含分布式发电的微电网中储能装置容量优化配置
储能技术在智能微电网中的应用与优化

储能技术在智能微电网中的应用与优化智能微电网是指由分布式能源、储能技术、智能电网技术等组成的能源互联网系统,能够实现电力的高效利用和可再生能源的大规模接入。
而作为智能微电网关键组成部分的储能技术,在实现智能微电网的可靠性、稳定性和可持续发展等方面发挥着重要作用。
首先,储能技术在智能微电网中能够满足对电力的灵活调度需求。
智能微电网常常面临着电力的间歇性和波动性问题,通过储能技术的应用,可以将电力储存起来,以备不时之需。
储能技术能够将电能从低峰时段储存起来,在高峰时段释放,提供电力的稳定供应,实现电力的平衡调节。
同时,在可再生能源大规模接入的情况下,储能技术能够解决可再生能源的波动性问题,将多余的可再生能源储存起来,以备不时之需,提高能源的利用效率。
其次,储能技术在智能微电网中能够实现对电力质量的提升。
智能微电网的电力质量往往会受到可再生能源的影响,由于可再生能源的波动性和不稳定性,会对电力质量产生一定的影响。
通过储能技术的应用,可以将可再生能源的波动性转化为储能系统的电力输出波动性,实现对电力质量的平滑调节。
储能技术能够对电力进行削峰填谷,提高电力的质量稳定性,减少电力质量问题对用户的影响。
此外,储能技术在智能微电网中能够提供应急备用电源。
智能微电网的电力供应体系往往是复杂的,当供电系统出现故障或灾害事件时,需要有可靠的应急备用电源来保障电力的供应。
储能技术可以快速响应电力需求,提供可靠的应急备用电源,保障关键设施、用户和紧急救援等的正常运行。
储能技术的高可靠性和快速响应能力,使其成为应对紧急情况的重要手段。
最后,储能技术在智能微电网中的应用还能够提供经济效益。
智能微电网的建设和维护成本往往较高,而储能技术能够通过削峰填谷、电力调度等方式,实现用电成本的降低。
储能技术可以在低峰时段储存廉价电能,在高峰时段释放,避免高峰电价,从而降低用电成本。
此外,通过储能技术的应用,电力系统的使用寿命也能够得到延长,减少设备投资和运营成本,提高经济效益。
含分布式新能源的微电网实验系统建设及应用

含分布式新能源的微电网实验系统建设及应用赵兴勇【摘要】微电网是高效利用分布式新能源、降低网损、提高能源利用率的有效手段之一,是智能配电网的重要组成部分.本文构建了一个由小型风力发电系统、光伏阵列、蓄电池组及控制系统组成的小型微电网试验平台.开展分布式新能源发电、新型配电网运行与控制、继电保护、自动控制等方面的实验,解决了无法对新型配电网进行现场试验的难题.增强了学生实际动手能力,同时也提升了教师科研、教学能力,有力支持了我校电气工程及自动化特色专业的建设.所提建设方案对于研究及推广新能源微电网具有积极的理论意义及实践价值.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2018(019)005【总页数】6页(P33-38)【关键词】微电网;结构设计;分布式发电;试验系统【作者】赵兴勇【作者单位】山西大学电力工程系,太原 030013【正文语种】中文智能微电网集信息技术、新能源技术、分布式发电技术等为一体,以专业智慧构建节能高效、绿色环保、安全可靠的电力系统,助力国家坚强智能电网的建设和发展。
微电网作为智能电网重要的组成部分,对新能源推广、节能降耗、降低炭排放具有重要意义[1-2,6]。
我校电气工程专业类依托我省电力行业快速发展和壮大,有着明显的行业背景与特色。
在山西乃至全国电力行业,有着不可替代的作用。
电力系统是现代化技术集成最高的行业之一,对学生知识、技能的要求不断提高。
微电网是电力系统未来的发展方向之一,其是以分布式电源为基础的小型模块化、分散式的供能网络,是发挥分布式发电效益的有效途径。
