储能配置

新型电力系统下储能电站的发展方向共分三个部分演讲： 一、介绍新型电力系统和储能电站的背景情况； 二、讲解新型电力系统储能的需求，1、电力系统调频， 2、电力系统调峰， 3、提高新型电力系统的惯量和短路比，4、储能配置的要求和比例； 三、介绍和讲解储能电站的发展方向，1、峰谷电价差和充放次数，2、储能电站技术规范，3、电化学储能电站及储能电池分类，4、储能电站发展方向。

在考虑新能源不确定性和用户碳排放的基础上，提出一种考虑经济、清洁的冶炼企业储能多目标定容优化方法，建立储能双层优化模型，上层模型对已经或计划安装新能源的冶炼工业大用户进行储能配置优化，下层模型对储能时序出力进行优化。首先，基于风、光、储三者的充、放电特性，分别构建风、光出力的随机不确定模型和储能充放电模型；其次，建立冶炼行业碳排放核算模型，根据用户产量、电力负荷情况计算碳排总量及电力消耗产生的碳排量，给出对应的减碳策略；然后，基于潜在的碳排放成本，制定以经济效益最大、成本及碳排放总量最小为多目标，考虑系统安全运行约束下的企业储能最优容量；最后，以某炼铜企业为例，采用所提方法优化阶梯容量的风、光新能源接入下的储能容量，仿真结果验证了所提方法的有效性。

为有效提高风电入网的经济性和可行性，文中提出一种考虑风电典型场景概率的电热混合储能优化配置方案。首先通过场景分析，利用K-means聚类法将大量风机历史出力数据简化为6个典型出力场景，确定各场景发生的概率，其中聚类数目由肘部曲线法和Dunn指数法综合确定；其次提出电热混合储能系统控制策略，建立适用于多场景的风储联合系统模型；最后，以经济性成本最低与弃风量最小为目标，建立包含电、热负荷综合响应的容量配置优化模型，并将场景概率以权值的形式加入到目标函数中，采用粒子群算法求解模型。通过仿真分析和与其他储能配置场景对比，发现所提配置策略能够提高风电利用率约16.12%，同时减少系统综合成本约43.76%，验证了所提策略的合理性和有效性。

位于配电网薄弱区域的农村常常存在供能可靠性不足的问题，导致接入大规模光伏的多能互补系统难以在此类地区广泛开展。储能系统作为新型能源系统融合的纽带，能够有效提升此类地区的供能可靠性。为此，文中提出一种面向薄弱配电网的农村多能互补系统(rural multi-energy complementary system,RMES)储能协同优化配置策略。首先，明确包含生物质废弃物能源转化系统的RMES架构。然后，以系统缺供损失成本作为评判依据，提出一种储能配置评价准则。最后，建立计及储能全生命周期成本的RMES多元储能协同优化配置模型。针对该模型的特性，将其解耦转化为包含规划-运行两阶段的双层优化模型，并采用粒子群算法和Gurobi求解器相结合的混合策略进行求解。算例分析表明，所提储能配置评价准则有效激发了RMES配置储能的积极性。此外，构建的多元储能协同配置模型使得RMES表现出更好的经济效益和环境效益，并且在提升系统运行可靠性方面具有优越性。

面向新能源场站的分散式储能具有容量小、分散广、部署灵活、方便扩容等特点，降低了电池聚集所导致的事故危害隐患、规避了征地费用与配套建设成本高的问题，既可以针对节点进行精细化管理，又可以集群化控制，帮助新能源场站改善涉网性能、减少考核成本、提升发电效能。首先，基于“分散布置，集中控制”原则提出一种分散式储能集群化控制策略，将分散式储能虚拟成为集中式储能的形式，并根据储能荷电状态与健康状态对功率指令进行合理分配。其次，根据并网要求，设计了基于调频优先制定的风储协同控制策略。进一步参考江苏省考核细则，提出了主动支撑电网型的分散式储能配置优化模型。算例结果表明，配置一定规模储能可以减少考核成本、改善涉网性能。

为了提高园区清洁能源消纳水平、储能配置经济性，提出一种考虑需求响应的高比例清洁能源园区储能容量优化配置方法。首先，建立光伏、风机、储能功率模型；其次，设计了考虑刚性、可转移、可中断负荷参与的需求响应机制，实现一定时间尺度下负荷的转移；然后，以系统总净现成本最低为优化目标，考虑入网功率波动、充放电限值等约束条件，建立储能经济配置模型。算例验证了所提方法的有效性，相比传统方法，所提配置方法可以有效降低系统经济成本并提高清洁能源消纳水平。

在清洁能源发展迅速的大环境下，风电出力的随机性和波动性会对电力系统的稳定造成影响，因此对风电波动平抑是当前清洁能源发展的一个基础性问题。提出一种基于改进后的北方苍鹰算法（sine-cosine northern goshawk optimization，SCNGO）优化变分模态分解（VMD）参数平抑风电波动的混合储能容量配置策略，对风电功率进行参数优化的VMD过后利用皮尔逊相关性分析判断强弱相关分界点，经过2次分配后得到并网功率与混合储能功率；对混合储能功率进行基于t检验分频算法的功率分配，得到蓄电池/超级电容的容量配置。基于此策略，以储能元件年综合成本作为模型，结合算例进行经济性评估并对并网功率进行波动量分析及改进北方苍鹰算法的优越性分析。结果表明：基于SCNGO-VMD的储能容量配置策略能有效平抑风电波动，平抑后的并网功率1 min、10 min的最大波动量仅为国家要求的18.2%、45.52%，相应的储能配置成本为传统配置策略中的最低值。其配置的混合储能容量更具经济性，验证了改进的北方苍鹰算法在迭代速度与精度上均优于传统的智能优化算法。

针对配网高渗透率光伏集群经济运行以及参与系统功率调整问题，提出一种区域光伏集群的有功功率优化调度分配方法。首先，将集群内部光伏站按照储能配置与受控能力进行分类；以多场景法将光伏出力、市场电价不确定性问题转化为确定性场景，引入条件风险价值量化不确定风险；建立区域光伏集群功率分配优化模型，以集群运行成本最小为优化目标，求解最优的日前出力计划与储能运行策略；最后，针对系统扰动导致运行方式改变，提出光伏集群参与系统调整的功率重新分配策略。算例结果表明区域光伏集群具有参与系统功率调整能力，验证了本文方法的有效性。

新能源机组出力预测误差的概率特性分析，对系统备用决策具有重要意义。常规的基于特定解析形式的分析模型，对于新能源实际出力分布规律的描述不够灵活且存在误差，为平抑不确定性的影响，集中式新能源通常需配置足够容量的储能应用，从而影响经济效益。因此，从随机过程的角度，依据一种特殊的随机微分方程—Vasicek模型，给出新能源出力模型的参数估计方法，避免概率分布的具体解析表达，并依托该模型提出一种改进的储能配置方法。算例分析表明，所提算法具有较好的短期预测性能，以此为依据决策储能容量配置更加精确和经济。

国内大部分省份已出台两部制电价，以保障大型常规抽蓄的投资回报。但是，变速抽蓄有别于常规抽蓄，具有更宽的功率调节范围和更快速的功率调节响应，可以用于电源侧新能源功率波动补偿，也可以作为分布式储能配置在负荷侧，是以常规抽蓄两部制电价运营还是参照储能电池峰谷电价差运营，还需要进一步研究和政策明确。