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
当前大规模户用光伏接入低压配电网已成为必然趋势,然而高渗透率户用光伏并网将引起电压越限等严重的电压问题。在低压配电网中合理配置储能可以有效缓解上述问题,同时信息通信技术是储能消纳光伏的重要保证。针对目前信息系统和物理系统分开进行规划的现状,该文提出了一种基于二层优化模型的协同规划方法对含高比例光伏低压配电网的储能系统与通信网络进行优化配置。上层以年费用最小为目标优化配置储能和无线通信终端,其中储能采用分布式控制策略;下层根据上层的结果进一步对通信拓扑进行优化,提高控制性能的同时降低通信网络的复杂度。通过算例仿真验证了所提信息系统与物理系统协同规划方法的经济性和有效性。
0 引言
为了缓解全球能源危机和环境污染问题,以光伏发电为代表的可再生能源开发和利用得到了大力发展[1-2]。目前,低压配电网户用光伏并网数量呈现出快速增长的趋势,然而高渗透率光伏并网造成的电压越限和电压波动问题严重影响了低压配电网的正常运行。储能系统(energy storage system,ESS)具有削峰填谷和充放电响应速度快的能力,通过合理配置储能可以有效缓解光伏并网引起的电压越限和波动问题[3-5]。同时,信息通信技术的快速发展及利用大大提高了配电网协调物理元件和消除电压问题的能力。随着电网信息系统与物理系统的不断融合,当前信息物理系统(cyber physical system,CPS)[6-8]已成为研究热点。因此,研究储能系统和通信网络的协同规划对于高比例户用光伏的消纳具有重要意义。
传统的储能配置多关注储能的位置和容量等物理系统的配置。文献[9]提出了一种以综合经济效益最大为目标的储能和需求侧响应联合规划的双层模型,对储能和可中断负荷进行规划的同时考虑它们在系统中运行的实际情况,增加了目标函数计算的准确性。为了应对负荷和分布式电源出力的随机性,文献[10-11]采用概率规划方法对储能进行配置,并进一步确定了不同负荷状态下储能的优化运行结果。可见在规划时考虑储能的运行控制是非常必要的,上述研究均采用集中型控制。集中控制需要大量的数据传输和密集的计算,同时容易受到通信故障的影响。实际上,在含高比例户用光伏的低压配电网中分布式控制是更常用的储能控制方式。在分布式控制中,每个节点通过和相邻节点进行通信以及少量的计算获得控制信号,既可以实现协调优化,又对局部的通信失败具有很高的鲁棒性。其中,一致性算法是分布式控制中常用的一种方法,其收敛结果通过多次迭代获得并且收敛速度由通信网络拓扑决定[12]。文献[13-14]提出了基于一致性算法的储能分布式控制策略。然而,这些控制方法都没有考虑通信网络对于储能控制的影响。
另一方面,也有一些文章对配电网信息通信系统的规划进行了研究。通常来说,通信拓扑的规划主要关注如何构造最小的能量路径[15]。文献[16]提出了一种最小能量路径保留的拓扑控制算法,旨在最小化无线传感器网络中数据传输所需的能量,有利于延长通信网络的寿命。文献[17]通过一种进化的多目标优化方法对通信拓扑进行优化,目标函数包括最小化能量损耗,最大化覆盖面积和最小化活跃节点的个数。上述文献仅对通信网络的拓扑进行优化,而未考虑信息系统对物理系统的影响。
综上,目前的研究多采用物理系统和信息系统独立规划的思路对物理信息融合的系统进行规划,没有考虑两者之间的相互影响。针对高比例户用光伏的消纳问题,本文提出了一种基于分布式控制的储能及通信网络二层规划模型,通过上下层迭代优化,实现了储能及通信网络的协同规划。最后通过算例仿真验证了本文所提方法的有效性。
1 低压配电网的CPS结构
为了应对高比例光伏并网引起的电压越限问题,配电网需要有效地协调不同的储能设备。其中信息系统是实现储能分布式控制的重要保证,同时低压配电网也逐渐从单纯的物理系统向CPS转变。
