分散式储能系统汇聚效应机理及应用研究
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项目结题报告(全文)
1.绿证与改进型阶梯式碳交易互动机制下的CHP系统低碳经济调度研究
- 关键词：
- 热电联产型源荷系统;改进型阶梯式碳交易;绿证;互动机制;低碳经济调度
- 刘海涛;刘杨;荀汉龙;金旭冉;陈佳艺
- 2024年
- 卷
- 期
- 期刊
为了进一步降低热电联产型源荷系统的碳排放量，同时兼顾经济效益，文章改进了普通阶梯式碳交易的交易模型，提出了一种绿证与改进型阶梯式碳交易互动机制下的CHP型源荷系统低碳经济调度策略。构建热电联供型能源系统模型，确定能源测、转换侧、负荷侧模型，同时构建需求响应机制；在数学模型的基础上构建双层调度模型，上层模型是改进型阶梯式碳交易优化模型，利用差分进化算法来实现阶梯式碳交易参数自适应变化；下层源荷系统调度仿真模型，以系统运行成本为目标函数，耦合了碳交易机制和绿证策略，实现直接、间接同时减排，同时利用Cplex求解器进行最优化求解。最后，建立四种典型场景，对比分析得出所提策略能显著降低碳排放量，同时具有较好的经济效益，能够为源荷系统低碳经济调度提供参考。
...2.基于改进层次分析法的配网初始规划设计评价方法
- 关键词：
- 改进层次分析法;配网初始规划;指标选择;加权秩和比法;效果评价方法
- 钟天成;高捷;陈佳明;董杰;孔琳玲
- 《自动化技术与应用》
- 2024年
- 卷
- 期
- 期刊
配网初始规划设计评价结果的准确性容易受到指标权重计算结果的影响。研究一种基于改进层次分析法的配网初始规划设计评价方法。通过计算累计贡献率选出大于85%的评价指标，构成三层指标体系。引入均衡因子，对层次分析法计算的指标权重进行改进。结合指标权重，利用加权秩和比法计算概率单位值，即配网初始规划效果评分。对照档次划分标准，确定配网初始规划效果档次。结果表明:方案1和方案4的效果达到优秀水平，设计最为合理，可以采纳。
...3.基于SA/WGAN的新能源场景生成方法
- 关键词：
- 无监督学习;自注意力机制;生成对抗网络;新能源;场景生成
- 王宇昊;刘海涛;朱康凯;仲聪;马佳伊
- 《电气传动》
- 2024年
- 卷
- 期
- 期刊
随着新能源渗透率逐年提高，其出力的随机性与波动特性难以准确预测，给电力系统的运行、规划和调度提出了严峻的挑战，因此新能源的不确定性建模受到越来越多的关注。为了更有效地获得新能源出力场景中的时序特征，提出了一种基于数据驱动的新能源场景生成方法，通过采用SA/WGAN模型，把自注意力机制和带有梯度惩罚的生成对抗网络判别器结合，构建基于两种模型结合的深度学习模型，有效突显新能源出力场景中时序特性，增强场景生成中非线性拟合能力。算例结果表明，所提模型的新能源生成场景相较于原始WGAN和WGAN-LSTM的场景生成结果，可以有效提高精准度，同时具备了WGAN-GP训练结果稳定和SA计算速度快的优势，更高效地生成与真实新能源场景分布接近的场景。
...4.考虑条件风险价值和阶梯碳交易的综合能源系统优化调度
- 关键词：
- 综合能源系统;条件风险价值;阶梯碳交易;碳捕获;电转气
- 刘海涛;仲聪;马佳伊;王宇昊;张效诚
- 《电测与仪表》
- 2024年
- 61卷
- 04期
- 期刊
为进一步提升综合能源系统环境效益，减少新能源出力不确定性所带来的潜在风险，提出了计及条件风险价值(conditional value at risk, CVaR)以及阶梯碳交易的综合能源系统优化调度模型。考虑到系统风电和光伏出力不确定性可能带来的影响，采用条件风险价值量度不确定性带来的潜在风险，并将碳捕获技术、电转气设备以及阶梯式碳交易机制引入系统调度模型，构建了综合考虑系统运行成本和碳交易成本的优化调度目标函数，由于所建立模型为混合整数规划问题，采用CPLEX求解器进行求解，设置4种场景进行验证分析，算例表明所提模型可有效减少二氧化碳排放，在兼顾经济性和环境性的同时引入CVaR,可避免由于忽略风光不确定性所带来的较为乐观的调度结果，使系统最终调度结果更为合理。
...5.考虑商业园区用电负荷影响的储能配置方法
- 关键词：
- 商业园区;用电负荷;分布式储能;容量配置
- 徐硕;侯力枫;庞博;宋新利;鲁杰;丁柳华
- 《2018智能电网新技术发展与应用研讨会》
- 0年
- 中国江苏南京
- 会议
针对用户侧商业园区用电负荷曲线,利用电池储能系统减少用户电量电费,考虑电池储能系统剩余容量比、单位容量收益,为园区配置合理的电池储能系统功率和容量。根据应用场景的电池储能系统运行工况,分析储能系统投资的成本回收年限和投资回报周期。分析结果表明:分布式储能系统接入商业园区可产生较好投资回报,然而用户侧分布式储能系统的大量接入将增加区域电网用电负荷的峰谷差,增加用电高峰时期电网调峰压力。
...6.指数函数功率重构的超级电容荷电控制策略研究
- 关键词：
