨在达到使风光出力得到最充分的利用,且尽可能以负荷管理的方法来降低微电网系统对储能容量的需求。调度流程见图2。
图2风光储微电网并网运行时能量优化调度流程图
由图2可知,在微电网系统并网运行的情况下,为了提高风光利用率,需要先判断风光出力能否满足所有负荷的需求,如果能够满足,再判断蓄电池的荷电状态,假如此时蓄电池高于最小荷电状态却低于最高荷电量,蓄电池则工作在充电状态,否则,蓄电池的荷电量处于最高状态,无需动作,保持当前状态即可;如果风光出力不能满足当前所有负荷的需求,此时,需要判断蓄电池的放电价格和当前分时电价孰高孰低,若蓄电池放电价格较高,则风光出力不能满足负荷所需电量的部分需要电网提供,反之,若当前电价较高,则判断蓄电池当前的荷电量,如果荷电量大于最小荷电状态,则需要蓄电池放电以补充风光出力不足的部分,如果蓄电池的荷电量不足以维持,则采用电网供电。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
6月6日,阳泉市能源局关于印发《阳泉市能源领域碳达峰实施方案》的通知,通知指出,大力推进风光新能源建设。充分利用各类国土空间资源,统筹优化布局,梳理全市风光资源现状及开发潜力。坚持集中式与分布式开发并举,全面推进风电、光伏发电大规模开发利用和高质量发展,逐步带动新能源产业链延伸发展
6月6日,河北省发展和改革委员会发布关于促进能源领域民营经济发展若干细化举措的通知,通知指出,支持民营企业公平参与风电光伏项目竞争性配置。加强风电光伏项目竞争性配置全流程规范管理,指导市县能源主管部门持续完善风电光伏项目竞争性配置机制,优化项目竞争性配置评分标准,鼓励民营企业通过技
北极星风力发电网获悉,6月6日,河北省发展和改革委员会发布关于促进能源领域民营经济发展若干细化举措的通知。通知指出,支持民营企业公平参与风电光伏项目竞争性配置。加强风电光伏项目竞争性配置全流程规范管理,指导市县能源主管部门持续完善风电光伏项目竞争性配置机制,优化项目竞争性配置评分标
本期主要看点1、国家能源局:分布式光伏、分散式风电等新型经营主体豁免电力业务许可2、第六个!今天起,湖北电力现货市场转正!3、两部门:鼓励引导重点用能单位使用绿电激发全社会绿电消费潜力4、“136号文”过渡政策!山东明确新能源上网电价市场化改革过渡期工作5、2025年1#x2014;4月全国绿证核发
日前,国网福建三明供电公司在贡川工业园观成220千伏变电站举行“环境友好型电网建设”启动仪式。近年来,三明供电积极响应并落实环保、经济、能源等方面重大决策,通过推动清洁能源消纳、电能替代、林电共安等措施,致力“中国绿都”环境友好型电网建设,厚植青山绿水间“绿色电网”底色。践行绿色低
近日,国家发展改革委、国家能源局联合印发《关于有序推动绿电直连发展有关事项的通知》文件(以下简称“文件”),以电力体制改革思维破解高比例新能源消纳难题,为加快构建新型电力系统、加速实现“双碳”目标提供了精准政策工具。一、突破传统电网架构模式,构建源荷直连的电力新生态从“网为枢纽”
绿电直连通过构建新能源发电侧与电力用户侧的连接通路,实现了电力供给的全流程物理溯源,不仅有助于提升新能源消纳和绿电供给水平、降低外向型企业产品碳足迹,也为分布式发电、虚拟电厂、智能微电网等电力领域新型经营主体创造了新应用场景,为电力系统“源网荷储”深度融合开辟了新路径。近期多地陆
新型电力系统加快构建下,源网荷储一体化、微电网、虚拟电厂等多样化应用场景不断涌现,持续对能源管理数字化、智能化调控能力提出全新挑战。此时,作为新质生产力的重要引擎,基于数字化、智能化的技术创新也就成为能源电力产业高质量发展的关键变量,以核心引擎的角色推动能源经济绿色转型加速。能源
北极星售电网获悉,6月6日,河北省发展和改革委员会发布关于促进能源领域民营经济发展若干细化举措的通知。文件提出,支持民营企业积极投资智能微电网。深化分布式智能电网规划建设、运行控制、运营模式等与大电网责权划分的研究探索,支持民营企业投资建设分布式智能电网,与电网企业创新形成合作共赢