它不仅能提高供电质量和可靠性,而且能减轻环境和能源压力,还可以为大电网黑起动提供后备电源,是大电网的有力补充,更是智能电网的重要组成部分。
微电网的最大优势是提高了电力系统面临突发灾难时的抗灾能力。
大电网中超大型电站与微电网中分散微型电站的结合,可以减少电力输送距离、降低输电线路的投资和电力系统的运营成本,削峰填谷,降低电网损耗,降低电价。
分布式光伏储能系统的优化配置方法

分布式光伏储能系统的优化配置方法摘要:风电系统具有间歇性、波动性的输出特性,严重影响了电力系统的安全稳定运行。
现阶段,光伏储能系统的容量配置方法是实际储能工程建设中的重要研究方向,许多学者都在相关领域作出研究,针对大型分布式风电光伏储能系统调峰负荷瓶颈问题,提出了容量优化配置方法。
关键词:分布式光伏;分布式储能;优化配置中图分类号:TM736文献标识码:A引言随着化石能源危机与环境污染问题日益严重,建设清洁低碳、安全高效的能源体系已是未来发展的必然趋势,太阳能资源作为一种清洁可再生能源目前已广泛应用于分布式光伏发电系统。
1发展储能系统的优势1.1储能系统能够显著提升火电机组AGC调节能力储能系统辅助发电机组参与AGC调频,利用电化学储能系统能够快速充、放电,并精准输出功率的特性,配合发电机组一起响应电网AGC指令。
火电机组响应输出范围大、但反应速度慢,而储能相对容量小、但响应速度快,两者之间协调运行能够显著改善火电机组对电网AGC调频指令的执行效果,可提升响应速度3到4倍。
1.2储能系统可有效提高机组安全运行可靠性储能系统可以减少汽机DEH系统阀门调节的频次,减少锅炉燃烧系统的扰动,减少机组深度调峰和启停调峰。
通过降低电网中机组的最大瞬时出力,实现削峰填谷。
储能电源可以作为备用直流电源,利用储能设备来辅助黑启动能够有效提高局域电网的恢复速度,对构建坚强型智能电网并改善电网对可再生能源的接纳能力具有重要意义。
1.3储能系统能够增加补偿金额收入一是AGC等调频辅助服务收入。
通过对AGC贡献量补偿获得调频收益。
以丰城电厂储能项目预可研估算,按目前调度政策年均调频收入约800万元。
根据现有经验储能系统初期在江西省内调频辅助服务里程能达到3000MW/日,峰值为4000MW/日。
初期调频性能好的电厂将获取更高收益。
二是调峰辅助服务收入。
调峰收益通常考虑两部分收入,一部分是现行江西省电网公司执行峰谷价差,通过低谷充电,高峰放电形式,实现收益;另一部分是通过夜间低负荷率时充电实现深度调峰获取调峰补偿。
电力系统中微电网容量配置优化研究

电力系统中微电网容量配置优化研究近年来,随着可再生能源的快速发展和电力系统的变革,微电网作为一种新型的电力系统形式受到了广泛的关注。
微电网是由分布式能源资源和用户负荷组成的小型电力系统,具有自主运行、灵活调度和局部供电等特点。
微电网的容量配置对其运行效率、经济性和可靠性具有重要影响,因此进行微电网容量配置优化研究具有重要的理论和实际意义。
微电网容量配置问题是指确定微电网中各个环节的容量,包括可再生能源的装机容量、储能系统的容量、微电网间联网容量等。
优化微电网容量配置可以最大程度地提高微电网的供电效率和经济性,同时也能提高电力系统的稳定性和安全性。
首先,优化微电网容量配置需要考虑可再生能源的特性和需求。
可再生能源是微电网的核心组成部分,包括太阳能、风能、水能等。
确定可再生能源的装机容量需要综合考虑资源可利用程度、季节变化和负荷需求等因素。
通过利用预测模型、经验数据和优化算法,可以得到合理的可再生能源装机容量。
其次,优化微电网容量配置还需要考虑储能系统的容量。
储能系统能够将可再生能源的多余电能储存起来,在需求高峰期释放出来,从而平衡供需之间的差异。
储能系统的容量设计要根据微电网的负荷曲线和可再生能源的出力曲线来确定。
