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來源：《中國電力》2025年第2期
引文：李金, 劉科孟, 許丹莉, 等. 基于共享儲能站的多能互補微動力網外衍響應雙層優化[J]. 中國電力, 2025, 58(2): 43-56.
編者按
在“雙碳”戰略的推動下，電力行業對以傳統化石燃料為主的動力結構低碳轉型意識逐漸增強，綠色動力來源的多樣化趨勢日益顯著。以風能和光伏為代表的新動力高比例滲透，被認為是實現動力系統低碳轉型的有用途徑。風電、光伏具有顯著的不確定性和波動性，其年夜規模接進微動力網系統，勢必會對微動力網的靈活性、經濟性及穩定性運行帶來嚴峻挑戰。此外，微動力網中風光不確定性風險甚至有能夠向上級電網擴散，影響電網穩定運行。
《中國電力》2025年第2期刊發了李金等撰寫的《基于共享儲能站的多能互補微動力網外衍響應雙層優化》一文。文章提出一種基于共享儲能站的多能互補微動力網系統外衍響應雙層協調優化戰略。起首，將多能互補微動力網系統分為高低雙層結構。此中，上層為微動力網系統，直接與外界電網相連；下層為共享儲能站，與微動力網系統相連。其次，分別構建微動力網系統動力設備的運行模子及共享儲能站能量儲存模子。然后，考慮到系統中風光不確定性，構建燃氣輪機和柴油發電機功率型靈活性指標，并且采用Hong的(2m+1)點估計法量化水箱水風光不確定性，以此晉陞系統運行的穩定性與靠得住性。最后，采用KKT條件和Big-M法將雙層非線性優化模子轉為單層混雜整數線性模子求解。
摘要汽車機油芯
高比例新動力接進動力系統帶來的強不確定性使系統內部優化運行變得困難，同時能夠導致不確定性風險外溢，從而影響到上級電網穩定運行。為此，提出了一種基于共享儲能站的多能互補微動力網系統外衍響應雙層協調優化戰略。起首，構建了微動力網系統動力設備運行模子，并提出了共享儲能站運行方法和盈利機制。其次，以微動力網系統運營商為上層，共享儲能站運營商為下層，樹立考慮2個分歧好處體的雙層協調優化模子。然后，通過Hong的(2m+1)點估計法量化風光不確定性，并應用基于KKT條件和Big-M將雙層非線性優化模子轉化為單層混雜整數優化模子。最后，仿真結果表白該戰略能有用避免風光不確定性風險外溢，減少了微動力網運營商6.3%的運行本錢。
01 研藍寶堅尼零件討場景
本文研討基于共享儲能站的多能互補微動力網系統包括微動力網系統運營商，共享儲能站運營商及內部電網與氣網，如圖1所示。微動力網系統運營商擁有柴油發電機、燃氣輪機、光伏機組、風力機組、電熱泵、燃氣鍋爐、溴化鋰制冷機組和電制冷機組的應用權。作為電網與用戶之間的中間商，微動力網系統能夠與用戶進行能量交互。本文假定優先消納光伏、風機出力。若新動力出力盈余，其余動力設備可以應用這部門能量來啟動運行；若新動力無法滿足用戶的電能需求，缺乏的電能將通過燃氣輪機和柴油發電機來彌補又不經意地向被男主角踐踏、當墊腳石的男配謝夕伸出。燃氣鍋爐與電熱泵供給用戶熱負荷需求。此中，燃氣鍋爐與燃氣輪機所需的燃料由微動力網系統運營商向外界氣源站購買。電制冷機組和溴化鋰制冷機組供給用戶冷負荷需求。電制冷機組作為電能耗費設備，其能量汽車零件報價由燃氣機組與柴油發電機組供給。溴化鋰制冷機組作為熱能耗費設備，其能量由燃氣鍋爐供給。此外，微動力網系統還可直接與外界電網、氣網進行能量交互，以此下降系統運行本錢。
圖1 多能互補微動力網系統外衍響應結構
Fig.1 External derivative response structure of multi- energy complementary micro energy g保時捷零件rid system