- 功率重构 指数型函数惯性权重 变分模态分解 功率互补控制 基金资助：2018江苏省高校重大项目（18KJA470002）； 国家自然科学基金（51777197）； 江苏省研究生实践创新计划（SJCX22＿1072）； DOI：10.19457/j.1001-2095.dqcd24074 专辑：工程科技Ⅱ辑 专题：电力工业 分类号：TM53 手机阅读
- 马丙泰;刘海涛;郝思鹏;陆恒;张埕瑜
- 0年
- 卷
- 期
- 期刊
光伏及混合储能系统中，常用变分模态分解（VMD）实现系统剩余功率分配，但其中分解模态数、二次惩罚因子的取值直接影响功率重构的误差，常用的凹型、S型函数惯性权重误差较大。以皮尔逊相关系数为适应度函数，提出采用指数型函数惯性权重粒子群算法参数优化VMD参数，获得VMD算法中各自[K,α]最优值组合，分解系统剩余功率，将剩余功率合理分配至蓄电池和超级电容。进而提出在考虑超级电容荷电状态（SOC）下的混合储能功率互补优化控制策略，使其SOC运行于稳定区域。算例分析中，采用对称平均绝对百分误差（SMAPE）对比分析了三种惯性权重函数优化算法下的功率重构误差，并考虑超级电容SOC与优化控制。结果表明，采用指数型函数惯性权重算法得到的功率重构误差最小，并使得超级电容SOC控制在稳定区域，避免过充过放现象，延长其使用寿命。
...7.考虑沿暂降域边界线故障分布的电压暂降随机预估方法
- 关键词：
- 电压暂降 随机预估 边界线 故障分布 暂降域 基金资助：国家自然科学基金（51777197）； 2018江苏省高校重大项目（18KJA470002）； DOI：10.19457/j.1001-2095.dqcd24153 专辑：工程科技Ⅱ辑 专题：电力工业 分类号：TM714.2 手机阅读
- 张匡翼;刘海涛;马丙泰;张埕瑜
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- 卷
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- 期刊
当前实际配电网线路沿线存在多种故障分布，但现有电压暂降随机预估方法仅单一考虑均匀故障分布。针对沿线不同故障分布特性，提出了考虑沿电压暂降域边界线故障分布的电压暂降随机预估方法。根据给定的电压暂降阈值，通过求解发生故障时系统线路的临界点，计算敏感负荷母线的电压暂降域。在确定的暂降域范围内分析边界线的分布情况，沿边界线分别采用三类常见线路故障分布（指数分布、正态分布与均匀分布）计算敏感负荷母线的电压暂降频次，并对预估结果进行对比。最后，以IEEE30节点标准测试系统为算例，验证了所提电压暂降随机预估方法的有效性。
...8.分布式储能汇聚协调控制策略研究
- 关键词：
- 分布式储能 用户侧储能 应用模式 储能汇聚 协调控制 基金资助：国家重点研发计划《10MW级液流电池储能技术》（2017YFB0903504）； 国家自然科学基金项目《分散式储能系统汇聚效应机理及应用研究》（51777197）； 山西省重点研发计划重点项目《5MW级液流电池储能系统关键技术研究与工程示范》（201603D112004）； 专辑：工程科技Ⅱ辑 专题：电力工业 DOI：10.27495/d.cnki.gzdky.2018.000002 分类号：TM73 导师：李建林 手机阅读
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- 期刊
国内规模化应用的电池储能技术在发、输、配、用以及分布式发电与微电网等领域建成了多项示范工程,取得了一系列研究成果。目前规模化接入配电网的分布式储能缺乏有效的调度手段,为了将分散接入、出力随机性的分布式储能统一调配,使其成为有序运行提高电网经济性的优良资源,实现分布式储能汇聚协调控制的研究具有较高的应用价值。由此本文从多种应用工况的分布式储能系统接入方式及应用、分布式储能汇聚潜力评估、分布式储能汇聚筛选排序方法和分布式储能汇聚协调控制算法四方面展开研究,主要内容如下:（1）就用户侧中的分布式储能典型应用模式及接入方式进行介绍,阐述各应用场景下分布式储能的应用模式和接入方案,并分析了典型应用场景下的分布式储能运行效果。通过对分布式储能系统典型输出功率数据的分析,研究影响分布式储能汇聚协调控制技术的关键因子。（2）选取减小光伏电站弃光限电、负荷侧削峰填谷、光储充一体化应用三种典型应用模式下不同负荷节点的分布式储能系统,分析历史负荷和储能输出功率数据,采用统计学方法,分析其时序分布特征,建立局域电网的储能应用模型。（3）基于储能系统的汇聚潜力评估方法,定义储能系统汇聚潜力指数,建立计及时间尺度、容量尺度、有效汇聚时间、节点电压波动等因素的筛选排序理论,采用层次分析法,对储能设备进行筛选排序,为后续汇聚应用提供理论支撑。（4）基于各储能设备的汇聚潜力和价格信息,建立以设备汇聚台数最少、设备动作次数最少、汇聚成本最低、负荷波动最小为目标的优化集群控制模型,针对各目标间可能存在矛盾冲突,采用Pareto优化理论寻优不同目标函数之间的折衷解,构成Pareto非劣解集,并利用自适应算法进行优化来避免迭代过程中的不可行解,保证负荷功率的稳定性约束,提高储能系统的协调效率。基于本文的研究内容得到的相关结论通过算例仿真验证了其合理性,研究成果将为配电网中的分布式储能参与系统汇聚提供理论指导和实际工程应用价值。
