《多種儲能系統協調運行與最佳化規劃研究》是依託清華大學，由胡澤春擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多種儲能系統協調運行與最佳化規劃研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：胡澤春
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
由於風力和太陽能等可再生能源發電出力的不確定性，其發展導致電力系統對備用容量需求不斷提高。隨著新型儲能技術的成熟和成本的降低，必將在電力系統中獲得廣泛套用。本項目突破當前研究僅針對單個儲能系統的局限，從整個電網的層面研究多種儲能系統的協調運行和全局最佳化問題。項目以已經套用於（如抽水蓄能和電池儲能站）和有潛力獲得套用的主要機械、電化學和電磁儲能系統為研究對象，在研究其共性的基礎上，首先建立多種儲能系統實現削峰填谷和備用服務的統一模型；在此基礎上，針對統一調度和市場競爭兩種環境，建立考慮多種儲能系統的機組組合模型並研究相應的求解方法；考慮本地和整個系統對儲能系統的需求，分別採用雙層最佳化方法、博弈論和多代理技術，研究含多種儲能系統的經濟調度模型和求解算法，並研究儲能系統參與系統調頻的最佳化控制方法。對不同儲能系統在全局協調運行方式下的成本和效益進行綜合分析，研究儲能系統的類型、落點和容量的最佳化。
結題摘要
隨著大規模新能源發電併網，其出力的不確定性給電網的安全運行帶來了新的挑戰。隨著新型儲能技術的成熟和成本的降低，部署儲能系統是應對這些挑戰的有效手段，將在電力系統中獲得廣泛套用。本項目主要以抽水蓄能、壓縮空氣、電池儲能和電動汽車為研究對象，在對這些儲能穩態運行特性分析的基礎上，建立多種儲能系統參與電力系統最佳化調度的統一模型，重點對儲能系統與風力發電配合、參與機組組合、最優潮流最佳化和系統調頻問題進行研究，定量分析了儲能系統參與電網最佳化運行的成本效益，並研究儲能套用於電源側、電網側和需求側的最佳化配置問題。主要的研究工作和成果如下： (1) 儲能系統與風力發電配合的模式和最佳化方法。基於日前負荷預測和風電出力預測，提出了在統一調度模式下風電—抽水蓄能聯合日運行的確定性最佳化和隨機最佳化方法。針對電力市場環境下風電與儲能系統的聯合運行問題，提出了在日前、日內和實時市場中風儲聯合運行的滾動最佳化策略。 (2) 含多種儲能系統參與的機組組合和最優潮流模型與方法。考慮風力發電、大規模儲能系統和分散式儲能資源（電動汽車）的協調運行，提出了風電和儲能資源協調運行的機組組合模型與方法。該模型同時考慮了儲能資源削峰填谷和為風電提供旋轉備用，並在N-1故障校正中全面協調發電資源和儲能資源的校正能力。提出了一種含儲能系統多時段最優潮流的實施思路，建立了相應的最優潮流模型，通過等效變換與Lagrange 鬆弛推導出其對偶問題進行求解。 (3) 儲能系統參與調頻的控制策略。考慮參與調頻的儲能系統包括電池、飛輪、電動汽車，提出了儲能參與自動發電控制（AGC）的有效性評估方法及其對電網調頻需求的影響；相應地提出了儲能參與AGC的兩種控制策略。研究了電動汽車參與一次調頻問題，提出了自適應下垂控制策略。 (4) 儲能系統的成本效益分析與最佳化配置。研究電動汽車作為分散式儲能的潛力，提出了大規模電動汽車充放電的成本效益分析方法。研究並提出了部署大規模儲能系統提高輸電能力的最佳化配置方法；對含分散式電源的配電網，研究並提出了配置分散式儲能系統的最佳化方法；研究並提出了在電動公交快速充電站配置儲能系統的模型和方法。
