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。
10月9-11日,远东电池亮相2024年马来西亚绿色能源展览会。该展会是东南亚最有影响力的绿色科技能源展览会,是东南亚绿色可持续能源的发展交流平台。本次展会远东电池携户用储能、工商业储能、发电侧储能等多个应用场景产品亮相,同时携带远东电缆产品亮相,吸引大量现场客户的参观及询问。PowerXW5低压
10月10日,广东省能源集团贵州有限公司粤黔新能源分公司发布贵州望谟粤黔广能新能源有限公司望谟县大观拉洋一期农业光伏电站储能租赁项目公告,项目位于贵州省黔西南布依族苗族自治州望谟县大观镇境内,配套储能容量10MW/20MWh,租赁期限暂定为三年,租赁期采用1+1+1模式,首年租赁起始日以合同签订日
全球储能市场已由快速发展期进入深度洗牌期。一方面,具备技术实力与产品竞争力的头部储能企业,或在全球范围内迎接新一轮的订单高峰,或通过海外建厂、增加项目投资等方式灵活调整自身经营战略,进一步夯实核心竞争力。另一方面,许多技术落后、资金不足等实力较弱的储能企业,在日益激烈的市场竞争中
10月10日,广州储能集团有限公司发布广州珠江天然气电厂黑启动(含FCB功能)及调频储能项目设备采购招标公告,项目位于广东省广州市南沙区广州珠江天然气发电厂内。黑启动调频储能项目技术方案设计为24MW/48MWh电化学储能+2MW×5min超级电容混合储能系统。项目最高投标限价人民币3195.6万元,其中磷酸
北极星储能网获悉,10月8日,浙江恒发新能源有限责任公司用户侧储能运维服务项目(第二次)中标候选人公示。公示显示,中标候选人分别为浙江展凤能源科技有限公司、浙江晟茂新能源科技股份有限公司,中标价格分别为15200元/MWh/年、17000元/MWh/年。原文如下:浙江恒发新能源有限责任公司用户侧储能运
北极星售电网获悉,10月11日,国家能源局云南监管办公室发布了关于印发《云南电力市场监管实施办法》的通知,云南电力市场监管对象为参与省内和跨省跨区电力中长期市场、现货市场、辅助服务市场、容量市场等各类电力市场成员。电力市场成员包括电力交易主体、电力市场运营机构和提供输配电服务的电网企
北极星储能网获悉,10月10日,陕投木垒13.125万千瓦/52.5万千瓦·时储能项目EPC工程总承包中标候选人公示。中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司以36507.80467万元报价位列第一中标候选人,折合单价0.695元/Wh;中车株洲电力机车研究所有限公司以33705万元报价位列第二中标候选人,折合单价0.642元/
伴随着欧洲可再生能源转型步伐的加速,工商业储能发展在能源市场发展中变得愈发重要。工商业储能系统的发展不仅可以增强能源运营弹性,管理降低能源成本,同时,还可以整合可再生能源资源,推动欧洲能源“脱碳”目标的实现。本文主要分析工商业储能如何助力欧洲企业实现财务、运营和可持续发展目标,同
10月8日,国家能源局发布关于公开征求《电力辅助服务市场基本规则》意见的通知。《征求意见》指出独立储能、自备电厂、虚拟电厂等“发用一体”主体,在结算时段内按综合上网(下网)电量参与发电侧(用户侧)辅助服务费用分摊。今年7月,国家发改委、国家能源局及国家数字局联合发布了《加快构建新型电
北极星储能网获悉,10月8日,百川电力河南省三门峡市湖滨区共享储能项目举行了开工仪式。项目建设规模为100MW/200MWh,配套建设升压站一座,项目占地面积约25亩,项目建成后预计每年参与电网调峰350次以上,充分发挥储能削峰填谷功能,可有效缓解河南省及三门峡市地区电力供应及新能源消纳紧张局势,提
据国网浙江省电力有限公司10日消息,今年国庆期间,浙江省全行业用电量96.5亿千瓦时,同比增长3.1%。其中,第三产业用电量19.4亿千瓦时,同比增长2.9%。该省消费品“以旧换新”加码加力,零售业用电总量2.6亿千瓦时,同比上升3.7%,消费市场稳中向好,持续升温。10月7日,携程旅行发布《2024年国庆旅游