...9.光储系统直流母线电压与超级电容荷电管理控制
- 关键词：
- 改进型PI控制二次功率分配虚拟修正电流限值管理基金资助：国家自然科学基金项目（51777197）；江苏省自然科学基金项目（18KJA470002）资助～～；专辑：信息科技 基础科学 工程科技Ⅱ辑专题：电力工业分类号：TM46手机阅读
- 刘海涛;马丙泰;郝思鹏;黄铖;张匡翼
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- 卷
- 期
- 期刊
光储并网系统中,针对电压源型换流器（VSC）中外环直流母线电压无静差控制,提出改进型PI控制方法.根据超级电容荷电状态(SOCsc)提出基于交互控制及限值管理混合储能系统二次功率分配控制策略.临界充放电模式下,引入虚拟修正电流的概念,根据超级电容分配功率的正负及交互速率因子确定虚拟修正电流的大小,使SOCsc向稳定的区间变化;极限充放电模式下,对SOCsc进行限制管理,避免其过充过放现象.通过算例分析,验证了所提改进型PI控制策略的优越性;并基于获得的SOCsc进行二次功率分配,控制其荷电状态（SOC）运行于相对稳定工作区间.
...10.DC bus voltage and super capacitor charge management control in optical storage system
- 关键词：
- Electric power distribution;Two term control systems;'current;DC-bus voltages;Improved PI control;Limit management;PI control;Power distributions;Secondary power distribution;States of charges;Super-capacitor;Virtual correction current
- Liu, Hai-Tao;Ma, Bing-Tai;Hao, Si-Peng;Huang, Cheng;Zhang, Kuang-Yi
- 《Kongzhi Lilun Yu Yingyong/Control Theory and Applications》
- 2022年
- 39卷
- 9期
- 期刊
In optical storage grid connected system, an improved PI control method is proposed to control the outer loop DC bus voltage of voltage source converter (VSC). According to the super capacitor state of charge (SOCsc), the secondary power distribution control strategy based on interactive control and limit management is proposed. Under the critical charge and discharge mode, the concept of virtual correction current is introduced, and the size of the current value is determined through the positive and negative distribution power of the super capacitor and the interaction rate factor, so as to change the SOCsc in a stable range. Under the limit charge and discharge mode, SOCsc shall be limited and managed to avoid overcharge and discharge. Through the example analysis, the superiority of the proposed improved PI control strategy is verified. Based on the obtained SOCsc, the secondary power is distributed to control its state of charge (SOC) to operate in a relatively stable working range.© 2022 South China University of Technology. All rights reserved....