田博文,张志禹,杨梦飞.基于MMAF的混合储能系统功率分配方法及定容研究[J/OL].电工技术学报:1-18[2023-03-21 13:47].https://doi.org/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.222348.DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.222348.
引言论据:输电过程中出力波动导致的电流谐波叠加问题会加剧电网运行压力。光伏出力受天气等外界因素影响较大,呈现出显著的间歇性与波动性,且在中、微尺度气象下伴随着对高压输电稳定非常不利的锯齿形出力。
不确定问题研究的进展:
分阶调度的角度降低预测误差,建立了滚动预测驱动的水风光互补系统长期运行模型;
光伏出力预测偏差角度拟定光电场景波动幅度;
随机特性分析与提取角度构建了光伏出力模拟模型;
混储能量分配:
问题:模态混叠导致功率分配不精确、储能系统成本过高
方法:多次滑动均值滤波
蓄电池全寿命周期量化模型—–寿命周期量化模型
混合储能全寿命周期成本模型
经验模态分解—>变分模态分解—–>智能算法对VMD参数寻优的混合储能功率分配策略
动态小波:克服了传统小波不能根据时序自适应地调整小波参数的局限性
各模态是否发生混叠(什么是模态混叠)
合作博弈建立了共享储能的运行机制,分析了不同合作模式下的收益以此规划储能的容量配置<基于合作博弈的产销者社区分布式光伏与共享储能容量优化>
做一个类似的文章整体框架,范式如图:
后面应该必须加一个定容策略
额定功率与额定容量的配置.—–好好看一下模型.
4.17
蓄电池因放电越限而无法响应本身的功率指令时就会造成风电平抑效果变差,风电波动的增大严重时有可能导致风机脱网,造成更大的经济损失。(储能设备故障情况)
4.23
每天要对大论文的框架提供一点思路!!!
分配功率—>合理定容—>经济效益最大化
经验模态分解:模态混叠存在噪声
变分模态分解:不适用所有非平稳信号;分解层数具有主观性
容量配置是在可靠性与经济性(初始成本、运维成本、总利润)之间进行折中。
optimal capacity configuration (OCC)最优容量配置
对不同储能系统的最优容量配置的比较,比较不同储能设备最后回收陈本的年限。
容量配置的评价指标
混储分配的评价指标的完善
总结一下容量配置的优化目标:
time of use 分时电价
可以分析并画一个能量转换表
环境保护效益公式的计算方法:
评价指标:供电的损耗率(储能的支持能力)
f越小越可靠
约束条件:会对评价指标,设备容量和储能设备的荷电状态进行约束
求解方法:粒子群优化,遗传算法,猫群优化算法
在算例放仿真的时候可以介绍一下西北地区的光照资源。
太阳能电池板的工作温度为25°C,参考温度为25°C,功率温度系数为1,标准文本条件下的照度为1 kW/m2。——这些描述的意图
光伏发电的工作寿命假设。
所有的数据最好都提供数据来源。
从每一条看看哪里能进行创新
额定功率:额定功率最小值应满足任意时刻的功率指令需求,即不小于在=分配的功率指令最大值
注意计算的时候将充放电效率和储能变流器的效率计算到里面
混合储能的LCC模型
储能设备的年综合成本与年维护成本
如何确定分解的层数使达到最优
蓄电池的放电深度—-浅循环放电状态—-增长蓄电池的寿命
是否可以建立一个氢能的全寿命周期量化模型??
论证为什么使用混储的形式,从经济性方面进行论证。
影响使用寿命会进一步影响经济性。
影响电池寿命的因素:高频分量,放电深度
混合储能设备是否有可能发生故障,故障情况:蓄电池的放电越线问题使其没有办法响应功率。
如果我们平抑的效果不好,很有可能导致新能源发电装置的脱网。
person相关系数是用来对滤波参数的选取提供参考的
蓄电池提供了一些思路,但与氢储设备有一定的差别,所以就看看有关氢储设备的文章,深入的了解机理—–目前关于氢储能的全寿命周期的容量配置的文章很少所以就在这方面的思路有断层
4.24:
阮景昕,王跃社,张俊峰,徐昕歆.基于氢储能的风光氢能源系统能质转换优化策略[J].工程热物理学报,2023,44(02):413-421.
