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🔥 内容介绍
一、背景
在现代电力系统中，随着可再生能源的大规模接入以及用户侧负荷的多样化和不确定性增加，调峰和调频成为维持电力系统稳定运行的关键任务。电池储能系统（BESS）凭借其快速响应、灵活调节等特性，在调峰和调频中发挥着越来越重要的作用。然而，以往的研究大多将电池储能系统用于单一应用，忽略了其在多种服务中的协同效应。通过联合优化框架，同时利用电池储能进行调峰和调频，不仅能更好地应对电力系统中的各种挑战，还能挖掘电池储能系统的潜在经济效益。
二、联合优化框架
（一）模型考虑因素
- 电池退化
：电池的充放电过程会导致其性能逐渐退化，这不仅影响电池的使用寿命，还会增加运营成本。在模型中，通过引入与电池充放电深度、充放电次数等相关的退化模型，准确捕捉电池在调峰和调频过程中的退化情况，以便在优化过程中综合考虑长期成本。
三、实际数据验证
通过收集实际的电力系统数据，包括不同时段的电价、用户负载数据以及电网的调频调节信号等，对联合优化框架进行验证。在模拟计算中，将联合优化框架应用于实际数据场景，结果表明用户的电费最多可以减少 12%。这充分展示了联合优化框架在实际应用中的有效性，通过合理调度电池储能系统进行调峰和调频，能够显著降低用户的用电成本。
四、联合优化与单独应用对比
当电池用于调峰和调频两个单独的应用时，分别计算各自的最优节省情况。结果证明，联合优化的节省通常大于两个单独应用最优节省的总和。这一现象被称为超线性增益，意味着电池在同时提供调峰和调频服务时，其协同效应带来了额外的经济效益。这种超线性增益的产生主要源于电池在不同应用之间的灵活调配，例如在调峰过程中存储的能量可以在调频需求时更有效地利用，避免了单独应用时可能出现的能量浪费和资源闲置。
⛳️ 运行结果
📣 部分代码
function [F_xw,F_sprocedure] = filter_sprocedure(F_xw,w,uncertaintyModel,ops)
% Select the constraints to analyse
if any(is(F_xw,'elementwise'))
F_lp = F_xw(find(is(F_xw,'elementwise')));
% and save the rest for later analysis
F_xw = F_xw(find(~is(F_xw,'elementwise')));
p = sdpvar(F_lp);
keep = ones(1,length(p));
F_sprocedure = [];
% We cannot use a duality based SOS-decomposition
opsin = ops;
ops.verbose = 0;
ops.sos.model=2;
% All decision variables (i.e. not variables in SOS)
Parameters = [recover(setdiff(depends(p),depends(w)))];
for i = 1:length(p)
d = degree(p(i),w);
if all(d<=2) & any(d==2)
if opsin.verbose
disp(' - Using exact S-procedure to eliminate uncertainty');
end
lambda = sdpvar(1);
if isempty(uncertaintyModel{1}.r)
g = uncertaintyModel{1}.g;
else
e = (w-uncertaintyModel{1}.center);
g = uncertaintyModel{1}.r^2-e'*e;
end
Parameters = [Parameters;lambda];
F_sprocedure = [F_sprocedure, sos(p(i)-lambda*g), lambda>=0];
%F_sprocedure = [F_sprocedure, lambda>0, compilesos(sos(p(i)-lambda*g),[],ops,s)];
keep(i) = 0;
elseif 0%any(d>2)
[multiplier, lambda] = polynomial(w,2);
e = (w-uncertaintyModel{1}.center);
g = uncertaintyModel{1}.r^2-e'*e;
Parameters = [Parameters;lambda];
F_sprocedure = [F_sprocedure,lambda>=0,sos(p(i)-multiplier*g), sos(multiplier)];
%F_sprocedure = [F_sprocedure, lambda>0, compilesos(sos(p(i)-multiplier*g)+sos(multiplier),[],ops,s)];
keep(i) = 0;
end
end
if ~isempty(F_sprocedure)
F_sprocedure = compilesos(F_sprocedure,[],ops,Parameters);
end
if any(keep)
F_xw = [F_xw,p(find(keep))>=0];
end
else
F_sprocedure = [];
end
🔗 参考文献
《Using Battery Storage for Peak Shaving and Frequency Regulation: Joint Optimization for Superlinear Gains》
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告诫读者和自己第一，科学态度。历史学是一门科学，要学会做历史研究，就得有科学态度。科学态度不是与生俱来的，必须认真培养，关键是培养我们在研究中认真负责一丝不苟的精神。第二，献身精神。从事历史研究，就像从事其他任何科学研究一样，要有一种为科学研究而献身的精神，要热爱我们的研究事业，要有潜心从事这项工作的意志。没有献身精神，当然做不好科研工作。只想拿一个学位，那是很难学好做研究的。要拿学位，这一点可以理解，但我们读书，是为了自己获得真才实学。有了真才实学将来不论做什么工作，都是有用的。当然学位也是要的，但关键的是学问而不是学位。第三，查阅收集学术信息、资料的能力。青年学生要从事学术研究，就要培养能熟练地掌握查阅搜集学术信息、资料的能力。例如学习与研究英帝国史，就得了解国内外有关这个专业的基本情况，了解有关资料情况。像你们在北京地区学习，至少要大致了解北京地区有关英帝国史的中英文资料，熟悉与专业密切相关的主要图书馆，了解馆藏情况。这就需要经常去图书馆。我们这个专业不需要到田间考察，到工厂调研，但要去图书馆，去图书馆就是我们的调查研究。熟悉有关图书馆的情况是我们学习的一部分。今天，网络飞速发展，掌握网上查阅信息的技巧是非常必要的。第四，处理资料的能力。搜集的资料会越来越多，怎样安排它们也是一门学问。各学科各个研究人员的方式可能会有所不同，但总的原则是要有条理，便于记忆，便于查阅。第五，对资料的鉴别意识与鉴别能力。我们在使用研究资料时不能拿着就用，要有意识鉴别一下，材料是否可靠，什么样的材料更有价值。读书时，也不是拿着什么书就通读到底。有的书翻一翻即可，有的书则需认真读。区别哪些书翻一翻即可，哪些书得认真读，也不是一件容易的事，青年学生不是一下子就能做到这一点的，需逐渐培养这种能力。还有一点就是要学会使用计算机，能比较熟练地进行文字处理。
