考虑热电联产和电动汽车调度的自治微电网储能容量优化.pptxVIP

汇报人： 刘自发教授 1 研究背景 2 问题提出 3 优化模型和优化策略 4 算例分析 5 总结 内容 CONTENT • 微电网发展现状 随着我国能源产业化转移， 以实现能源安全、清洁、高效利用的风、光等分布式发电得 到迅速发展。微电网是分布式发电应用的最高级拓展和高级应用。 自从2015年开始 ，我国陆续 出台微电网相关政策。 以中国、美国、 日本为首 ，预计未来10年 ，微电网容量将超过全球的 50% ，尤其是一带一路沿线的微电网装机和示范工程，将会有一个明显的增多。 按照目前发展形势，乐观估计， 2020 年后新增光伏装机量将稳步回升， 2025年 有望达到70GW。 我国是全球累计风电装机容量和新增 容量最多的国家。 2017年，分别占全球 35%和37%。 • 风光分布式电源发展现状 全球风电装机累计容量 中国光伏新增装机情况 • 储能发展现状 中国储能于2011年起步 ， 近几年保持着强劲的增长态势 ， 截至 2016 年底， 中国投运电化学储能项目累计装机规模为 243.0MW ， 同比增长 72% ， 新增装机呈 现加速增长的状态。 锂离子电池 铅蓄电池 液流电池 超级电容 钠硫电池 储能项目累计装机规模及增长率 各类型占比 电动汽车目前受到国家的政策支持 ， 发展电动汽车是国家的大略方针。 2017 年新能源汽车产量达到79.4万辆 ， 年销售量为77.7万辆。 目前国家已经建成超过10 万个公用充电桩 ，发展电动汽车已成趋势。 中国新能源汽车未来年销售量预测 • 电动汽车发展现状 1200 1000 800 600 400 200 年销售量 千万级 2030 2020 2025 0 各种新能源与总负荷的功率平衡是微电网的最重要问题，为了提高系统可 靠性，需要储能装置来进行功率动态平衡。 • 新能源发电与负荷功率的不平衡 增加需求侧管理后的负荷对比示意图 考虑电动汽车规划和需求侧管理后，会使功率不平衡量减少，在对 储能装置容量进行规划时，需要考虑这两个方面。 • 电动汽车规划和需求侧管理对负荷的影响 储能类型 能量/功率密度 典型额定功 率 放电时间 自放电率 Wh/kg W/kg /MW %/天 化学 铅酸电池 30~50 75~300 100 分钟~小时 0.1~0.3 锂电池 75~250 150~315 100 分钟~小时 0.1~0.3 钠硫电池 150~24 0 90~230 100 分钟~小时 20 机械 抽水蓄能 0.5~1.5 - 100~5000 4~10小时 很小 压缩空气 30~60 - 10~300 1~20小时 较小 飞轮储能 5~130 400~1600 0.005~1.5 15秒~15分钟 100 电磁 超级电容 0.1~15 500~5000 0.01~1 秒~分钟 20~40 超导储能 0.5~5 500~2000 0.01~1 秒~分钟 10~15 储能类型 循环寿命 投资成本 响应速度 特点 年限 次数 $/kW 化学 铅酸电池 5~15 500~1000 280~910 中 技术十分成 熟 锂电池 5~15 1000 490~1400 中 技术较为成 熟 钠硫电池 10~15 4500 980~2800 中 运行安全性 低 机械 抽水蓄能 40~60 - 700~5040 慢 限于地理条 件 压缩空气 20~40 - 560~1610 慢 限于地理条 件 飞轮储能 15 20000 140~420 快 商业化程度 低 电磁 超级电容 10 100000 140~560 快 产业发展迅 速 超导储能 20 100000 140~560 快 未实现商业 化 类型 单价/$ 单位容量 超级电容器 2500 1kWh 锂离子电池 2.88 3.2V 3000mAh 铅酸电池 200 2V 1000Ah 储能装置的性能和成本不同， 为了在保证可靠性的前提下，使总 成本最低，需要对储能装置进行优 化配置 • 各类型储能装置性能成本不同 不同储能装置的参数 不同储能装置的单价及容量 • 储能容量优化模型结构图 • 光伏模型 PPV = nPV −PV ( ) [1+ k(Tc (t) − Tr )] PPV-光伏阵列输出功率(kW) nPV-光伏阵列中发电单元数量 Pr-PV-标准环境条件下单一光伏发电单元输出功率(kW) Rc-实际光照强度(kW/m2) Rr-标准光照强度(kW/m2) Tc-实际温度(ºC) Tr-标准温度(ºC) k-功率温度系数 r P