从微观来看,分布式控制中单一的储能控制单元是信息与物理的集合体,将其称之为一个智能体。图1是一个ESS的信息与物理的耦合关系图。储能分布式控制的过程如下:
1)传感器量测就地的物理状态量(包括电压、功率以及储能的SOC等),并将这些物理状态量转换为数字信息,这些数字信息一方面通过通信终端发送给其余的智能体,另一方面传递给控制器。
2)控制器接收来自于本地传感器的数字信息以及来自其余智能体的数字信息并进行相应的评估和计算,在获得对应的控制信号后传送给驱动器。
3)驱动器将控制信号转化为物理的驱动信号并作用于ESS。
4)ESS调节功率输出并进而影响自身以及网络的状态变量。
图1 智能体的信息物理结构
Fig. 1 Cyber-physical structure of ESS agent
从宏观上看,储能的分布式控制通过配电网物理层和信息层的相互作用实现电压调节的目的。图2是低压配电网的分层信息物理结构,物理层与信息层相互作用达成控制目标。例如,当网络中的某个节点出现电压越限问题时,该节点会通过信息层将越限问题扩散至网络中的其余智能体,其余智能体根据控制模型计算出参考输出后反馈至物理层。通过信息层和物理层之间的相互作用和迭代从而消除风险,稳定网络电压。
图2 低压配电网的分层信息物理结构
Fig. 2 Layered cyber-physical structure of low-voltage distribution network
2 储能的分布式控制
通过调节储能的充放电功率控制电压是一种有效的电压控制手段。分布式控制能有效避免集中控制的缺点,被广泛用于解决低压配电网电压问题。其中,一致性算法是最常用的分布式控制算法。一致性算法通过个体与相邻个体之间的信息交互,达到所选定一致性变量的协同,迭代计算在本地控制器中进行,因此计算量与通信量较小[18]。一致性算法具有简单、易于实现、计算速度快等优点,适合求解对通信条件要求不高的分布式控制问题[14]。由于低压配电网的通信条件、计算能力有限,因此本文采用一致性算法对不同储能设备的SOC进行分布式控制。
2.1 基于一致性算法的储能控制策略
图2中各储能单元之间通过通信网络实现信息的传播和交互。利用有向图GC={V,E}来描述通信网络的连接,VV为通信终端的集合,E⊆V×V为通信路径的集合,(i,j)∈E表示节点ii可以接收节点jj的信息。将所有可以向节点ii发送信息的节点个数称为节点ii的“入度”,记为D+iDi+。同理,将所有可以接收节点ii信息的节点个数称为节点ii的“出度”,记为D−i。如果对于图GCGC中任意两个节点i,j∈V,i≠j,均存在从节点ii到节点jj的通信路径,则称该图为强连通图[19]。
一致性算法的本质是通过节点之间的信息交互,更新各节点的状态变量,使各节点的状态变量收敛于稳定的共同值。令节点ii的状态变量为xi(k),其中k为迭代次数。在分布式控制中,各节点的状态变量根据其邻接节点的状态变量进行调整,随着kk的增加,节点的状态变量趋于一致,当所有节点的状态变量达到一致时系统收敛。一致性算法可以描述为
当图GC为强连通图时,式(1)所示的一致性算法可以实现渐进收敛,且收敛结果是一个与通信拓扑无关的常数[20]。
由于各个储能的安装容量存在差异,为了实现储能的最大化利用,本文以储能SOC作为一致性变量。当发生电压越限时,储能系统通过充电或者放电实现对节点电压的调节。由于末节点更容易出现电压越限,因此本文将末节点作为参考节点。
设t时刻末节点电压为Uend,t,当Uend,t超过电压上限UmaxUmax时,为了使电压满足约束,则有
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。
5100米!雪域高原上的光储奇迹,比亚迪储能护航超高海拔光储电站运行!海拔5100米的雪域高原上,一座占地800余亩的光储电站在蓝天白云映衬下格外耀眼,这座世界海拔最高的高寒光储电站,正涌动着强劲的绿色电能源源不断地奔向千家万户。
