发电技术 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (3): 434-447.DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.23025
李军徽1, 陈国航1, 马腾2, 李翠萍1, 朱星旭1, 贾晨3
收稿日期:
2023-09-06
修回日期:
2023-12-10
出版日期:
2024-06-30
发布日期:
2024-07-01
作者简介:
基金资助:
Junhui LI1, Guohang CHEN1, Teng MA2, Cuiping LI1, Xingxu ZHU1, Chen JIA3
Received:
2023-09-06
Revised:
2023-12-10
Published:
2024-06-30
Online:
2024-07-01
Supported by:
摘要:
目的 在“双碳”目标背景下,解决高风电渗透率系统建设带来的调峰安全性和经济性问题。 方法 采用电池储能系统削峰填谷的解决方案,提出了一种兼顾技术及经济性的锌溴液流电池(zinc-bromine flow battery,ZBB)储能的调峰优化控制方法。根据实际电池装置,对ZBB储能进行结构解析及数学模型构建。考虑调峰技术性效果,以调峰后的负荷曲线标准差最小为目标函数,提出一种考虑调峰效果的储能双向寻优控制策略。在此基础上,依据电网分时(time of use,TOU)电价政策,以技术性及经济性最优为目标函数,提出一种基于TOU电价机制的储能调峰经济模型,得出储能优化功率时序结果。最后,以东北某地区负荷及风电数据为例,对比验证所提策略的有效性。 结果 所提策略相较于原负荷,在日均负荷峰谷差、峰谷差率指标上分别降低了35.973%和34.205%,在调峰经济性优化方面提高了5.582%,且合并缓解了电网弃风消纳问题。 结论 所提策略在达到一定调峰效果的同时,在其全寿命周期内仍保持较好的调峰经济性。
中图分类号:
李军徽, 陈国航, 马腾, 李翠萍, 朱星旭, 贾晨. 高风电渗透率下液流电池储能系统调峰优化控制策略[J]. 发电技术, 2024, 45(3): 434-447.
Junhui LI, Guohang CHEN, Teng MA, Cuiping LI, Xingxu ZHU, Chen JIA. Optimal Control Strategy of Peak Shaving of Flow Battery Energy Storage System Under High Wind Power Permeability[J]. Power Generation Technology, 2024, 45(3): 434-447.
峰值时段 | 谷值时段 | 平值时段 |
---|---|---|
Tp,1:09:00—12:00 | Tv,1:23:00—06:00 | Tf,1:06:00—09:00 |
Tp,2:17:00—21:00 | — | Tf,2:12:00—17:00 |
— | — | Tf,3:21:00—23:00 |
表1 负荷峰平谷时段划分标准
Tab. 1 Time division criteria for peak load, flat load and valley load
峰值时段 | 谷值时段 | 平值时段 |
---|---|---|
Tp,1:09:00—12:00 | Tv,1:23:00—06:00 | Tf,1:06:00—09:00 |
Tp,2:17:00—21:00 | — | Tf,2:12:00—17:00 |
— | — | Tf,3:21:00—23:00 |
参数 | 数值 |
---|---|
循环次数(100% DOD) | 14 000 |
230 | |
205 | |
5 000 | |
2 000 | |
0.1 | |
1.6 | |
0.15 | |
3.5 | |
33 |
表2 BESS计算参数
Tab. 2 BESS calculation parameters
参数 | 数值 |
---|---|
循环次数(100% DOD) | 14 000 |
230 | |
205 | |
5 000 | |
2 000 | |
0.1 | |
1.6 | |
0.15 | |
3.5 | |
33 |
分时电价 | 单价/[元/(kW⋅h)] | 时段 |
---|---|---|
谷值电价 | 0.414 | 23:00—06:00 |
平值电价 | 0.782 | 06:00—09:00,12:00—17:00,21:00—23:00 |
峰值电价 | 1.149 | 09:00—12:00,17:00—21:00 |
表3 分时电价参数
Tab. 3 Time-of-use electricity price parameters
分时电价 | 单价/[元/(kW⋅h)] | 时段 |
---|---|---|
谷值电价 | 0.414 | 23:00—06:00 |
平值电价 | 0.782 | 06:00—09:00,12:00—17:00,21:00—23:00 |
峰值电价 | 1.149 | 09:00—12:00,17:00—21:00 |
控制策略 | 日均负荷峰谷差/MW | 日均负荷峰谷差率/% | 日均负荷标准差改善量/MW | 储能净收益率/% | 日均弃风电量/(MW⋅h) |
---|---|---|---|---|---|
无储能调节 | 972.311 | 16.287 | — | — | 6 216.138 |
策略1 | 760.814 | 13.105 | 69.124 | 10.445 | 4 964.578 |
策略2 | 603.470 | 10.397 | 73.537 | 10.626 | 4 942.015 |
策略3 | 622.537 | 10.716 | 73.164 | 11.028 | 4 936.140 |
表4 各控制策略评价指标
Tab. 4 Evaluation indicators of each control strategy
控制策略 | 日均负荷峰谷差/MW | 日均负荷峰谷差率/% | 日均负荷标准差改善量/MW | 储能净收益率/% | 日均弃风电量/(MW⋅h) |
---|---|---|---|---|---|
无储能调节 | 972.311 | 16.287 | — | — | 6 216.138 |
策略1 | 760.814 | 13.105 | 69.124 | 10.445 | 4 964.578 |
策略2 | 603.470 | 10.397 | 73.537 | 10.626 | 4 942.015 |
策略3 | 622.537 | 10.716 | 73.164 | 11.028 | 4 936.140 |
控制策略 | 日均运行收益 | 日均补偿收益 | 日均环境收益 |
---|---|---|---|
策略1 | 159.556 | 156.569 | 55.837 |
策略2 | 163.029 | 158.875 | 57.317 |
策略3 | 177.780 | 158.875 | 57.703 |
表5 各控制策略储能收益万元
Tab. 5 Energy storage benefits of each control strategy
控制策略 | 日均运行收益 | 日均补偿收益 | 日均环境收益 |
---|---|---|---|
策略1 | 159.556 | 156.569 | 55.837 |
策略2 | 163.029 | 158.875 | 57.317 |
策略3 | 177.780 | 158.875 | 57.703 |
类型 | 日均负荷峰谷差/MW | 日均负荷峰谷差率/% | 日均负荷标准差改善量/MW | 储能净收益率/% | 日均弃风电量/(MW⋅h) |
---|---|---|---|---|---|
无储能调节 | 972.311 | 16.287 | — | — | 6 216.138 |
ZBB | 622.537 | 10.716 | 73.164 | 11.028 | 4 936.140 |
锂离子电池 | 596.620 | 10.314 | 74.784 | 7.710 | 5 029.286 |
表6 在策略3下ZBB与锂电池评价指标对比
Tab. 6 Comparison of ZBB and lithium battery evaluation index under strategy 3
类型 | 日均负荷峰谷差/MW | 日均负荷峰谷差率/% | 日均负荷标准差改善量/MW | 储能净收益率/% | 日均弃风电量/(MW⋅h) |
---|---|---|---|---|---|
无储能调节 | 972.311 | 16.287 | — | — | 6 216.138 |
ZBB | 622.537 | 10.716 | 73.164 | 11.028 | 4 936.140 |
锂离子电池 | 596.620 | 10.314 | 74.784 | 7.710 | 5 029.286 |
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