隔膜材料区分电解槽设备
相比于碱性水解槽,PEM水电解制氢装置的工作电流密度更大,具有更高的总体运行效率。PEM水解槽还具有更快的动态响应速度,这种特性在面对可再生能源发电波动性时具有更好的适应性。
另一类是并网型系统,风力、光伏发电机组产生的电经逆变器逆变后接入电网,利用电网侧或超出电网容纳能力的部分电力供给电解槽制氢。这种方式既减小了由于风、光能源不稳定性接入电网时对电网造成的冲击,又实现了对过剩电力消纳以及氢能存储。
五参数光伏电池模型是应用最为广泛的经典模型,具有准确度高、求解速度适中等优点。
等效串联电阻、等效并联电阻、光生电流、二极管反向饱和电流以及二极管理想因子。
光伏电池不是恒定的直流电流源或电压源,其输出电流随输出电压改变而改变。
PEM电解槽的电特性模型
更高的温度有利于电解槽的工作
nasa数据库下载某西北地区的气象参数
王永利,向皓,郭璐,侯慧之,陈鑫,王欢,刘泽强,邢军台,崔昌涛.面向多能互补的分布式光伏与电氢混合储能规划优化研究[J/OL].电网技术:1-13[2023-01-06 15:54].https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2022.2156.DOI:10.13335/j.1000-3673.pst.2022.2156.
经济性,环保性,季节性分析
氢储能领域因其低碳性和季节性得到大量关注(氢储能的季节性)
地下储氢
相比之下电储能和氢储能基本上是错位匹配的,电储能可实现日内调峰和调频服务,氢储能则可长时间、大规模的对能源进行储存,两者结合可实现对清洁能源的季节性储能,提高系统能效。
总成本最小与总碳排最低为目标函数,约束条件,求解算法
花时间去学习一些具体的概念:(4.25)
4.25
周建力.风-光-氢综合能源系统容量配置优化及决策模型研究[D].华北电力大学(北京),2022.
难点:对不确定性的描述方法:概率场景生成模型;
优 化 目 标 、优 化 策 略 、约 束 条 件 、求 解 方 法
这一周最好能给出一个大论文的框架,给老师做一次汇报。大论文要前后串连起来!!!!
研 究 态 势 由 “电 ”主 导的 智 能 电 网 向 “电 -热 -冷 -气 ”的 耦 合 系 统 转 变
针 对 能 源 设 备 的 配 置 和 容 量 扩 展 规 划 的 优 化 问 题 ,现 有 的 研 究 采 用 了 区 间 线 性 规 划 、 机 会 约 束 规 划 、 混 合 整 数 线 性 规 划 等 方 法 。模 型 求 解 方 面 , 现 有 研 究 大 多 基 于 商 业 求 解 器 和 M AT L A B 软 件 平 台 使 用 数 学 精 确算 法 或 启 发 式 算 法 来 求 解 构 建 的 容 量 配 置 优 化 模 型 。 启 发 式 算 法 能 够 适 用于 多 个 目 标 的 优 化 , 得 到 优 化 问 题 的 Pareto 解 集 , 能 够 非 常 有 效 的 求 解 分 布 式 综 合能 源 系 统 的 各 种 目 标 , 针 对 实 际 复 杂 的 ,有 冲 突 目 标 优 化 问 题 能 够 表 现 出 优 秀 的性 能。
这周搞清全寿命周期的基本计算方法
不确定性因素:主要包括风光发电出力和系统面临的电负荷以及市场 交易价格和政策信号等方面。
+网络故障,设备故障这样的不确定因素
—–这周要听的课程《概率统计》—-自己说服自己
大论文加一张相关基础理论研究,在第二章++++
相关方法的对比研究,不同方法的对比,我们为什么要选择这个方法。
4.26
丁剑,方晓松,宋云亭,郑超,唐晓骏,姚伟.碳中和背景下西部新能源传输的电氢综合能源网构想[J].电力系统自动化,2021,45(24):1-9.
4.27
智能算法中粒子群算法的基本原理
谭宇良.大型光储电站一体化运行控制策略研究[D].北方工业大学,2022.
高安全,低成本,长寿命—储能“设备
“国家已经明确规定光伏发电场需配储能才可并网”查找文件
4.28
复利现值的概念
光伏发电度电成本计算方法:
4.29
章佳,龙建平.一种考虑弃光率的大型光伏电站储能配置模型研究[J].广西电力,2022,45(01):33-41.DOI:10.16427/j.cnki.issn1671-8380.2022.01.014
这篇文章里面的拓扑结构可以用来论证我们最初总体的模型
宋越,王玉玮,苑曙光,戴同.光伏储能电站平价上网系统动力学分析模型[J].电力系统及其自动化学报,2022,34(07):129-136.DOI:10.19635/j.cnki.csu-epsa.000857
要不要学一下工程造价的基本知识?