6月5日,宁夏银川市人民政府办公室关于印发《银川高新区高质量发展实施方案(2025—2027年)》的通知。文件指出,积极招引动力电池、风机叶片、光伏组件等“新三样”及算力服务器等拆解回收利用项目,鼓励发展“互联网+回收”模式,强化全链条数字化监管,推进循环经济产业与合规化、标准化服务体系深
北极星储能网获悉,6月6日,阳泉市能源局印发《阳泉市能源领域碳达峰实施方案》,提到,鼓励大数据中心、电动汽车充(换)电站、虚拟电厂运营商以及储能运营商作为市场主体参与用户侧储能项目建设。积极构建多层次智能电力系统调度体系,提高电网调度智能化水平。到2025年,全市实现快速灵活的需求侧响
近日,国家发改委、国家能源局联合发布《关于深化新能源上网电价市场化改革促进新能源高质量发展的通知》(以下简称《通知》),推动风电、太阳能发电等新能源上网电量全部进入电力市场,上网电价通过市场交易形成。这标志着我国以市场化方式建设新型电力系统迈出关键一步。公开数据显示,截至2024年底,
我国西北地区能源资源丰富,风光资源可开发量超160亿千瓦,是国家重要能源基地、清洁能源外送大送端。9月12日,习近平总书记在全面推动黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上指出,大力发展绿色低碳经济,有序推进大型风电光伏基地和电力外送通道规划建设,加快重点行业清洁能源替代。国家电网有限公司
北极星储能网获悉,8月29日,辽宁省发改委发布了对省政协十三届二次会议上黄为委员《关于充分利用辽宁已有技术力量实现新能源发电和储能产业耦合(第330号)提案》及刘朝震委员《关于加快建设清洁能源强省(第143号)提案》的答复。关于黄为委员提出的关于充分利用辽宁已有技术力量,实现新能源发电和
7月26日,北极星太阳能光伏网发布一周要闻回顾(2024年7月22日-7月26日)。政策篇2024上半年户用、工商业重磅数据出炉!7月25日,国家能源局发布上半年光伏发电建设情况。2024年上半年,光伏新增装机102.48GW。其中,集中式光伏新增装机49.6GW;工商业新增装机37.03GW;户用光伏新增装机15.85GW。详情
7月23日,国家发展改革委等部门关于印发《电解铝行业节能降碳专项行动计划》的通知,通知指出,积极支持电解铝企业扩大风电、光伏、水电、生物质能等非化石能源应用,原则上不再新增自备燃煤机组,支持既有自备燃煤机组实施清洁能源替代。鼓励电解铝企业参与建设以消纳可再生能源为主的微电网,探索应
为全面贯彻党的二十大精神,认真落实党中央、国务院决策部署,实施全面节约战略,加大节能降碳工作力度,深入推进电解铝行业节能降碳改造和用能设备更新,支撑完成“十四五”能耗强度降低约束性指标,国家发展改革委、工业和信息化部、生态环境部、市场监管总局、国家能源局等部门制定了《电解铝行业节
当前我国配电网正面临如何在保证电力安全、可靠供应的前提下实现低碳减排、能源效率提升和电力可持续发展等挑战,这使得配电网中新能源的比例不断提升。然而,新能源的间歇性和波动性不可避免地给电网带来一些经济和安全风险。为解决这些问题,具有快速响应能力的储能技术被认为是一种很有前景的技术,
7月18日,江苏极光云能新能源有限公司(简称“极光云能”)注册成立。9月22日,极光云能300MWh储能项目签约仪式在南京江北新区智能制造产业园举行。在签约仪式上,江北新区与极光云能签署了《300MWh储能项目框架协议》;中国电建集团江西省电力建设有限公司与极光云能双方签订战略合作协议。这家“专注
3月16日9时,黄河宁蒙封冻河段全线开通,国网西北分部圆满完成2022~2023年度108天的黄河防凌调度任务。本年度黄河凌汛期首凌至首封时间仅相隔1天,为有水文资料记录以来历史最短,黄河内蒙古、宁夏河段累计封冻长度902千米,为10年来最长,对防凌调度工作提出更高的要求。国网西北分部积极与黄河水利委
——访国家电网电力调度控制中心副主任孙大雁2021年底,国家能源局发布《电力并网运行管理规定》(以下简称《规定》)《电力辅助服务管理办法》(以下简称《办法》),在征求意见稿的基础上,对各方关注的重点问题如信息披露、用户和新型储能等新主体定位、跨省跨区辅助服务原则、用户参与辅助服务分担