北极星储能网获悉,5月6日,中山市人民政府办公室发布关于印发《中山市降低制造业成本推动制造业高质量发展若干措施》(以下简称《措施》)的通知。《措施》指出,推广使用用户侧储能。在安全可靠前提下,鼓励工商业企业和产业园区配置用户侧新型储能,支持精密制造、公用事业、金融证券、通信服务等行
5月9日,明阳智能子公司无锡明阳氢燃动力科技有限公司(简称“明阳氢燃”)自主研发的“木星一号”纯氢燃气轮机燃烧室试验取得圆满成功,连续烧氢10小时。这是目前国内最长周期、最大流量的纯氢燃烧室测试,是我国自主研发纯氢燃气轮机和10小时以上新型长时储能技术的关键一环。此次试验,各项参数达到
5月10日,江苏省盐城市发改委发布《关于开展2024年盐城市新能源产业融合集群发展试点专项资金项目申报工作的通知》。文件提出,围绕《盐城市新能源产业融合集群示范实施方案》确定重点培育发展的风电、光伏、氢能、储能等产业链,支持重大核心关键技术攻关项目、重大产业化项目、重大创新平台项目、应
北极星储能网获悉,5月9日,深圳市星源材质科技股份有限公司发布公告称,公司董事会于2024年5月9日收到公司副总经理吴骏先生提交的辞职报告,吴骏先生由于个人原因申请辞去公司副总经理职务。辞职后,吴骏先生不再担任公司任何职务。吴骏先生的辞职不会影响公司经营管理的正常运行。原公告如下:
5月10日,苏州新锐合金工具股份有限公司新建1.5MW/3MWh储能项目招标公告,项目施工总承包预算为480万元,折合单价1.6元/Wh。苏州新锐合金工具股份有限公司新建1.5MW/3MWh储能项目招标公告受苏州工业园区新储新能源有限公司的委托,江苏筠汇项目管理咨询有限公司对其所需的苏州新锐合金工具股份有限公司
北极星储能网获悉,5月10日,中国电建山东电建公司宁夏电建青海塔拉255MW/1020MWH电化学储能电站项目二次设备采购项目中标/成交公示发布,南京南瑞继保工程技术有限公司中标。据了解,青海海南塔拉储能项目位于海南藏族自治州共和县光伏园区塔拉滩,项目规模255MW/1020MWh电化学储能电站。据悉,该项目
北极星储能网获悉,2024年5月8日,全球知名储能系统集成商Fluence发布Q1季度财报,尽管净利润仍然亏损,但其毛利率由明显提升,而且最新发布的储能系统新品获得了市场高度关注。数据显示,Fluence在第一季度实现营业收入约为6.231亿美元,较去年同期下降约11%。与此同时净利润亏损约为1290万美元,不过
2023年全年美国储能装机为8.74GW/25.98GWh,而美国储能市场主要集中在加州与德州,占营运中的全国储能容量的70%以上。加州、德州的储能市场的变化一定程度上反应了美国储能市场的变化。当地时间5月8日,德州电力可靠性委员会(ERCOT)数据显示,德州现货电价在7点前飙升至3000+美元/MWh,与前一晚32美元/
近日,西藏发布了《西藏自治区2024年今冬明春电力保供方案》(以下简称《方案》)。《方案》指出,经测算,自治区今冬明春全区最大负荷约290万千瓦,目前电网综合供受电能力约260~265万千瓦(电源可调约162~167万千瓦+青藏、川藏目前受电能力约115万千瓦-系统备用17万千瓦),最大电力缺口约25~30万千瓦
5月10日,海纳特电(厦门)港口储能二期项目招标公告发布。项目位于福建厦门,预算866.46万元,两包段合计规模4126kW/8252kWh,折合单价1.05元/Wh。合同包1拟采购10套115kW/230kWh模块化分布式储能系统,总规模1150kW/2300kWh,采购预算241.5万元;合同包2拟采购16套186kW/372kWh模块化分布式储能系统
北极星储能网获悉,月日,福建福州市发展和改革委员会等五部门关于印发《外贸出口优势产业提升工作方案(2024-2025年)》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,未来产业。推进元宇宙产业园区规划建设,打造城市元宇宙基础设施平台,培育发展VR/AR技术和产品研发生产、元宇宙办公、元宇宙游戏、元
