考虑电池容量衰减的风火储优化调度策略

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.09.005

电器与能效管理技术 ›› 2021, Vol. 0 ›› Issue (9): 32-39.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.09.005

考虑电池容量衰减的风火储优化调度策略

郭斌琪¹, 张江丰², 苏烨², 吴继平¹, 孙坚栋³

1.南瑞集团(国网电力科学研究院)有限公司, 江苏南京 211106
2.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院, 浙江杭州 310014
3.杭州意能电力技术有限公司, 浙江杭州 310014

收稿日期:2021-04-21 出版日期:2021-09-30 发布日期:2022-01-25
作者简介:郭斌琪(1994—),男,工程师,主要从事大规模储能技术、自动发电控制研究。|张江丰(1988—),男,高级工程师,主要从事电力系统网源协调控制技术的研究及应用。|苏烨(1979—),男,高级工程师,主要从事控制理论与控制工程研究。
基金资助:
国网浙江省电力有限公司科技项目(5211DS200003)

Optimal Scheduling Strategy of Wind,Fire and Energy Storage Considering Battery Capacity Degradation

GUO Binqi¹, ZHANG Jiangfeng², SU Ye², WU Jiping¹, SUN Jiandong³

1. NARI Group Corporation/State Grid Electric Power Research Institute, Nanjing 211106, China
2. Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co.,Ltd., Hangzhou 310014, China
3. HangzhouYineng Power Technology Co.,Ltd., Hangzhou 310014, China

Received:2021-04-21 Online:2021-09-30 Published:2022-01-25

摘要/Abstract

摘要：

储能技术为应对风电接入电网提供了全新的思路,但频繁调用储能电站会造成电池容量衰减、电站运维成本逐年增加的问题。构建了考虑电池容量衰减的风火储联合优化调度模型,综合考虑储能容量衰减、火电启停爬坡、风电弃风、系统支路容量和备用等因素,对模型进行线性化处理并调用CPLEX求解器进行计算,最后用4机14节点系统进行仿真,结果验证了模型对缓解电池容量衰减、火电爬坡不足、风电弃风、线路容量不足的作用,为储能电站的健康可靠运行提供了一种实际可行的调度方案。

关键词: 风火储, 优化调度, 储能电站, 电池容量衰减

Abstract:

Energy storage technology provides a new way to deal with wind power access to the grid,however,frequent use of energy storage power stations will cause the battery capacity decline and the operation costs of power stations increase.This paper proposes a combined optimal scheduling model of wind,fire and energy storage,which considers the battery capacity degradation,thermal power start-up,shutdown and ramp up,wind power abandonment,system branch capacity and system reserve,etc.The model is linearized and calculated by calling CPLEX solver.The simulation results of 4-machine 14 bus system show that the model can alleviate battery capacity attenuation,thermal power climbing shortage,wind power curtailment and line capacity shortage.This paper provides a practical and feasible scheduling scheme for the healthy and reliable operation of energy storage power station.

Key words: wind-fire-storage, optimal scheduling, energy storage power stations, battery capacity degradation

中图分类号:

TM912

郭斌琪, 张江丰, 苏烨, 吴继平, 孙坚栋. 考虑电池容量衰减的风火储优化调度策略[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(9): 32-39.

GUO Binqi, ZHANG Jiangfeng, SU Ye, WU Jiping, SUN Jiandong. Optimal Scheduling Strategy of Wind,Fire and Energy Storage Considering Battery Capacity Degradation[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2021, 0(9): 32-39.