福州新区福清功能区综合智慧能源项目总投资30亿元,涉及能源类、绿电交通、配套设施三大类,规划建设60MW的分布式光伏、30MWH的虚拟储能电站、分散式风电、分布式燃机、分布式区域供能站、增量配电网、充电桩、智慧微网、综合配套管廊、辐照站、污水处理厂、综合智慧能源管理控制平台等。
北极星储能网获悉,6月7日,深圳市龙华区工业和信息化局发布智慧储能研发中心及生产基地重点产业项目遴选方案,提到,智慧储能研发中心及生产基地项目围绕先进电池产品、储能电子产品、智能网联低速电动车产品研发和储能技术系统解决方案研发应用的功能定位。项目意向单位是中国具有影响力的备用蓄电池
为保障光伏设备安全稳定运行,提高发电效率,降低故障风险,近日,国能龙岩发电公司全面开展光伏设备预防性试验工作。本次预防性试验涵盖光伏电站内的各类核心设备,包括光伏组件、逆变器、变压器、配电柜、蓄电池等。在光伏组件检测中,作业人员运用专业仪器对组件的外观、功率、绝缘性能等进行细致检
日前,昆明市人民政府办公室近日印发《昆明市生活垃圾管理条例实施细则》,细则结合昆明市实际情况,从生活垃圾处理的保障措施、社会参与和监督管理等方面对《昆明市生活垃圾管理条例》作出细化,共分七章三十五条。细则对生活垃圾每个类别进行更加细致地列举,提高分类准确性和公众辨识度,针对四类生
北极星储能网获悉,5月30日,200万千瓦“阿电入乌”区域互济新能源项目储能系统设备采购200万千瓦“阿电入乌”区域互济新能源项目储能系统设备采购中标候选人公示,项目总容量为300MW/600MWh。中标候选人第1名:比亚迪汽车工业有限公司,投标报价:276000000.00元,折合单价0.46元/Wh;中标候选人第2名
5月29日,山东省科学技术厅、山东省生态环境厅联合发布关于征集《2025年山东省绿色低碳技术成果目录》的通知。通知指出,可参加申报的绿色低碳技术领域及技术类型有水治理技术、大气治理技术、碳减排技术、土壤及地下水风险管控与修复技术、固废利用处置技术、海洋生态治理技术、清洁生产技术、环境监
全球新能源产业进入高速增长期,但政策不确定性、技术迭代加速、国际竞争加剧等因素导致法律风险频发。近年来,全球新能源产业呈现爆发式增长态势。然而,行业高速发展背后暗藏多重法律风险。(作者:莫泰京北京市盈科律师事务所律师)新能源行业法律风险白皮书——合规挑战与应对策略目录一、行业趋势
北极星储能网获悉,5月28日,200万千瓦“阿电入乌”区域互济新能源项目储能系统设备采购项目开标记录公布。共有16家企业参与投标,除平高储能外,有效报价15家,报价范围0.46-0.576元/Wh,平均报价0.499元/Wh。根据招标公告,项目招标人为内蒙古能源集团旗下的内蒙古蒙能斓海新能源有限公司,项目拟建
2025年5月26-28日,GFC2025(第八届)绿色工厂厂务大会暨国际绿色工厂设计、建设与运维新产品新技术展览会在江苏省南京国际展览中心隆重举办。大会立足“为我国建设更好的工厂”,持续助力我国工业绿色化、低碳化、安全化、智慧化发展。科士达携【全场景工业制造业解决方案】亮相现场,并以自研自产、
北极星电力网获悉,国家电投近日发布分宜发电厂2×1000MW机组扩建工程相关的19项中标公示。据悉,该项目位于江西省新余市分宜县双林镇,建设规模为2×1000MW。中标公示整理如下:1、旋转清堵装置中标候选人公示:濮阳市鸿宇压力容器有限公司,投标报价:222万元2、犁式卸料器中标候选人公示:江苏富莱
北极星电力网获悉,华润集团近日发布华润仙桃电厂二期扩建项目相关的7项设备中标公示。据悉,华润仙桃电厂二期扩建项目位于湖北省仙桃市东城大道99号,项目建设2×660MW超超临界一次再热燃煤发电机组。中标公示情况整理如下:1、热力系统加药装置设备中标公示:马鞍山市华夏电力工程有限公司,投标报价
日前,黑龙江省生态环境厅发布2025年黑龙江省危险废物收集利用处置能力建设引导性建议的通告。文件显示,目前,全省危险废物收集利用处置能力总体过剩,生活垃圾焚烧飞灰等特定类别危险废物缺乏经济可行的利用途径,危险废物利用产业链精深加工不够,存在低水平和同质化竞争现象。详情如下:关于发布20
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!