北极星储能网获悉,10月9日晚间,宁波能源发布公告,因市场变化等原因,业主方国科能源(滁州)有限公司(以下简称“国科能源”)产能布局调整,公司全资子公司宁波朗辰新能源有限公司(以下简称“朗辰新能源”)拟投资建设的定远县双创产业园25MW/100MWh储能项目无法达到预期收益,朗辰新能源拟对项目
北极星储能网获悉,10月8日,蜀道投资集团2024年第一批高速公路分布式储能EPC工程总承包项目项目中标候选人公示,项目总装机规模为8000kW/17960kWh。第一中标候选人:四川新永一集团有限公司,投标报价2173.44736万元,折合单价1.21元/Wh;第二中标候选人:山东省工业设备安装集团有限公司,投标报价21
北极星储能网获悉,9月29日,安徽区域2024-2025年度分布式光伏发电及储能项目EPC总承包招标公告发布。安徽新奥能源发展有限公司对安徽省范围内,50MW分布式光伏项目和200MWh储能项目进行EPC承包商招标,其中储能设备由招标人提供。单个储能项目装机容量超过5MWh不在本次招标范围内。项目概况:分布式光
9月30日,安远县工业园区分布式工商业储能项目公开招标公告,项目招标人为安远县城投新能源发展有限公司,项目位于江西省赣州市安远县,本项目为在安远县工业园区内企业安装约6.4MWh的工商业储能项目,项目总投资800万元,折合单价1.25元/Wh。
北极星储能网获悉,9月26日,河南省交通运输厅等十六部门印发《河南省推动交通运输领域设备更新实施方案》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,公新建高速公路服务区按照不低于停车位数量40%比例配建快速充电基础设施,或预留建设条件。普通国道服务区新建充电基础设施应满足8辆以上电动汽车同
北极星储能网获悉,9月14日,四川巴中市经济和信息化局关于市政协五届三次会议第147号提案办理情况的函。文件提出,加快推进虚拟电厂建设,探索布局分布式光伏、新型储能,建设绿色工厂、零碳园区。六是加大中小企业培优力度,积极落实兑现中小企业发展优惠政策;支持企业创新升级,鼓励申报高新技术企
北极星储能网获悉,9月14日,蜀道投资集团发布2024年第一批高速公路分布式储能EPC工程总承包项目公开招标公告。公告显示,项目总装机规模为8000kW/17960kWh,本项目位于四川省境内,共涉及12条高速公路44个设备安装点。计划采用模块化储能系统进行集成。项目总投资21911200.00元,折合单价约为1.22元/W
北极星储能网获悉,9月10日,重庆市发展和改革委员会发布关于市政协六届二次会议第1118号提案的复函。资料显示,全面落实延续和优化实施的阶段性税费优惠政策。鼓励工业企业合理优化调整生产时序错峰用电,支持民营企业投资建设分布式光伏和分布式储能项目,综合降低用电成本。原文如下:重庆市发展和
北极星储能网获悉,9月12日,塔牌集团在业绩说明会上表示,近年来水泥市场需求不断下降,竞争进一步加剧,水泥价格低位徘徊,行业效益大幅下滑,为应对市场竞争,对内继续推进降本增效工作,具体将通过建设光伏储能项目、加强节能减排绿色生产等主要措施来控制成本。一是通过建设光伏发电和储能项目降
北极星储能网获悉,9月11日,江苏苏州工业园区发布《关于组织2024年园区光伏和储能项目补贴申领的通知》,明确对列入计划项目发放补贴,申报截止至9月27日。资金原则上以数字人民币形式拨付。据悉,根据《苏州工业园区进一步推进分布式光伏发展的若干措施》(苏园管〔2022〕4号),支持光伏项目配置储
北极星储能网获悉,9月11日,四川宜宾发布叙州区碳中和绿色能源分布式光伏发电示范应用及用户侧储能项目EPC招标。项目规划建设装机容量暂定40MW,用户侧储能容量15MWh。值得注意的是,本项目根据固定综合装机单瓦价格和固定综合储能单瓦时价格据实结算,即按实际直流侧装机容量和储能容量结算(结算时