考核电量:与平滑有关的电量
NPV(净现值)与IRR(内部收益率) – 知乎 (zhihu.com)
净现值与内部收益率
5.1
卢治.基于模型预测控制的光伏支撑电网策略研究[D].山东大学,2022. —-拓展文献,光伏系统辅助调节有功无功(光伏并网系统受扰之后)
5.2
杨锡勇,张仰飞,林纲,张玉卓,安允展,杨昊天.考虑需求响应的源-荷-储多时间尺度协同优化调度策略[J].发电技术,2023,44(02):253-260. ——(源-荷-储协同调度)(求解过程不明晰,总体来来说是使成本减小,成本的种类需要了解)
需求响应是指电力用户根据电力市场的价格、激励信号做出响应,改变原有的用电计划。
需求响应具有显著的经济效益和社会效益,对于电力用户,可以提高用户的经济收益。
王宝,叶斌,朱刘柱,等.市场环境下我国电力需求响应实践与探索
需求响应与储能都可以促进新能源的消纳
经济模型很复杂,这个有意识的做一下区分
光伏度电成本计算方法:
模型预测控制算法:采用滚动预测、提前控制思想的先进控制算法。
目前的平滑抑制的算法大多数都带有预测性质,涉及到概率统计的知识。
思考:多时间尺度的意义在哪里?
//从这里开始只能用英文记录
5.3
同时扰动随机近似算法的复习:
Because we want to add another optimization objective,we want to review the previously uesd algorithms.Last semester,we did not eat the algorithms thoroughly because we did not have a deep enough understanding of probability theory and measure theory,so we now ready to summarize the basic theoretical knowledge of the algorithm,as well as its application background,stochastic scenarios and its predictive properties.
The relevant konwledge of probability statistics that can be used are:
probability density function—-can be used for modeling uncertainty
Gaussian distribution
confidence interval
The space for finding the optimal solution in random signal search is characterized by uncertainy
Monte Carlo simulation
fight against the network
linear Pearson correlation index
The doctoral dissertation of North China Electric Power University is also very good in terms of uncertainty modeling,which should be read carefully and absorbed in an extended way.
People are sad and happy,the moon is cloudy and full,the random phenomenon in ancient poetry.
The existence of frequency stability signifies that random phenomena also have their quantitative regularity,and probability theory is the study of the mathematical discipline of quantitative laws in random phenomena
The sample space can be an unlistable infinite set
When the sample space is unlistable infinite,then only a subset of the better properties can be taken as random events.
probability space:we attribute each outcome of a trial to a point in the abstract space,the set of sample points is the random event ,and the probability of the event occurring is just a specific measure(特定的测度) of the size of these sets.
5.14
Peaking support services(Peak Regulation):Since the load of electricity consumption is uneven. During peak electricity consumption, the grid is often overloaded. At this time, it is necessary to put in generating units outside of normal operation to meet the demand. These generating units are called peaking units. They are called peaking units because they are used to regulate the peak of electricity consumption. The requirements for peaking units are easy and fast start and stop, and easy synchronization adjustment when connected to the grid. Generally, peaking units include gas turbine units and pumped storage units, etc.
What is carbon trading: Carbon trading refers to the free trading of carbon emission rights in the form of commodities with the help of the market.
Within a certain time period, when a company’s carbon credits exceed the allocated credits, it needs to go to the carbon market to buy additional carbon credits, and conversely, sell the excess carbon credits to gain revenue.
5.15
羲和能源大数据平台
Photovoltaic mounts(支架):Directly affects the operational safety, breakage rate and construction investment of the entire PV module.
Fixed photovoltaic mounts:
Fixed tilt angle(倾角) adjustable:Tracking PV mounts make the PV array move with the change of sun incidence angle through electromechanical or hydraulic devices, so that the sunlight shines as directly as possible on the module panels and improves the power generation capacity of the PV array. According to the number of tracking axes, they can be divided into: single-axis tracking system and dual-axis tracking system.
5.16
Reasons for wind and light abandonment
First, the supply is far greater than the demand; second, the current wind power and photoelectricity of these two power commodities is not good quality.
Power transmission must be stable,The main reason for the abandonment of wind and light in the western region is that the economic development of the northwest region is relatively backward, and the industrial development and people’s living standard are also relatively backward, so the electric energy consumption is not comparable to the developed provinces at all.
岑彬.“双碳”背景下可再生能源发展中“弃风弃光”的问题及消纳措施[J].中阿科技论坛(中英文),2022,(10):60-63.
Renewable energy generation has the disadvantages of randomness and intermittency, and the method of enhancing the peaking capacity of power system can effectively promote the consumption of renewable energy. Hydropower has strong peaking capacity and fast start-stop speed, so it can well undertake part of the peaking and valley filling work. However, due to the geographical and other constraints in China, the generation capacity and installed capacity of hydropower are relatively small, so it is not realistic to rely on hydropower for grid peaking tasks. The use of nuclear power for peaking will lead to a reduction in the generation efficiency and operational safety of nuclear power units. Since nuclear units have extremely high safety requirements, they are not used for peaking in non-essential situations. Gas turbine power generation is one of the solutions to the problem of grid peaking, with its ability to achieve fast start-stop, flexible operation, fast load rise and fall, and safe operation. However, due to the current resource situation in China, gas-fired units can only be used on a small scale, and therefore gas cannot be the main means of peaking.
Particle swarm algorithm:
Cut-in speed, cut-out speed, rated speed