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:结合储能运行调度提出一种改善配电网电压质量的储能经济优化配置方法。从储能投资者利益出发,兼顾系统运行经济性,并考虑系统节点电压偏离正常值情况,建立以储能投资成本、线路损耗费用、主网购电费用及整体节点电压偏差最小为目标的储能选址、定容上层多目标优化模型,并引入层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)将该多目标优化问题转化为单目标问题。将储能配置与其运行调度相结合,建立以反映负荷波动的负荷标准差最小为目标的下层储能运行策略优化模型。对IEEE-33节点配网系统及某工业园区实际线路进行算例分析,结果表明在不改变现有配电网结构的前提下,所建储能双层优化模型及算法能提升配电网的电压质量和经济效益,降低网络损耗。
关键词 : 分布式储能; 电压质量; 双层优化; 层次分析法; 经济优化配置;
DOI:10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0270
ABSTRACT
To improve voltage quality in distribution network, an optimal economic configuration method for energy storage system (ESS) is proposed. Based on the steady voltage model with ESS, a multi-objective upper optimization model for minimizing ESS investment, line loss, main network electricity purchasing cost and node voltage deviation, is modeled to locate and size ESS. Then, analytic hierarchy process (AHP) is employed to transform this multi-objective optimization into single-objective optimization and the model is solved efficiently. Furthermore, a lower model of ESS operation strategy for smoothing daily load fluctuation is developed and solved. Finally, IEEE-33 test system and practical industrial feeder are used to evaluate performance of the proposed method. Results demonstrate that the proposed bi-level model can improve voltage quality and network economy, and reduce active power loss.
KEY WORDS : distributed energy storage; voltage quality; bi-level optimization; analytic hierarchy process; optimal economic configuration;
0 引言
随着我国经济快速发展,电力用户用电量增加,且对供电质量的要求也越来越高。由于我国配电系统建设水平相比于发、输电系统落后,导致配电网电压质量问题较为突出[1]。目前电压质量问题中尤以电压偏低、电压波动和供电电压偏差最为常见[2]。针对此类问题,传统解决措施如新建或扩容配电设备等手段相继被应用,但存在投资成本高、设备利用率低的不足[2]。而储能装置(energy storage system,ESS)能量响应速度快,具有“低储高发”的优点[3-4],可缓解用电高峰期供电紧张局面,同时亦能解决应用无功补偿装置时无法填补有功缺额的难题[5-6],兼顾达到提高配电网供电能力,改善电压偏低的目的。ESS的接入位置、容量及运行调度策略对配电网电压质量影响较大,且直接影响运行经济性,相应的储能经济优化配置方案亟待研究。