共享儲能站運營商是獨立于電網、微動力網系統運營商的盈利主體，其服務對象是微動力網系統運營商，通過供給儲能服務，將微動力網系統內部的風光不確定性帶來的風險通過外衍響應加以緩解，從而減小對系統運行的影響。在微動力網系統處于電力需求低谷期時，將盈余的電量存儲至共享儲能站中；而在電力需求岑嶺期，則從共享儲能站中Porsche零件提取該部門電量以滿足需求。同時，共享儲能運營商得保證單個微動力網系統不克不及存、取過多的電量，使得共享儲能站超過本身容量最年夜限制或許使其沒有多余電量為其他系統服務。共享儲能站運營商盈利形式：通過收取微動力網系統運營商在分歧時刻儲進與掏出電量的服務費來盈利。
與傳統的儲能設備比擬，共享儲能具有如下優點：1）共享儲能站可以將投資，運行本錢以服務費的情勢分攤到福斯零件多個用戶。從微動力網系統角VW零件度看，無需微動力網系統運營商后期維護，省往儲能設備安裝價格，節省巨額的儲能投資本錢，從而下降系統的經濟負擔。2）共享儲能供給了更年夜的靈活性和擴展性，用戶可以根據需求調整應用時間。
02 基于共享儲能站的多能互補微動力網系統模子
2.1 微動力網系統運營商模子
2.1.1 不成調節設備模子
1） 光伏發電機組模子。光伏機組出力取決于太陽輻射度的鉅細、光伏組件總數。此中，太陽輻射度受氣象條件的影響具有強不確定性，凡是將其不確定性描寫為β概率密度函數，數學表達式為
式中：
為t時刻太陽輻射度的不確定性；Γ為伽瑪函數；
為t時刻形狀參數；st為t時刻太陽輻射度；
為t時刻太陽輻射度均勻值；
為t時刻太陽輻射度標準差。
光伏發電機組出力的數學表達式為
式中：Psolar為光伏發電機組的輸出功率；Nsolar為光伏組件總數；F為光伏組件填充系數；Vsolar為實際電壓；Isolar為實際電流；VMPP為光伏組件最年夜功率點的電壓；IMPP為光伏組件最年夜功率點的電流；ISC為光伏組件的短路電流；VOC為光伏有什麼出息的？不也一樣被裁員了。組件的開路電壓；Kv為電壓溫度系數；TC為電池溫度；Ki為電流溫度系數；TA為環境溫度；TOT為標稱任務電池溫度。
2） 風力發電機組模子。凡是將風速的不確定性用Weibull概率密度函數表述，數學表達式為
式中：
為t時刻風速的不確定性；vt為t時刻風速；
分別為t時刻形狀參數；
為t時刻風速的均勻值；
為t時刻風速的標準差。
風力發電機組出力的數學表達式為
式中：Pwind為風力發電機組的輸出功率；a和b為相關量常數；vcin為切進風速；vo為切出風速；vcoff為額定風速；Pr為風力發電機組的額定輸出功率。
2.1.2 可調節設備模子
在多能互補微動力網系統中安裝柴油發電機組、燃氣機組等可調節設備機組，以便在可再生動力的發電不克不及滿足負荷請求的情況下供給足夠的能量。
1） 柴油發電機組模子為
式中：
為t時刻柴油發電機組輸出的電功率；
分別為柴油發電機組輸出的最年夜、最小功率。
2） 燃氣機組模子為
現在是五點五十，還有五分鐘下班時間。
式中：
為t時刻輸進燃氣機組的自然氣功率；μGT為燃氣機組的發電效力；
為t時刻燃氣機組輸出的電功率；
分別為燃氣機組輸出最年夜、最小的電功率。
3） 燃氣鍋爐模子。燃氣鍋爐通過燃燒自然氣來為微動力網系統供給熱功率，其轉化關系為
式中：
為t時刻輸進燃氣鍋爐的自然氣功率；
為t時刻燃氣鍋爐輸出的熱功率；
為輸進燃氣鍋爐自然氣功率的最年夜、最小值；ηGB為燃氣鍋爐的制熱效力。
4） 電熱泵模子為
式中：
為t時刻輸進電熱泵的電功率；
為t時刻電熱泵的輸出的熱功率；ηHP為電熱泵的制熱效力；
分別為電熱泵輸進的最年夜、最小電功率。
5） 電制冷機模子。電制冷機組通過耗費電能來為微動力網系統供給冷功率，其能量轉換關系為
式中：
為t時刻輸進電制冷機組的電功率；
為t時刻電制冷機組輸出的冷功率；
為電制冷機組輸進的最年夜、最小電功率；ηRM為電制冷機組的制冷效力。
6） 溴化鋰制冷機模子。溴化鋰制冷機通過將系統中的盈余熱量轉化為所需的冷功率，其動力轉換關系為
式中：