2024 年 11 月 Vol.13 No.11 Nov. 2024 储 能 科 学 与 技 术 Energy Storage Science and Technology 风光储多能互补能源系统容量配置优化 智筠贻 1, 3，凌浩恕 2, 3, 4，吴 昊 1，朱轶林 2，沈昊天 3，徐玉杰 2, 4，陈海生 2, 4 （ 1南京师范大学能源与机械工程学院，江苏 南京 210023； 放量最低的目标；开发了改进型非支配遗传算法求解仿真模型，得到了多目标问题的帕累托最优解集，并通过 逼近理想解排序法获得了系统的最优容量配置运行方案；利用线性规划软件CPLEX求解器开展了系统的运行调 度优化，验证了该系统框架和优化调度模型的有效性和正确性。研究结果表明，本文所提出的风光储多能互补 能源系统容量配置优化方法有效提高了可再生能源利用率，实现了经济成本和碳排放量最低，提高了系统的经 济性和环保性。本文为 济性和环保性。本文为可再生能源系统实现持续稳定可靠的供能和园区的低碳化转型提供了参考。 关键词：多能互补；风光储；容量配置；调度策略；多目标优化 doi： 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0377 中图分类号：TM 91 文献标志码：A 文章编号：2095-4239（2024）11-3874-15 Optimization of capacity

⚫高耗能负荷发挥与储能类似的调节作用 ⚫很多负荷通过改造可以具备负荷侧响应能力 可再生能源 常规机组出力 网负荷 电 功功率 有 时间t 高耗能负荷 负荷降 出力 可再生能源波动控制——工业高耗能负荷 大容量工业负荷参与电网互动调节，是国家重大战略需求 2017年 六部委 《电力需求侧管理办法》（2017年） 原基础上扩展范围，明确鼓励推进工业、建筑等领域电力需求侧管理。 2019年 工信部《工业领域电力需求侧管理工作指南》 2022年典型工业高耗能负荷产量及用电数据 工业负荷调控可行性——可调容量 采用直接控制方式，调节范围内可实现工业负荷的秒级连续控制 优势二：调节速度快 电解类、电弧炉两类典型可控工业负荷占全社会用电量比例达18% 优势一：容量占比大 结论 利用工业负荷控制参与电网调频及新能源波动平抑，在未来具有不可替代性 因为单体容量大，通过集中控制器的改造可有效响应电网控制指令 优势三：改造成本低 优势三：改造成本低 1个铝负荷控制器≈20万台空调 工业负荷参与控制的优势与特点 一、大容量工业负荷参与电网互动调节需求 二、大容量工业负荷控制技术与示范工程 三、大容量工业负荷虚拟电厂模拟仿真系统 报告提纲 核心技术 工业负荷的有功快速控制技术 ⚫ 为什么可调？ ⚫ 怎么调？ ⚫ 能调多少？ ⚫ 调节速度？ ⚫ 和其他手段怎么配合？ ⚫ 调节代价？ ◆热蓄能负荷，短时间调整对生产影响小

� � � � � � � � � � � � 23 04 输配电价回归电网业务成本，线损费用和系统运行费用在电费中单列 � � � � � 26 05 煤电容量电价机制出台，重构发用电双方电费结构，支撑煤电角色转型 � � � � 31 06 辅助服务市场价格机制得到规范，新能源和储能主体或需调整市场策略� � � 35 07 新能源市 . . . . . . . . . . . . . . . . .25 图表17 第二、第三监管周期各省级电网需量电价比容量电价系数汇总 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 图表18 部分省份容量电价电压等级价差汇总. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28 图表19 抽水蓄能电站装机容量及容量电价汇总 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29 图表20 第三监管周期内各省市抽蓄年度容量电费汇总（单位：亿元） . . . . . . . . . . . . . . . .

9 二、电气主接线设计的原则 在工程设计中，经上级主管部门批准的设计任务 书或委托书是必不可少的。 它将根据国家经济发展及电力负荷增长率的规划， 给出所设计电厂 ( 变电站 ) 的容量、机组台数、 电压等级、出线回路数、主要负荷要求、电力系 统参数和对电厂的具体要求，以及设计的内容和 范围。这些原始资料是设计的依据，必须进行详 细的分析和研究，从而可以初步拟定一些主接线 方案。 二、主接线方案的拟定与选择 三、主变压器容量的确定原则 四、主接线方案的经济比较 13 一、对原始资料分析 (1) 工程情况，包括发电厂类型 ( 凝汽式火电厂，热 电厂，或者堤坝式、引水式、混合式水电厂等 ) ， 设计规划容量 ( 近期、远景 ) ，单机容量及台数， 最大负荷利用小时数及可能的运行方式等。 发电厂容量的确定与国家经济发展规划、电力负 荷增长速度、系统规模和电网结构以及备用容量 等因素有关。发电厂装机容量标志着发电厂的规 等因素有关。发电厂装机容量标志着发电厂的规 模和在电力系统中的地位和作用。在设计时，对 发展中的电力系统，可优先选用较为大型的机组。 但是，最大单机容量不宜大于系统总容量的 10 ％，以保证在该机检修或事故情况下系统的供电 可靠性。 14 一、对原始资料分析 (1) 工程情况，包括发电厂类型 ( 凝汽式火电厂，热 电厂，或者堤坝式、引水式、混合式水电厂等 ) ， 设计规划容量 ( 近期、远景 ) ，单机容量及台数，