全球储能专家EkuEnergy宣布推出Hirohara电池储能系统(BESS),位于宫崎县宫崎市OazaHirohara。这款30MW/120MWh电池是Eku在日本的首座电池储能,该公司已与东京燃气公司就该项目达成了20年的承购协议。施工计划于2024年下半年开始,电池预计将于2026年7月开始运行。一旦投入使用,BESS将能够存储足够的
北极星储能网获悉,2024年5月8日,全球知名储能系统集成商Fluence发布Q1季度财报,尽管净利润仍然亏损,但其毛利率由明显提升,而且最新发布的储能系统新品获得了市场高度关注。数据显示,Fluence在第一季度实现营业收入约为6.231亿美元,较去年同期下降约11%。与此同时净利润亏损约为1290万美元,不过
5月10日,海纳特电(厦门)港口储能二期项目招标公告发布。项目位于福建厦门,预算866.46万元,两包段合计规模4126kW/8252kWh,折合单价1.05元/Wh。合同包1拟采购10套115kW/230kWh模块化分布式储能系统,总规模1150kW/2300kWh,采购预算241.5万元;合同包2拟采购16套186kW/372kWh模块化分布式储能系统
北极星储能网获悉,据先控电气消息,近日,广东鹤山华鳌合金新材料公司10MWh储能电站项目顺利开工,预计7月底完成并网工作。该项目由北京华夏新能投资,全系应用先控电气自研、自产储能产品。项目总装机容量为4.6MW/9.89MWh,设2个并网点,共配置46套100kW/215kWh一体化储能系统,以实现高峰时期储能电
北极星储能网获悉,据华阳新材料集团消息,华阳股份旗下的华钠芯首台套50千瓦/100千瓦时钠离子电池工商业储能柜下线。50千瓦/100千瓦时钠离子电池工商业储能柜功率为50千瓦,容量为100千瓦时,使用钠离子方形铝壳电芯,采用独立储能柜风冷设计,其中包含10个钠离子电池Pack包风冷插箱,柜体内集成全氟
近日,在遥远的青海省海西蒙古族藏族自治州德令哈市西侧,中核汇能海西克鲁克电网侧电化学储能电站项目成功签约,该项目采用了天合储能的Elementa2柔性电池舱作为75MW/300MWh储能电站的全部配置,这不仅是对天合储能产品品质的肯定,也深度契合了青海的绿色发展理念。青海作为中国重要的新能源产业基地
北极星储能网获悉,5月8日科力远发布投资者关系活动记录表。科力远表示,预计今年是公司储能板块业务爆发的元年。在获得上游锂矿资源的基础上,公司在过去一年中,公司在储能产业创新联合体和储能产业基金推进方面取得了较大进展,公司牵头组建的储能产业基金,目前已完成母基金的成立和备案;同时正在
北极星储能网获悉,据阿特斯阳光电力集团消息,阿特斯阳光电力集团(CanadianSolarInc.,NASDAQ:CSIQ,以下简称“阿特斯集团”或“公司”)2024年5月8日发布新闻宣布,在日本首次长期脱碳电源拍卖(LTDA)中成功中标三个电池储能系统(BESS)项目,总容量达到193兆瓦。此次中标的三个项目分别位于青森县、福
4月29日,星源能投控股2024年度第二批框架采购招标,项目资金9000万,地点位于江苏省南京市,拟采购500台100kW/200kWh的工商业户外一体化储能设备,设备总容量为50MW/100MWh。折算下来,该项目的工商业储能价格为0.9元/Wh。从工商业储能价格走势来看,去年上半年主流的工商业储能系统价格还在1.4元/Wh
目前电力市场设计的一个基本原则是需要促进边际成本(传统上计算为燃料成本乘以热力发电效率)的真实投标,以最大限度地提高市场效率。在上述的电力市场机制中将储能系统边际成本理解为:机会成本衰减成本于是,针对衰减成本的衰减定价必须建立在一个预测模型的基础上,该模型可以平衡那些储能固有复杂