国内外在储能改善配电网电压质量和经济优化配置方面已开展了大量的研究。文献[7]提出一种采用分布式储能装置协调控制减小配电网电压和频率偏移的方法,该方法可有效减小电压和频率偏差;文献[8]通过对储能充放电控制策略的改进,抑制了可再生能源的随机波动对系统电压质量的不利影响,但该方法没有考虑储能装置接入位置、容量和系统运行经济性等因素,难以实现对储能应用的全面评估;文献[9]将削峰填谷和平滑负荷作为储能容量优化配置目标,通过控制负荷峰谷差、方差及变化率实现ESS最优容量配置,但未涉及储能装置的安装位置;文献[10]采用改进粒子群算法求解考虑节点电压、负荷波动的储能选址和定容优化模型,实现了系统电压波动减小,电压质量提高的目标,但未考虑系统运行经济性;文献[11]综合考虑全寿命周期成本等各种经济因素,建立了蓄电池储能配置的混合优化模型并进行求解,分析影响经济效益的指标,为储能配置规划提供了相关参考。以上文献均未结合储能的运行调度策略考虑储能装置的优化配置。而已有的储能运行调度策略均是基于已配置完储能来开展研究的,如文献[12]基于配电网的简化网损近似计算方法,提出储能优化运行模型并采用双层优化方法求解,得到最优的储能充放电功率;文献[13]建立了平抑可再生能源波动的电池储能装置的充放电运行策略模型;文献[14]提出了电池储能装置恒功率削峰填谷优化模型,采用多初始点的序列二次规划法进行优化,但未考虑实时功率的优化调度,不能实现更好的削峰填谷及降损,达不到更高的经济性要求;文献[15]选用现代智能算法来求解储能的最优运行策略,保证了系统运行经济性。
综上所述,在配电网中,通过结合储能运行调度,配置ESS提升系统电压质量且同时考虑系统运行经济性的研究较少。本文考虑储能对电网负荷削峰填谷的作用,结合储能运行调度建立了兼顾系统电压质量且满足系统运行经济性要求的双层优化模型,利用分支定界和序列二次规划法等算法迭代求解。以IEEE-33节点配网系统及实际工业线路为例进行分析,验证了所建模型和方法的有效性。
1 含储能装置的线路结构
1.1 负荷线路等效模型
配电网多为干线式辐射状结构,负荷分布随机,难以准确描述。为方便研究,本文将馈线首端配电变压器以上的网络等值为电压源。从馈线首端开始将沿馈线分布的每一负荷集中点视作一个等效节点,出线端作为首母线0,并依次编号为1,2,…,N,相应节点上的负荷为Pm(m=1,2,…,N-1,N),所形成的负荷线路等效模型如图1所示。图1(a)表示理想情况下均匀分布负荷,相邻节点间线路阻抗为Zm(m=1,2,…,N-1,N),相邻等效节点间线路段长度均为L。图1(b)表示实际情况下的不均匀分布负荷,相邻节点间线路段长度为anL,其中an(n=1,2,…,
N-1,N)为长度系数,ZamZam(m=1,2,…,N-1,N)表示不均匀分布下的相邻节点间阻抗,Pess表示第m个节点接入储能装置的额定功率容量。
图1 含单个储能装置的线路负荷分布模型
Fig. 1 Model in distribution network with single ESS
1.2 线路稳态电压分布
配电网节点电压相位差小,系统无储能接入时,忽略电压降落横分量,各节点的电压应满足
ESS在充电时刻与PQ型负荷相同,在放电时刻作用类似于电源,此时功率流向相反。在第m个节点接入ESS后,线路各节点的电压满足
式中:Pessm、Qessm分别为接入m节点上的储能装置的有功和无功出力;Ps和Qs分别为支路末端接入储能装置后的有功、无功功率列向量。
2 储能上层选址定容优化模型
在储能配置过程中,经济因素不容忽视,此外本文考虑电压偏差是描述电压质量的重要指标,提出含ESS投资费用、线路损耗成本、主网购电费用和系统整体节点电压偏差的储能选址和定容优化模型。
2.1 目标函数
以ESS投资成本、线路损耗成本、用户主网购电费用成本和节点电压偏差最小为优化目标,目标函数为
1)储能投资成本G1,表达式为
式中:k表示储能安装个数;τ为年利率;y表示储能使用寿命;β=τ(1τ)y/(1τ)y-1为折现因子,将储能装置投资成本在寿命周期内进行年化;Cpess_k表示储能装置单位功率成本;Pessk表示第k个储能装置额定功率容量;Ceess_k表示储能装置单位容量成本;Eessk表示储能额定能量容量。
2)线路损耗成本G2。配置储能装置后线路损耗费用G2计算公式为
3)主网购电费用G3。考虑网络峰谷电价,低谷电价时段储能通过充电将电能储存起来,高峰电价时段储能装置起到电源作用将之前存储的电能释放。主网购电费用G3的表达式为:
4)整体节点电压偏差Ddev。
2.2 约束条件
1)任意时刻满足功率平衡约束,即
2)储能功率约束,即
3)节点电压约束,即
4)待选节点安装约束,即
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。
北京市政府参事、中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高在2024中关村论坛年会期间表示,新能源的协同协调发展和互动式发展将是下一阶段中国新型能源体系发展的主基调。在28日国务院参事室主办的2024中关村论坛平行论坛——“创新驱动助力绿色发展论坛”上,欧阳明高表示,中国迎来新能源发展革命的爆发
北极星储能网讯,4月30日,华润电力发布《华润仙桃石岭储能电站16MW/32MWh扩建EPC总承包工程中标候选人公示》。第一中标候选人:许继电气股份有限公司,投标价格:20800000.00元,约为1.538元/Wh。(保留小数点后三位)第二中标候选人:中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司,投标价格:23887019.