.................................. 36 第六章 容量市场与容量补偿机制 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 17 容量机制从目前少数省份起步，将进一步优先覆盖新能源比例较高且现货市场连续试运 行的省份 .. .............................................................................. 37 18 短期内基于容量成本的行政定价仍会是容量机制的主流，且有望进一步分时段细化.. ... 38 第七章 输配电价格机制 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 机制优化调整 15 辅助服务供给主体扩维，服务成本开始向下游传导 16 辅助服务市场利好新型储能，但难以成为其主要收入来源 容量市场 17 容量机制从目前少数省份起步，将进一步优先覆盖新能源比例较高且现货市场连续试 运行的省份 18 短期内基于容量成本的行政定价仍会是容量机制的主流，且有望进一步分时段细化 输配电价格机制 19 多种储能资产或将重新纳入成本核算范围，输配电价继续下探空间有限

............................ 42 4.3.2 单一措施情景和综合情景下的减排潜力及协同环境效益.................... 43 4.3.3 各容量等级机组不同情景下的减排潜力及协同环境效益.................... 44 4.3.4 园区在役能源基础设施温室气体减排的成本效益.......................... ............................................................................... 34 表 4-4 园区能源基础设施容量结构 ........................................................................ 36 表 4-5 园区能源基础设施燃料结构 ............... 42 图 4-7 园区能源基础设施温室气体减排的主要技术及其适配机组 .................... 43 图 4-8 各减排情景的环境效益—按机组容量等级分解 ........................................ 45 图 4-9 园区能源基础设施温室气体减排潜力与减排成本 ....................

对断路器的影响 对自控装置的影响 节能降耗 减少能源浪费 减少建设投资 电能质量治理是节能的开端 节能：整体 5-10% 降低容量 减少投资 降低变压器容量 降低断路器容量 降低电缆容量 降低电网容量 减少故障 减少设备故障 减少电路故障 减少控制故障 减少谐振 减少电缆发热 减少控制误动作 APF 有 源 滤 波 SVG 无功补偿 MEC 综合电能质量治理 元 /Kwh) 0.5276 二次峰值负载储能供电容量 （ KWH ） 525 首年二次充放电峰平套利（元） 82797 电池电芯 (CELL) 容量（ AH ） 40 电池标称电压（ V ） 3.2 电池 PACK( 8S8P CELL) （ AH ） 320 电池 PACK 标称电压（ V ） 25.6 电池 PACK 容量（ Kwh ） 8.192 电池柜串联 PACK 数量 数量 28 电池柜标称电压（ V ） 716.8 电池柜标称容量（ Kwh ） 229.376 电池柜并联数量 7 电池系统标称容量（ Kwh ） 1605.632 初始总成本单价（预估，以实际为 准）（含税元 /WH ） 2.15 初始总成本总价含税（万元） 345.21 初始总成本不含税（万元） 297.60 没补贴成本回收期（年） 5.70 成本补贴率 0.5 有补贴成本回收期（年）

........................................................................................8 2.1 储能系统容量与充放策略.............................................................................................. 稳定性等，具体 如下表所示。 应用分类 应用名称 发电系统应用 削峰填谷/发电容量支撑 电网应用 输电系统支持/延缓输电系统扩容/缓解输电系统阻塞/变电站电源 新能源并网 移峰/并网/稳定输出 辅助服务 负荷跟踪/备用容量/调频/电压支持 用户端应用 供电可靠性/分时电价电费管理/电能质量/容量费用管理 储能系统应用场景一览表 储能主要应用包含以下几大类： 1）削峰填谷 力调峰，可提升光伏电力在电网中的接入能力和光伏电力的经济性。 目前对于配置在电网侧的集中式储能系统容量、功率配置是由电网调峰要求、储 能充放电控制策略、储能成本等因素共同决定。求解电池储能系统削峰填谷策略的算 法主要包括梯度类算法、智能算法、动态规划算法。不同的电网调峰要求、储能控制 策略对功率、容量的要求不同。 2）平滑输出 光伏发电是太阳能转换为电能的过程，其输出功率受到太阳辐射强度、温度等环

电力现货市场与一般现货市场的区别 现货市场 日前市场： 12:00 前交易第二天的电力 日内市场：交易当天的电力，实际交割前 1-2 小时关闸 辅助服务市场： 出现发用电量不平衡时，向市场主体购买调频和容量备用服务 实时市场：申报以 5 分钟为频率的负荷曲线和价格，交割前 1 小时关闸，中标结果为需要执行的发电计划 目前模式 电网企业 预测用 电 量 发电厂 发电厂 电力现货交易给调度模式带来的转变 母线 母线 母线 网络损耗 有功 LF; 母线 母线 参考 母线 母线 母线 母线 容量： 50 MW 报价： 500 元 /MWh 潮流： 100 MW 造成阻塞 ~ #2 机— 50 MW 1 线路容量： 100 MW 负荷 B:150 MW 报价： 600 元 /MWh ◆ 如何确定 #1 机组、 出清结算，对负荷 A 不公平 √ 节点 1 按 200 元 /MWh 出清结算，节点 2 按 500 元 /MWh 出清结算 —— 问 题 —— 方 法 节点电价形成原理 容量： 200 MW 报价： 200 元 / MWh 负荷 A:50 MW 报价： 600 元 / MWh #1 机组— 200 MW A 负 荷 B 购 电 费 = 5 0 0 × 1