北极星储能网获悉,截至今年9月,江苏累计建成投运新型储能项目装机规模达561.3万千瓦,较2023年底增长超过400%。全省新型储能总装机容量的98.8%均为电化学储能,其中电化学储能规模全国第一。据了解,江苏省将新型储能产业列入“1650”产业体系,是全省重点培育的50条产业链之一。并且预计年底前,江
按照内蒙古自治区能源局《关于取消巴彦淖尔市国电投乌拉特中旗钠离子电池电网侧储能示范项目的复函》(内能源电力函〔2024〕1630号)要求,10月7日,巴彦淖尔市能源局委托第三方公司对乌拉特中旗德岭山500千伏变电站电网侧储能项目进行了评优,排序情况如下:1.内蒙古淖尔能源开发有限公司2.内蒙古新远
9月18日,经过近一个月的调试,河南许昌220千伏掣升储能电站一期工程正式并网,标志着许昌市首个电网侧集中式储能电站投入运行。该电站是今年河南省建成的电网侧容量最大的独立储能电站。220千伏掣升储能电站位于许昌市鄢陵县,全站采用磷酸铁锂电池,总装机容量45万千瓦/60万千瓦时,一期装机容量10万
北极星储能网获悉,9月27日,广东汕头市发展改革局出台全市推动新型储能产业高质量发展行动方案。文件明确,推动新型储能多场景应用。支持电源侧“新能源+储能”储能应用。结合风电、光伏发电等资源开发,实施“新能源+储能”开发模式。2022年以后新增规划的海上风电项目以及2023年7月1日以后新增并网
北极星储能网获悉,9月25日,四川达州市达川区区委书记倪欣在蓉开展招商引资活动,会见在达川投资意向明确的企业代表,实地考察有关企业。倪欣会见了深圳埃克森新能源科技有限公司董事长尤军,双方围绕在达川投资项目开展交流洽谈。会上,深圳埃克森储能科技有限公司表示,公司拟在达川投资约13亿元,
北极星储能网获悉,9月26日,内蒙古乌兰察布市化德县人民政府发布盛德新能源有限公司化德县电网侧独立储能示范项目社会稳定风险评估征求公众意见公示。文件显示,化德县电网侧独立储能示范项目位于乌兰察布市化德县境内,距离县城约5km,项目规划建设100MW/400MWh储能,规划建设100MW/400MWh储能,共建
北极星储能网获悉,9月25日,甘肃省民乐县发改局发布民乐县加力建设国家重要综合能源基地实施方案(征求意见稿)。文件提出,推进新型储能规模化发展。抢抓新型储能产业发展政策,推广示范电化学储能、压缩气体储能、重力储能、飞轮储能等多元化新型储能技术,推动多技术新型储能在源网荷侧合理布局。
北极星储能网获悉,9月29日,甘肃瓜州宝丰开关站2500MW/10000MWh电网侧储能电站办理《建设用地规划许可证》公示发布。公示信息显示,项目建设地址为宝丰硅材料厂址东北侧约1.5公里处,项目建设单位为瓜州县储能科技有限公司。此外,瓜州宝丰开关2500MW/10000MWh电网侧储能电站(本期750MW/2100MWh共享储
北极星储能网获悉,9月11日,宁夏沙坡头区人民政府发布中能建投沙坡头区麦垛山一期220MW/880MWh电网侧共享储能项目社会稳定风险评估报告的公示。公示显示,建设单位为宁夏中卫市中能建投新能源有限公司。工程总投资约72000万元,建设地点为中卫市沙坡头区镇罗镇。项目建设220MW/880MWh储能电站一座,建
9月10日,全球领先的储能解决方案供应商天合储能与北美知名储能项目开发商及业主LightshiftEnergy(简称“Lightshift”)共同宣布,双方合作的、位于马萨诸塞州的四座电网级储能电站已全部顺利交付、并完成安装调试。这些电站均采用包括TrinaStorageElementa金刚系列电池舱在内的一体化AC侧集成解决方
北极星储能网获悉,9月19日,甘肃定西市发改委发布征求《定西市电力发展规划(征求意见稿)》意见,文件提到,定西市储能建设方案,其中总规划、在建储能项目规模最低为2080MW/4860MWh。其中,“十四五”至“十五五”期间,定西市新增新能源项目装机规模达到730万千瓦,需要配置电源侧储能至少为73万千
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!