通过分析负荷曲线的波动性和可再生能源的间断性,可以确定储能系统的容量,以实现微电网的稳定运行。
此外,优化微电网容量配置还需要考虑微电网间的联网容量。
微电网之间的联网容量决定了微电网之间的能量交换和供电可靠性。
通过优化微电网的联网容量,可以实现不同微电网之间的电能互补和能量调度,从而提高整个电力系统的能源利用效率。
在进行微电网容量配置优化研究时,可以采用数学建模和优化算法相结合的方法。
首先,根据微电网的特性和需求,建立合理的数学模型,包括可再生能源的发电模型、储能系统的储能模型和负荷需求模型等。
然后,通过优化算法,如遗传算法、粒子群算法等,求解数学模型,得到最优的微电网容量配置方案。
综上所述,电力系统中微电网容量配置优化研究是一个涉及多个因素和环节的复杂问题。
直流配电网的分布式电源及储能优化配置研究

直流配电网的分布式电源及储能优化配置研究摘要:现阶段,随着环境问题和能源危机的凸显,分布式能源及具有区域自治特性的微电网近年来成为研究热点,高渗透率的可再生能源接入将极大地改变传统电力系统的运行特性,在优化用户配电网供电性能的同时,也给电网的安全可靠运行带来了新的挑战。
传统交流配电网由于功率耦合、保护及运行控制器设计复杂、线路损耗大、对谐波污染敏感等缺陷并不适合分布式能源的广泛接入。
直流配电网具有传输容量高、电能损耗小、对分布式新能源具有良好兼容性、降低电能多级变换频率等优势,因此直流配电网将成为未来配电网建设和发展的趋势和热点。
关键词:直流配电网;分布式电源;储能优化配置研究引言柔性直流输电技术凭借其在传输容量、线损、可靠性以及有功和无功的独立灵活控制等方面的巨大优势,已经广泛应用于远距离大容量输电领域。
而在电压等级较低的中低压配电网领域,直流配电技术虽然也具有可靠性高、线损小、便于光伏等分布式新能源接入等优点,但应用才刚刚起步,目前还仅应用于一些大规模工业园区、船舶供电、轨道交通等领域。
随着电力电子技术、储能技术、分布式电源的发展,未来直流配电技术有望广泛应用于城市供电系统,直流配电网是未来城市配电网的重要发展趋势。
虽然柔性直流配电技术相较于传统的交流配电技术拥有众多优势,但其目前还处在发展阶段,依然面临着许多问题。
柔性直流配电技术目前的发展瓶颈主要包括以下3点:①直流潮流控制技术;②直流变压技术;③直流故障检测、识别和隔离技术。
1概述目前,全球面临着严峻的环境破坏与能源危机问题。
提高能源使用率,加强可再生能源利用以及开发新能源技术是进行能源转型的重要发展方向。
直流配电网作为配电网的一种结构形式,在清洁、绿色的环境下兼具灵活、高效的优点,且不存在无功环流及功角稳定等问题,为光伏发电、储能系统等直流输出单元的应用提供了广阔平台,是分布式电源更加理想的组网方式。
但当分布式电源大量接入中低压配电网时,会破坏直流配网的功率平衡和电压稳定。
微电网的组成及架构

1 微电网的组成微电网由分布式发电(DG)、负荷、储能装置及控制装置四部分构成,微电网对外是一个整体,通过一个公共连接点(Point of Common Coupling,PCC)与电网连接。
1)分布式发电(DG):DG可以是以新能源为主的多种能源形式,如光伏发电、风力发电、燃料电池;也可以是以热电联产(Combined Heat and Power,CHP)或冷热电联产(Combined Cooling、Heat and Power,CCHP)形式存在,就地向用户提供热能,提高DG利用效率和灵活性。
2)负荷:负荷包括各种一般负荷和重要负荷。
3)储能装置:储能装置可采用各种储能方式,包括物理储能、化学储能、电磁储能等,用于新能源发电的能量存储、负荷的削峰填谷,微电网的“黑启动”。
4)控制装置:由控制装置构成控制系统,实现分布式发电控制、储能控制、并离网切换控制、微电网实时监控、微电网能量管理等。