近日,河北省发改委发布2023年河北省发展和改革委员会生态环境保护工作情况,其中提到,实施第三监管周期河北省级电网输配电价调整,逐步实现一般工商业与大工业电价同价。完善钢铁超低排放差别化电价政策,明确实施范围和加价标准。同时,开展风电光伏攻坚行动,实施抽水蓄能项目,推动氢能产业发展,
北极星储能网获悉,据中联宁波消息,近日,宁波院联合公司第三工业工程设计研究院承接了奥克斯集团投资建设的年产1.6万套新能源光风箱变及4.5GW储能设备生产项目设计。该项目位于浙江宁波前湾新区十二塘区域,总用地面积约270亩,总建筑面积约34.4万平米,建成后将用于新能源箱式变电站及储能系统设备
北极星储能网获悉,4月27日,广东华鳌合金材料有限公司10MWh工商侧储能电站项目在广东省鹤山市华鳌厂区举行了开工仪式。、此项目由由华夏新能投资、先控捷联电气股份有限公司承建,预计7月底前完成并网。该项目的工商业储能系统由46台100KW215KWh的储能一体柜以及高压一次、二次系统组合而成。这套系统
北极星储能网获悉,据恒安储能消息,2024年4月29日,江苏恒安储能科技有限公司(简称“恒安储能”)与辽宁省朝阳市北票经济技术开发区正式签订合作协议,宣布将在辽宁省朝阳市北票经开区共同建设一座年产10GWh的锌溴液流储能电池生产基地,一期计划建成投产2GWh。恒安储能与北票市人民政府、朝阳北票经
工业园区是工业经济发展的重要载体。为促进广东云浮工业园区高质量发展,《云浮市工业园区高质量发展促进条例》将于今年5月1日施行。云浮市人民政府副市长梁东海4月29日表示,该《条例》是广东首部专门规范工业园区建设发展的地方性法规,将为工业园区发展加强法治保障。《云浮市工业园区高质量发展促
北极星储能网讯,4月29日,广东省能源局发布关于科翔8GWH钠离子储能电池及相关产品项目节能报告的审查意见。根据公告显示,科翔8GWH钠离子储能电池及相关产品项目采用的主要技术标准和建设方案符合国家相关节能法规及节能政策的要求,原则同意该项目节能报告。项目主要建设内容包括:建设年产8GWh钠离
北极星储能网获悉,4月29日,国电电力湖南新能源开发有限公司储能租赁技术服务公开招标项目中标候选人公示发布,第一中标候选人为大唐华银电力股份有限公司耒阳分公司,投标报价258.5856万元;第二中标候选人为永州协合能源科技有限公司,投标报价264.545万元。国电电力湖南新能源开发有限公司下属风雨
北极星储能网获悉,4月29日,吉林省能源局发布开展2024年新型储能项目入库工作的通知。通知明确,新型储能入库项目分为示范项目和重点项目,示范项目应具备建设条件好且预计在2025年底前投产。原文如下:吉林省能源局关于开展2024年新型储能项目入库工作的通知吉能储能〔2024〕96号各市(州)发展改革
4月28日,特斯拉发文称,将继续在中国深耕,在人工智能、电动车、储能等领域与行业共同发展,加速清洁能源与自动驾驶技术落地,把美好愿景变成现实。
北京市政府参事、中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高在2024中关村论坛年会期间表示,新能源的协同协调发展和互动式发展将是下一阶段中国新型能源体系发展的主基调。在28日国务院参事室主办的2024中关村论坛平行论坛——“创新驱动助力绿色发展论坛”上,欧阳明高表示,中国迎来新能源发展革命的爆发
2024年4月25日,由北极星太阳能光伏网、北极星储能网联合主办的“2024分布式光储创新峰会(江苏站)”在南京隆重召开,会上,中伦律师事务所资深律师王威表示,分布式光伏、储能开发投资中的法律风险主要是三个方面:一是项目合规性,二是房屋合规性,三是其他风险事项。中伦律师事务所资深律师王威在