图/表 15

图1

图2

图3

图4

表1

图5

图6

表2

图7

图8

表3

图9

图10

图11

图12

参考文献 17

[1]	王长路, 王伟功, 张立勇, 等. 中国风电产业发展分析[J]. 重庆大学学报, 2015, 38(1):148-154.
[2]	李建林, 郭斌琪, 薛宇石等. 国内微电网示范工程及运行控制能效管理技术综述[J]. 电器与能效管理技术, 2017(18):1-7.
[3]	赵静, 万瑞妮, 郭敏, 等. 电池储能系统在并网风电场运行中的协调控制研究[J]. 电器与能效管理技术, 2020(10):71-76.
[4]	王民华, 李凤霞. 混合储能平抑微电网功率波动控制策略研究[J]. 电力电容器与无功补偿, 2020, 41(4):215-220.
[5]	王裕奎. 我国典型风储示范工程运行效果分析[J]. 电器与能效管理技术, 2020(12):35-40.
[6]	何俊峰, 葛延峰, 葛维春, 等. 大容量储能电站的等值仿真模型及并网运行特性研究[J]. 电力电容器与无功补偿, 2020, 41(4):221-227.
[7]	王亚旭, 李凤霞, 苏猛. 风光发电系统中模拟电机特性的储能优化控制[J]. 电力电容器与无功补偿, 2019, 40(3):158-164.
[8]	王蓓蓓, 李扬. 面向智能电网的电力需求侧管理规划及实施机制[J]. 电力自动化设备, 2010, 30(12):19-24.
[9]	AALAMI H A, MOGHADDAM P M, YOUSEFI G R. Demand response modeling considering interruptible/curtailable loads and capacity market programs[J]. Applied Energy, 2010(87):243-250.
[10]	吴雄, 王秀丽, 李骏, 等. 风电储能混合系统的联合调度模型及求解[J]. 中国电机工程学报, 2013, 33(33):10-17.
[11]	陆秋瑜, 胡伟, 闵勇, 等. 考虑时间相关性的风储系统多模式协调优化策略[J]. 电力系统自动化, 2015, 39(2):6-12.
[12]	甘伟, 艾小猛, 方家琨, 等. 风-火-水-储-气联合优化调度策略[J]. 电工技术学报, 2017, 32(S1):11-20.
[13]	向育鹏, 卫志农, 孙国强, 等. 基于全寿命周期成本的配电网蓄电池储能系统的优化配置[J]. 电网技术, 2015, 39(1):264-270.
[14]	韩晓娟, 程成, 籍天明, 等. 计及电池使用寿命的混合储能系统容量优化模型[J]. 中国电机工程学报, 2013, 33(34):91-97.
[15]	李相俊, 马锐, 王上行, 等. 考虑电池寿命的商业园区储能电站运行控制策略[J]. 高电压技术, 2020, 46(1):62-70.
[16]	徐群, 吕晓禄, 武乃虎, 等. 考虑电池寿命和过放现象的风电场储能容量优化[J]. 电网技术, 2014, 38(6):1505-1511.
[17]	MA Z, ZOU S, LIU X. A distributed charging coordination for large-scale plug-in electric vehicles considering battery degradation cost[J]. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2015, 23(5):2044-2052. doi: 10.1109/TCST.2015.2394319

季节	火电运行成本/万元	弃风成本/万元	系统总成本/万元	弃风率/%
冬季	136.40	5.93	142.33	15.25
夏季	177.23	1.04	178.27	4.95

季节	储能容量衰减成本/万元	火电运行成本/万元	弃风成本 /万元	系统总成本/万元	弃风率/%
冬季	1.42	130.70	0.51	132.63	1.29
夏季	1.36	169.70	0.32	171.38	1.56

季节	储能容量衰减成本/万元	火电运行成本/万元	弃风成本 /万元	系统总成本/万元	弃风率/%
冬季	0.88	130.37	0.15	131.4	2.04
夏季	0.76	176.22	0.59	177.3	2.80

考虑电池容量衰减的风火储优化调度策略

Optimal Scheduling Strategy of Wind,Fire and Energy Storage Considering Battery Capacity Degradation

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 15

参考文献 17

相关文章 11

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	傅美平, 毛建容, 宋锐, 王光辉, 傅国斌. 大型新能源富集地区储能电站电压无功控制策略[J]. 电器与能效管理技术, 2022, 0(2): 88-94.
[2]	蒋晓风, 常路宇, 陈钰, 张萌. 用于新能源消纳的电化学储能电站综合评估[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(9): 40-44.
[3]	赵凤展, 李奇, 张启承, 万忠杨, 苏娟, 吴鸣. 考虑多能互补供应特性的综合能源系统经济优化调度[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(9): 45-50.
[4]	成嘉玮, 牟龙华, 梁紫雯. 基于㶲效率的微能源网优化调度[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(8): 43-50.
[5]	顾素平, 卢明玥, 吴海涛, 李林. 集群储能电站节点选址-容量配置技术研究[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(6): 30-35.
[6]	吕力行, 许峰, 孙浩权, 邓化彬, 吉同军, 陈谦, 张政伟. 储能电站逆变端短路电流分析与建模[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(12): 20-27.
[7]	司杨, 陈来军, 麻林瑞, 高梦宇, 陈晓弢, 梅生伟. 考虑氢储能热平衡的风-氢混合系统优化调度方法[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(11): 15-21.
[8]	李建林, 屈树慷, 周毅, 马速良. 双碳目标下储能电站相关技术分析[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(11): 8-14.
[9]	刘畅, 李德鑫, 吕项羽, 王佳蕊, 王伟, 郭莉. 储能电站商业运营模式探索及经济性分析[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(10): 16-20.
[10]	陈世锋, 陈北海, 孙玉民, 张振华, 李相俊, 刘怀照. 新能源侧百兆瓦时级储能电站系统集成技术研究与应用[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(10): 47-54.
[11]	黄际元, 黄珂琪, 杨俊, 黄治国, 张冰玉, 曾林俊. 储能参与电网调压与动态无功支撑的协调控制策略[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(10): 77-83.