2 微电网总体架构微电网电压等级的选取与微电网规模、微电网电源的种类、容量及接入方式、并网点注入电流及运行电压范围等密切相关。
考虑微电网的应用目的,目前微电网的电压等级主要有10kV(20kV)和380V 两种。
由于微电网与配电网存在并网运行模式,其变压器接线形式应与地区配电网相匹配(10/0.4kV通常为D11,yn)。
下面以380V微电网为例对微电网的基本结构进行阐述。
微电网的基本结构如下图所示。
微电网系统由分布式发电系统(DG)、储能装置、滤波补偿装置、智能控制系统和负荷构成。
其中可以包含多个DG和储能装置,这些DG和储能装置联合向负荷供电,整个微电网相对大电网来说是一个整体,通过主隔离设备和大电网相连接。
微电网中DG除可以提供电负荷外,还可以通过热电联产(CHP)或冷热电联产(CCHP)的形式就地向负荷用户供热或制冷,提高能源多级利用的效率。
就电负荷而言,其按性质亦可分为三类:重要负荷、可调节负荷和一般负荷。
智能配电网中分布式储能布局优化配置措施

智能配电网中分布式储能布局优化配置措施摘要:对于电能质量需要改善的配网台区及对电能质量要求较高且峰谷价差较大的电力用户,建设分布式储能电站在经济上可以实现微利,同时可以直接提升配电台区电能质量水平。
目前,分布式通信网络技术的成熟,对实现分布式优化与控制技术具有积极的意义。
随着理论与研究技术的深入与进步,为分布式架构在智能配电网信息系统中的有效应用奠定了基础。
智能配电网智能化的完善与优化,不仅能够有效提升设备的利用效率,还有助于提升配电网安全性与稳定性。
关键词:智能配电网;分布式储能;储能布局引言:随着经济发展和居民生活水平的提高,特别是空调负荷的急剧增长,不少地区在夏季和冬季用电高峰时出现电力供应短缺状况。
在峰谷差率较大的电网中,负荷低谷时充电,在负荷高峰时放电,可有效地减小负荷的峰谷差,起到提升电能质量、调节电力供需平衡、削峰填谷的作用。
电化学储能主要分为电源侧储能电站、电网侧储能电站和配网分布式储能电站三种类型。
其中配网分布式储能电站可分为固定式储能电站和移动式储能电站。
固定式储能电站分为用户分布式储能电站和台区分布式储能电站。
用户分布式储能侧重于利用分时电价获取收益,在电网负荷低谷时段(电价低)充电,在电网负荷尖峰时段(电价高)放电,从而获取经济利益。
同时还有助于减小电网负荷的峰谷差值,起到电网削峰填谷的作用。
移动式储能电站有专用的移动储能电站(车)和利用电动汽车电池作为储能电池的移动储能电站,移动式储能电站主要作为应急电源或保障电源使用,替代以往的柴油应急电源车。
本文就此展开了相关探究。
1智能配电网构成概述目前,社会主义市场经济高速发展,配电网在客户和电力系统相互间起到了润滑作用。
智能配电网的投入应用更有利于确保电压平稳运转,电气设施在用电峰值时不会被轻易损坏。
而智能配电网构成如下。
首先,配电网主体部分,具体由配电网和变电站组成;其次,配电网运转枢纽,具体由微电网、开关和环形电路组成;最后,配电网终端,具体由配电设施、全世界定位体系、通信网络和智能终端等组成,借助配电网终端可让客户关联配电系统。
电力系统中的分布式发电与微电网技术

电力系统中的分布式发电与微电网技术在当今能源需求不断增长和环境保护日益受到重视的背景下,电力系统中的分布式发电与微电网技术正逐渐成为能源领域的热门话题。
这两项技术的发展和应用,为解决能源供应的可靠性、可持续性以及能源效率等问题提供了新的思路和方法。
分布式发电,简单来说,就是将小型的发电装置分散地布置在用户附近,实现就地发电、就地使用。
这些发电装置可以包括太阳能光伏发电、风力发电、小型燃气轮机发电等多种形式。
与传统的集中式发电方式相比,分布式发电具有许多显著的优点。
首先,分布式发电能够有效地减少输电过程中的能量损耗。
由于发电设备靠近用户,电能传输的距离大大缩短,从而降低了线路电阻带来的能量损失。