4月25日,在北极星太阳能光伏网、北极星储能网联合主办的2024分布式光储创新峰会(江苏站)上,上海聚信海聚新能源科技有限公司解决方案部技术总监闫旭对工商业储能开发流程与运营模式进行了深入的解析。上海聚信海聚新能源科技有限公司解决方案部技术总监闫旭近年来,工商业储能受到了广泛的关注和应
负荷端小时级供需不平衡是工商业储能发展的底层需求,未来需求将持续增加!——西安奇点能源股份有限公司市场推广经理苏建锋2024年4月25日,由北极星太阳能光伏网、北极星储能网联合主办的“2024分布式光储创新峰会(江苏站)”正式召开,会议期间,奇点能源市场推广经理苏建锋应邀出席发表了《赋能千
未来储能BMS的发展主要在BMS云计算、提高SOC精度、无线传输架构三个方面。——安富利亚太区工程总监华诗显2024年4月25日,由北极星太阳能光伏网、北极星储能网联合主办的“2024分布式光储创新峰会(江苏站)”正式召开,会上,安富利亚太区工程总监华诗显做了题为《智能引领,高效赋能——安富利BMS方
进一步提升光伏系统的可靠性和经济性,储能行业持续爆发,特别是随着各地峰谷价差进一步拉大,工商业储能已具备良好的经济性,工商业储能解决方案百发齐放,装机量快速增长,工商业储能迈入发展元年。然而,不可否的是,作为时下最为火爆的赛道,分布式光储行业也面临着诸多“成长的烦恼”,如日益捉襟
4月22日,浙江交投中碳环境发布分布式储能项目集成商入围招标,招标需求为分布式储能EPC,项目总体容量为150MWh,预算金额约23250万元,单价约1.55元/Wh。分若干个子项目,具体场景包括但不限于工业厂区、商业综合体以及涉及高速公路各载体(如高速服务区、收费站、管理中心等)。原文如下:浙江交投中
4月22日,上海中星铂尔曼酒店(0.69MW/1.39MWh)分布式储能电站EPC施工竞争性磋商公告发布,项目地点位于天津,本项目为在上海中星铂尔曼酒店投资运营磷酸铁锂电化学储能电站,本期拟建设规模为0.69MW/1.39MWh,建安费用约290万元,项目并网后消纳方式为“削峰填谷”,并网接入04kV电压等级。关于/上海中
2023年我国分布式光伏新增装机近百吉瓦,再度创下历史新高。其中,江苏省可谓备受瞩目,工商业分布式光伏新增装机位列全国第二,且户用光伏挤入前二,成为名副其实的全国第二大分布式光伏市场。然而,分布式光伏的高速狂飙也给电网消纳以及安全带来严重挑战。对此,江苏省也多次下发文件,鼓励分布式光
北极星储能网获悉,据江苏富仁能源科技有限公司消息,2024年4月20日,扬州特材6.45MW/12.9MWh分布式储能电站项目顺利验收成功并网,目前运行稳定良好。该项目位于江苏省扬州市江都区扬州泰富特种材料有限公司厂区内,占地约750平方米,项目采用一体化高度集成集装箱的安装方式建设,容量为6.45MW/12.9M
科学合理设计新型电力系统建设路径是当前重大战略任务,电力体制机制建设是其重要内容,与技术创新、商业模式创新共同驱动新型电力系统发展。源网荷储多向协同、灵活互动、一体化运营是新型电力系统的坚强支撑,分布式电源、储能是重要的技术组成。当前,我国电力市场范围、规模逐步扩大,竞争成效不断
北极星储能网获悉,4月29日,吉林省能源局发布开展2024年新型储能项目入库工作的通知。通知明确,新型储能入库项目分为示范项目和重点项目,示范项目应具备建设条件好且预计在2025年底前投产。原文如下:吉林省能源局关于开展2024年新型储能项目入库工作的通知吉能储能〔2024〕96号各市(州)发展改革
