考虑多场景规划的共享储能投资及运营分析

朱宗耀; 王秀丽; 吴雄; 贺继瑶; 辛超山; 黄阮明

doi:10.7500/AEPS20220426007

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

考虑多场景规划的共享储能投资及运营分析

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 考虑多场景规划的共享储能投资及运营分析
- Investment and Operation Analysis of Shared Energy Storage Considering Multi-scenario Planning
- 电力系统自动化 2023年47卷第7期页码：23-31
- 作者机构：
  
  1.西安交通大学电气工程学院，陕西省西安市 710049
  2.国网新疆电力有限公司经济技术研究院，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830047
  3.国网上海市电力公司经济技术研究院，上海市 200233
- 作者简介：
  
  朱宗耀(1992—)，男，博士研究生，主要研究方向：电力市场、电力系统规划。E-mail：zzy_xjtu@163.com
  王秀丽(1961—)，女，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：电力系统规划及可靠性、电力市场。E-mail：xiuliw@mail.xjtu.edu.cn
  吴雄(1986—)，男，博士，副教授，博士生导师，主要研究方向：微电网优化运行、电力市场。E-mail：wuxiong@mail.xjtu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家电网公司科技项目(5100-202056458A-0-0-00)
- DOI：10.7500/AEPS20220426007
  中图分类号：
- 收稿：2022-04-26，
  
  修回：2022-07-22，
  
  网络出版：2022-11-14，
  
  纸质出版：2023-04-10
- 稿件说明：
移动端阅览
朱宗耀,王秀丽,吴雄等.考虑多场景规划的共享储能投资及运营分析[J].电力系统自动化,2023,47(7):23-31.

ZHU Zongyao,WANG Xiuli,WU Xiong,et al.Investment and Operation Analysis of Shared Energy Storage Considering Multi-scenario Planning[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(7):23-31.
朱宗耀,王秀丽,吴雄等.考虑多场景规划的共享储能投资及运营分析[J].电力系统自动化,2023,47(7):23-31. DOI： 10.7500/AEPS20220426007.

ZHU Zongyao,WANG Xiuli,WU Xiong,et al.Investment and Operation Analysis of Shared Energy Storage Considering Multi-scenario Planning[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(7):23-31. DOI： 10.7500/AEPS20220426007.

摘要

针对共享储能的集中式与分布式投资方式及电量共享与容量共享运营模式，分别建立了考虑可再生能源发电及用户负荷季节差异性的多场景优化模型，并采用基于供需比的定价机制对系统内的电力交易进行经济结算。为评估系统内用户负荷灵活性对储能规划及系统总成本的影响，对用户灵活性负荷进行了建模及敏感性分析。最后结合真实历史数据，通过仿真算例对不同投资及共享模式进行了多角度的分析对比，并针对峰谷电价差及规模投资效应对储能投资运营的影响进行了进一步分析。结果表明，采用集中式储能投资并进行电量共享的运营模式更具经济性。

Abstract

Aiming at the centralized and distributed investment modes of shared energy storage (ES) and the operation modes of power sharing and capacity sharing

the multi-scenario optimization models considering the seasonal differences of renewable energy generation and user load are established

and a pricing mechanism based on the ratio of supply and demand is adopted to economically settle the power transaction in the system. In order to evaluate the impact of the load flexibility on ES planning and total system cost

the modeling and sensitivity analysis for flexible load of user are carried out. Finally

combined with the real historical data

different investment and sharing modes are analyzed and compared from multiple perspectives through case studies. And the impact of peak valley electricity price difference and scale investment effect on ES investment and operation is further analyzed. The results show that the operation mode of centralized ES investment and power sharing are more economical.

关键词

Keywords

references

肖云鹏，王锡凡，王秀丽，等 . 面向高比例可再生能源的电力市场研究综述［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （ 3 ）： 663 - 674 .

XIAO Yunpeng ， WANG Xifan ， WANG Xiuli ， et al . Review on electricity market towards high proportion of renewable energy ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ 3 ）： 663 - 674 .

裴佑，裴哲义，邱伟强，等 . 基于区块链的共享储能联合调频分散交易机制设计［J］. 电力自动化设备， 2021 ， 41 （ 10 ）： 138 - 145 .