这不仅提高了能源的利用效率,还降低了对输电线路的投资和维护成本。
其次,分布式发电能够提高电力系统的可靠性和稳定性。
在传统的集中式供电模式中,如果大型发电厂出现故障或者输电线路受到破坏,可能会导致大面积停电。
而分布式发电系统分布广泛,即使部分发电设备出现问题,也不会对整个电力系统造成太大的影响。
此外,分布式发电还可以作为备用电源,在紧急情况下为重要用户提供电力保障。
再者,分布式发电有利于促进可再生能源的利用。
太阳能、风能等可再生能源具有分布广泛、清洁环保的特点,但由于其能量密度较低、间歇性强等原因,在大规模集中式开发中面临诸多困难。
而分布式发电模式可以充分利用这些可再生能源的分散性和随机性,实现就地开发、就地消纳,为可再生能源的广泛应用创造了条件。
然而,分布式发电也存在一些问题和挑战。
由于分布式电源的容量较小、输出功率不稳定,其接入电网可能会对电力系统的电能质量、电压稳定性等方面产生不利影响。
此外,分布式发电的管理和调度也相对复杂,需要建立有效的协调控制机制,以确保其与电网的安全稳定运行。
为了更好地整合和管理分布式发电资源,微电网技术应运而生。
微电网是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷等组成的一个小型发配电系统,它既可以与外部电网并网运行,也可以独立运行。
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含分布式发电的微电网中储能装置容量优化配置
摘要:本文指出使用上、下限进行约束的方式,还有加权进行移动实现均衡控
制的方式,以此方式达成微电网进行接入提出的相关要求,将最小的储能设备当
作目标,对混合类型的储能设备实施容量改良配置的措施,并开展了有关的检测
工作。
关键词:含分布式发电;微电网;储能装置;容量优化;配置
引言:
因为分布形式的发电具备随机以及间歇这两种特性,因此,在对包括分布形
式的发电类型的微电网内,基本不能实现接入电网的这一需求。
如果在微电网内
不配置一个符合要求的储能设备,同时对这一设备使用合理的控制方式,不仅能
够让分布形式的发电输出的功率达到平滑,另外,还能够实现对微电网承担的负
荷进行削峰填谷。
一、分布形式的电源内,微电网对于出力提出的有关要求
由于社会经济的迅速发展,社会上的各行各业以及民众,使用电力资源的数
量也在不断加大,由于用电负荷的加大,导致对于电力资源的需求数量同样在不
断增加,电网因为这一问题的出现,衍生出了大量的新问题,并且日益严峻。
比
如符合的持续加大造成负荷自身的峰谷数值差加大,系统自身的装机容量已经不
能让峰值期间负荷提出的要求得到满足;还有,大面积分布形式的电源在微电网
内接入进去,这部分输出功率存在不能进行控制的问题,加大了对微电网实施调
度的难度[1]。
在微电网内加入储能设备,能够达成下述两个方面的目标,以此方式,让微电网当中的输出功率能够进行调度的性能得到提升。
(一)平滑出力波动
本文在对分布形式的发电进行输出的功率具备的平滑度进行评价时,借助的
是存在功的功率波动数值。
存在功的功率波动数量的内涵是整个输出功率的曲线
在预定的时间段当中,功率峰谷当中的差值最终绝对值,可是,存在功的功率波
动是说存在功的功率波动数量在整个规定输出功率当中占据的比例大小。
下文当中使用了风电场10min内出现转变率不大于10%,当作微电网对分布
形式当中的电源输出功率存在的波动性领域的制约,存在功的功率的波动率越大,则表明出力期间的波动数值会越大,因此,要求存在功的功率的波动率不超过10%。
(二)负荷削峰填谷
下文当中在对削峰填谷的最终效果进行评价时,使用的是峰谷当中的差值更
改率的数值变动情况。
存在功的功率的波动率越大,就表示负荷峰谷当中的差值