北极星储能网获悉,据平远发布消息,4月26日,广东梅州平远新型智慧独立储能项目即恒运储能项目(一期)动工仪式在梅州平远高新区举行。该项目为广东省2024年首个动工的大型电网侧储能电站,总投资额约为12亿元,其中一期投资额约为4亿元,占地面积达1.6万平方米。项目建设规模为100MW/200MWh,电站将
协鑫能科4月24日在投资者互动平台表示,公司聚焦电网侧储能和工商业储能的开发,通过响应区域的能源系统的规划和电网的政策引导,优选区域,优选项目,公司发挥电网侧储能调峰调频和工商业储能峰谷价差的优势,全力打造具有竞争力的储能业务,推动源网荷储,推动可持续发展,共创绿色未来。目前公司在
北极星储能网获悉,4月23日,内蒙古霍林郭勒高新技术产业开发区增量配电网绿色供电项目220kV输电线路工程及配套116MW464MWh电网侧新型储能项目勘察设计采购招标公告发布。公告显示,招标人为大唐(内蒙古)能源开发有限公司,为中国大唐集团有限公司的全资子公司。公告显示,116MW/464MWh电网侧新型储
北极星储能网获悉,协鑫能科4月24日在回复投资者提问时表示,公司聚焦电网侧储能和工商业储能的开发,通过响应区域的能源系统的规划和电网的政策引导,优选区域,优选项目,公司发挥电网侧储能调峰调频和工商业储能峰谷价差的优势,全力打造具有竞争力的储能业务,推动源网荷储,推动可持续发展,共创
北极星储能网获悉,据内蒙古电力集团阿拉善供电公司消息,4月17日,阿拉善首个电网侧独立新型储能项目接网工作座谈会在内蒙古电力集团阿拉善供电公司顺利召开,上海融和元储能源有限公司(简称“上海融和元储”)项目负责人、该公司领导及该公司计划发展部相关专业人员参加会议。会上,上海融和元储就
北极星储能网获悉,据古韵沟墩消息,4月18日,江苏省盐城市阜宁县沟墩镇与协鑫能源科技股份有限公司在协鑫苏州总部就200MW/400MWh电网侧大型储能电站项目举行签约仪式。
北极星储能网获悉,4月19日,河北燕赵兴泰储能科技有限公司第一期110MW/240MWh钒锂结合电网侧独立储能电站项目EPC总承包工程项目招标公告发布。公告显示,兴泰公司200MW/800MWh钒锂结合电网侧独立储能电站项目占地约100亩,总建筑面积约10100平方米,主要建设200MW/800MWh钒锂结合电网侧独立储能电站项
近日,由内蒙古赤峰市能源局组织申报的大唐赤峰康家营150MW/600MWh电网侧独立新型储能电站示范项目顺利通过自治区能源局组织的评估论证,并纳入自治区第一批电网侧独立新型储能电站示范项目清单。项目位于敖汉旗古鲁板蒿镇康家营村,占地面积80亩,计划投资7.46亿元,预计今年7月底前完成征占地手续办
4月9日,内蒙古电力集团公司首个独立的电网侧储能示范项目——乌兰察布源网荷储电网侧储能科技示范项目一次并网成功,标志着电池储能在电网侧应用迈出关键一步,也刷新了内蒙古电网分布式储能在电网侧领域应用的崭新记录,为构建新型电力系统再添新范本。乌兰察布源网荷储电网侧储能科技示范项目作为自
北极星储能网获悉,协鑫能科4月15日在回复投资者提问时表示,公司集中开发了一批电网侧储能电站项目,并根据项目进度积极推进相关的建设工作。目前在建的电网侧储能电站项目13个,主要分布在江苏、宁夏等地区。另外公司在浙江建德的2.4GW抽水蓄能项目去年也开始动工。公司正在加快开发和建设分布式光伏
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!