PEI You ， PEI Zheyi ， QIU Weiqiang ， et al . Design of decentralized trading mechanism for shared energy storage joint frequency regulation based on blockchain ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2021 ， 41 （ 10 ）： 138 - 145 .

卓振宇，张宁，谢小荣，等 . 高比例可再生能源电力系统关键技术及发展挑战［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 9 ）： 171 - 191 .

ZHUO Zhenyu ， ZHANG Ning ， XIE Xiaorong ， et al . Key technologies and developing challenges of power system with high proportion of renewable energy ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 9 ）： 171 - 191 .

康重庆，刘静琨，张宁 . 未来电力系统储能的新形态：云储能［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 21 ）： 2 - 8 .

KANG Chongqing ， LIU Jingkun ， ZHANG Ning . A new form of energy storage in future power system： cloud energy storage ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 21 ）： 2 - 8 .

陈启鑫，房曦晨，郭鸿业，等 . 储能参与电力市场机制：现状与展望［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 16 ）： 14 - 28 .

CHEN Qixin ， FANG Xichen ， GUO Hongye ， et al . Participation mechanism of energy storage in electricity market： status quo and prospect ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 16 ）： 14 - 28 .

国家能源局 . 关于加快推动新型储能发展的指导意见［EB/OL］.［ 2021-07-15 ］. http：//zfxxgk.nea.gov.cn/2021-07/15/c_1310079331.htm http://zfxxgk.nea.gov.cn/2021-07/15/c_1310079331.htm .

National Energy Administration . Guidance opinions on accelerating the development of new energy storage ［EB/OL］. ［ 2021-07-15 ］. http：//zfxxgk.nea.gov.cn/2021-07/15/c_1310079 http://zfxxgk.nea.gov.cn/2021-07/15/c_1310079

htm .

STECKEL T ， KENDALL A ， AMBROSE H . Applying levelized cost of storage methodology to utility-scale second-life lithium-ion battery energy storage systems ［J］. Applied Energy ， 2021 ， 300 ： 117309 .

TEJADA-ARANGO D A ， DOMESHEK M ， WOGRIN S ， et al . Enhanced representative days and system states modeling for energy storage investment analysis ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2018 ， 33 （ 6 ）： 6534 - 6544 .

TUSHAR W ， CHAI B ， YUEN C ， et al . Three-party energy management with distributed energy resources in smart grid ［J］. IEEE Transactions on Industrial Electronics ， 2015 ， 62 （ 4 ）： 2487 - 2498 .

SOUSA T ， SOARES T ， PINSON P ， et al . Peer-to-peer and community-based markets： a comprehensive review ［J］. Renewable and Sustainable Energy Reviews ， 2019 ， 104 ： 367 - 378 .

邱伟强，王茂春，林振智，等 . “双碳”目标下面向新能源消纳场景的共享储能综合评价［J］. 电力自动化设备， 2021 ， 41 （ 10 ）： 244 - 255 .

QIU Weiqiang ， WANG Maochun ， LIN Zhenzhi ， et al . Comprehensive evaluation of shared energy storage towards new energy accommodation scenario under targets of carbon emission peak and carbon neutrality ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2021 ， 41 （ 10 ）： 244 - 255 .

刘峰伟，陈佳佳，赵艳雷，等 . 端对端交易模式下基于移动储能共享的配电系统韧性提升［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 16 ）： 151 - 159 .

LIU Fengwei ， CHEN Jiajia ， ZHAO Yanlei ， et al . Resilience enhancement for distribution system based on mobile energy storage sharing in peer-to-peer transaction mode ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 16 ）： 151 - 159 .

PILZ M ， AL-FAGIH L . Recent advances in local energy trading in the smart grid based on game-theoretic approaches ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2019 ， 10 （ 2 ）： 1363 - 1371 .

李咸善，解仕杰，方子健，等 . 多微电网共享储能的优化配置及其成本分摊［J］. 电力自动化设备， 2021 ， 41 （ 10 ）： 44 - 51 .

LI Xianshan ， XIE Shijie ， FANG Zijian ， et al . Optimal configuration of shared energy storage for multi-microgrid and its cost allocation ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2021 ， 41 （ 10 ）： 44 - 51 .