会变得越大,假如存在功的功率的波动率为“0”,则表示为微电网整体负荷在进行储能产生的作用中,可以经过抑制变成一条直线,就是保证全面负荷不会发生改
变[2]。
二、储能设备内部容量进行改良配置的方式
(一)平滑出力产生的波动实施改良的方式
1.加权进行移动实现均衡控制的方式
储能设备经过对充电、放电设备进行控制,以最快的速度对“功率缺额”进行
补充,或是对“剩余电量”进行吸收。
完成对相对偏大的功率进行调整,降低微电
网也许会对主网产生的不利影响。
对功率存在的波动进行平滑处理,要让储能系
统自身拥有在很短的时间之中,对功率进行动态调整的这一性能,能够对飞轮形
式的储能、巨大的电容器形式的储能以及超导形式的储能、等这几类功率类型的
储能系统进行选择。
出于对控制期间,在速度以及精准度这两方面提出的要求进行考虑,本文使
用了经过优化的加权进行移动实现均衡控制的计算方式。
对移动状态的均衡模型
实施优化:在目前存在的数据内,对历史当中数据出现变化的趋势进行呈现,同
时还要对发生延迟现象的时间进行考虑。
这类模型的名字就是加权移动形式的平
均方式模型(Modified weighted moving average model,MWMA)。
2.对步长N进行控制的方式进行确认平滑程度
对输出之后的功率曲线具备的平滑程度造成影响的,是对步长N进行的控制
情况。
N值越大,进行控制以后输出的曲线具备的平滑越好,对储能设备在容量
方面的需求数量同样会加大;而N值越小,进行控制以后输出的曲线出现波动的
情况就越大,因此,对储能设备在容量方面的需求数量会在一定程度上减小。
为
了能够让曲线具备的平滑程度和储能设备自身的容量,二者最大限度减小的这一
需求得到满足,就一定要对N值实施控制[3]。
如果N值不断加大,等到N=N*的
情况发生,风电场10min内出现转变率不大于10%,那么,N*就是计算得出的最
佳经过控制的步长。
下图1所示为对步长N进行控制的具体流程示意图。
图1 对步长N进行控制的具体流程示意图
(二)削峰填谷改良方式
本文在对负荷实施削峰填谷控制工作期间,使用了上、下限进行约束的控制
方式,这一控制方式就是对负荷要求的曲线当中的上限以及下限进行设定,同时
按照负荷要求的曲线和上限以及下限之间通过计算得出的功率差,对储能系统所
有时间段当中的充电以及放电功率进行计算并得出。
下图2所示就是削峰填谷控
制方式的简单示意图,在下图2当中,Pg表示的是整体负荷情况,Pup表示的是
峰值出现波动的上限数值,Plow表示的是谷值出现波动情况的下限数值。
图2 削峰填谷控制方式的简单示意图
从上图2当中能够了解到,将储能设备添加到系统内部以后,若是与谷值功
率的下限数值进行对比,整体负荷功率小,要对储能设备进行充电控制,就是上
图2当中横条阴影当中显示的区域;若是峰值功率的上限数值进行对比,整体负
荷功率大,要对储能设备进行放电控制,就是上图2当中竖条阴影当中显示的区域。
那么,削峰填谷受到控制以后,就能够让其整体负荷在上、下限进行约束的
区间之中,就可以认定实现了削峰填谷[4]。
(三)其他改良配置的方式
在对对包括分布形式的发电类型的微电网内,储能设备的容量进行配置期间,除了上述提到的两类方式之外,还能够使用对储能设备自身的容量进行计算的方式、对混合类型的储能系统进行使用的方式来实现,由于篇幅的问题,就不再详
细介绍。
三、结束语
最后,还另外开展了仿真测试,从得出的结果中能够了解到,上文当中提出的,在包括分布形式的发电类型的微电网内,对储能设备的容量实施改良配置的
方式,能够达成微电网在这方面提出的相关要求,同时还能够对储能设备自身的
容量进行改良配置。
参考文献:
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