5100米!雪域高原上的光储奇迹,比亚迪储能护航超高海拔光储电站运行!海拔5100米的雪域高原上,一座占地800余亩的光储电站在蓝天白云映衬下格外耀眼,这座世界海拔最高的高寒光储电站,正涌动着强劲的绿色电能源源不断地奔向千家万户。
作为我国乃至全球光伏行业一年一度的国际盛会,自2018年起,中国国际光伏产业大会已连续成功举办六届,吸引了全球40多个国家和地区近5000家光伏全产业链龙头企业参会参展,得到了海内外近200家媒体聚焦报道,已成为我国西部地区规模最大、规格最高的国际光伏盛会。随着绿色低碳发展成为全球共识,光伏
北极星储能网获悉,5月10日,中国电建西北院国投申腾喀什泽普县80万千瓦光伏治沙一体化项目储能设备采购项目成交公示发布,中国石油集团济柴动力有限公司中标该项目。据了解,国投申腾喀什泽普县80万千瓦光伏治沙一体化项目总投资约33亿元,占地规模2.26万亩,装机规模是80万千瓦光伏配套8万的电化学储
北极星储能网获悉,5月7日飞荣达发布投资者关系活动记录表。飞荣达表示,公司在新能源业务方面,汽车领域约占三分之二,光伏储能约占三分之一,去年光伏领域发展并不是特别好。按产品来看,跟汽车相关的,公司有产品持续在交付,有一些新产品超级快充桩的液冷散热器、电控电机散热器、RTM公司也都有在
5月9日,宁东发电2024第5标段(2024年宁夏京能宁东新能源有限公司150MW光伏电站储能租赁服务项目)招标公告发布,招标人为宁夏京能宁东发电有限责任公司。宁东发电2024第5标段(2024年宁夏京能宁东新能源有限公司150MW光伏电站储能租赁服务项目)招标公告(招标编号:ZBA122400501)项目所在地区:宁夏
北极星储能网获悉,北京时间5月4日晚,股神巴菲特在伯克希尔·哈撒韦公司(BerkshireHathaway)2024年度股东大会表示:若(电池储能技术)没有突破,太阳能永远不会是唯一的电力来源。巴菲特和接班人阿贝尔发言时提到,内达华目前依靠两台燃煤机组作为辅助、以保证电力可靠供应,但未来一年最后两台燃
北极星储能网获悉,5月6日,中国安能一局港北大圩风光互补光伏发电项目一期工程EPC总承包工程储能装置设备采购项目中标结果发布,国能信控互联技术有限公司以3390万元中标该项目,折合单价0.8475元/Wh。国能港北大圩风光互补光伏发电项目一期工程建设地点位于广西壮族自治区贵港市港北区大圩镇境内,场
近日,三峡能源盂县100兆瓦光伏+储能项目启动全容量并网发电,为三晋大地提供源源不断的绿色能量。该项目位于山西阳泉市盂县上社镇,占地面积3318亩,为山地光伏工程,采用分块发电,集中并网的模式。项目建设内容主要包括光伏区、35kV集电线路、220kV升压站工程,配套建设220kV外送线路工程。项目全面
4月27日,乌兹别克斯坦塔什干光储项目一期200兆瓦光伏工程首批首次并网发电成功。乌兹塔什干光储项目位于乌兹别克斯坦塔什干市东北郊区(塔什干新城规划区域内),由中国能建国际集团、浙江火电和安徽院组成的联营体共同实施,中国能建科技公司所属华东电力试研院负责调试。项目包含一期200兆瓦光伏,
北极星储能网获悉,4月29日,甘肃敦煌一光伏配套储能项目22.5MW/90MWh储能系统设备采购开标,最低报价约0.54元/Wh,打破了3月初的开标价格0.564元/Wh,成为当前储能行业最低报价。据悉,此次开标的项目是新能源配套储能项目,位于甘肃省敦煌市光电产业园区内。本次采购规模为储能系统设备22.5MW/90MWh
当淘汰赛开启,企业如何找到生存之道?光伏市场“高热”转“降温”,产业链上下承压。企业从“躺赚”到不得不“杀价”、“清库存”,当淘汰赛开启,应该如何应对?欧洲市场急转弯:从需求爆发到库存压力分应用场景看,光伏不仅应用在大型电站和工商业场景,也应用在个人和家庭场景,后者在投资和部署上
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!