MEDIWATHTHE C P ， SHAW M ， HALGAMUGE S ， et al . An incentive-compatible energy trading framework for neighborhood area networks with shared energy storage ［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2020 ， 11 （ 1 ）： 467 - 476 .

ZHAO D W ， WANG H ， HUANG J W ， et al . Virtual energy storage sharing and capacity allocation ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2020 ， 11 （ 2 ）： 1112 - 1123 .

TUSHAR W ， CHAI B ， YUEN C ， et al . Energy storage sharing in smart grid： a modified auction-based approach ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2016 ， 7 （ 3 ）： 1462 - 1475 .

叶晨，王蓓蓓，薛必克，等 . 考虑超售的共享分布式光储混合运营模式协同策略研究［J］. 电工技术学报， 2022 ， 37 （ 7 ）： 1836 - 1846 .

YE Chen ， WANG Beibei ， XUE Bike ， et al . Study on the coordination strategy of sharing distributed photovoltaic energy storage hybrid operation mode considering overselling ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2022 ， 37 （ 7 ）： 1836 - 1846 .

帅轩越，王秀丽，吴雄，等 . 计及电热需求响应的共享储能容量配置与动态租赁模型［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 19 ）： 24 - 32 .

SHUAI Xuanyue ， WANG Xiuli ， WU Xiong ， et al . Shared energy storage capacity allocation and dynamic lease model considering electricity-heat demand response ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 19 ）： 24 - 32 .

FLEISCHHACKER A ， AUER H ， LETTNER G ， et al . Sharing solar PV and energy storage in apartment buildings： resource allocation and pricing ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2019 ， 10 （ 4 ）： 3963 - 3973 .

STERIOTIS K ， TSAOUSOGLOU G ， EFTHYMIOPOULOS N ， et al . Real-time pricing in environments with shared energy storage systems ［J］. Energy Efficiency ， 2019 ， 12 （ 5 ）： 1085 - 1104 .

ZHENG B S ， WEI W ， CHEN Y ， et al . A peer-to-peer energy trading market embedded with residential shared energy storage units ［J］. Applied Energy ， 2022 ， 308 ： 118400 .

ZHANG W Y ， ZHENG B S ， WEI W ， et al . Peer-to-peer transactive mechanism for residential shared energy storage ［J］. Energy ， 2022 ， 246 ： 123204 .

LAI S Y ， QIU J ， TAO Y C . Credit-based pricing and planning strategies for hydrogen and electricity energy storage sharing ［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2022 ， 13 （ 1 ）： 67 - 80 .

LIU N ， YU X H ， WANG C ， et al . Energy-sharing model with price-based demand response for microgrids of peer-to-peer prosumers ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2017 ， 32 （ 5 ）： 3569 - 3583 .

LÜTH A ， ZEPTER J M ， CRESPO DEL GRANADO P ， et al . Local electricity market designs for peer-to-peer trading： the role of battery flexibility ［J］. Applied Energy ， 2018 ， 229 ： 1233 - 1243 .

WALKER A ， KWON S . Analysis on impact of shared energy storage in residential community： individual versus shared energy storage ［J］. Applied Energy ， 2021 ， 282 ： 116172 .

CHANG H C ， GHADDAR B ， NATHWANI J . Shared community energy storage allocation and optimization ［J］. Applied Energy ， 2022 ， 318 ： 119160 .

RODRIGUES D L ， YE X M ， XIA X H ， et al . Battery energy storage sizing optimisation for different ownership structures in a peer-to-peer energy sharing community ［J］. Applied Energy ， 2020 ， 262 ： 114498 .

Cornell University Facilities Services Energy and Sustainability . Real time building utility use data ［EB/OL］. ［ 2022-02-01 ］. https：//portal.emcs.cornell.edu/d/2/dashboard-list？orgId=2 https://portal.emcs.cornell.edu/d/2/dashboard-list?orgId=2 .

Nord Pool Data Portal . Day-ahead prices ［EB/OL］. ［ 2021-11-20 ］. https：//www.nordpoolgroup.com/en/ https://www.nordpoolgroup.com/en/ .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于区块链智能合约的分布式储能系统共享运营策略

新型电力系统的发用电侧共享储能商业模式研究综述

含产消者租赁共享储能的主动配电网协同优化决策