【EI复现】参与调峰的储能系统配置方案及经济性分析附Matlab代码

matlab科研助手

于 2025-05-29 23:14:33 发布

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🔥 内容介绍

随着能源结构向可再生能源转型，电力系统对储能系统参与调峰的需求日益凸显。本文深入研究了储能系统在调峰场景下的配置方案，通过构建数学模型，综合考虑储能容量、充放电功率、充放电效率等因素，以最大化储能系统参与调峰的经济效益为目标，采用粒子群优化算法求解最优配置方案。同时，对不同配置方案进行详细的经济性分析，涵盖初始投资成本、运行维护成本、收益等方面。以某地区实际电力数据为例进行仿真验证，结果表明，所提出的配置方案能有效提升储能系统参与调峰的经济性，为储能系统在电力市场中的应用提供了理论支持和实践指导。

关键词

储能系统；调峰；配置方案；经济性分析；粒子群优化算法

一、引言

1.1 研究背景

近年来，全球能源形势发生深刻变化，可再生能源如风能、太阳能等在电力系统中的占比持续增加。然而，可再生能源的间歇性和波动性给电力系统的稳定运行带来了巨大挑战，导致电力供需失衡问题愈发严重。储能系统作为一种有效的调节手段，能够在电力过剩时储存能量，在电力短缺时释放能量，起到 “削峰填谷” 的作用，对于提高电力系统的稳定性、可靠性和灵活性具有重要意义。

在众多应用场景中，储能系统参与调峰是其关键应用之一。随着电力市场的逐步完善，峰谷电价差不断拉大，为储能系统参与调峰获取经济效益提供了契机。合理配置储能系统，使其在满足电力系统调峰需求的同时，实现自身经济效益最大化，成为当前研究的热点问题。

1.2 研究现状

国内外学者针对储能系统参与调峰的配置方案及经济性分析开展了大量研究。在配置方案方面，早期研究主要集中在基于经验或简单规则的配置方法，如按照一定比例配置储能容量与充放电功率。随着研究的深入，逐渐采用数学优化方法，如线性规划、整数规划等，构建考虑多种约束条件的优化模型来确定储能系统的最优配置。在经济性分析方面，从最初仅考虑储能系统的投资成本，发展到全面考虑投资成本、运行维护成本、收益以及各种不确定性因素对经济性的影响。

然而，现有研究仍存在一些不足。一方面，部分配置方案未充分考虑储能系统的实际运行特性，导致配置结果在实际应用中难以达到预期效果；另一方面，经济性分析中对一些复杂因素，如电力市场价格波动、储能系统寿命衰减等的考虑不够全面，使得经济性评估不够准确。

1.3 研究目的与意义

本研究旨在提出一种综合考虑储能系统运行特性和多种复杂因素的配置方案，并进行全面准确的经济性分析。通过深入研究，优化储能系统在调峰场景下的配置，提高其参与调峰的经济性，为储能系统的大规模应用提供科学依据和技术支持，促进电力系统的可持续发展。

二、储能系统参与调峰的原理与模型

2.1 储能系统运行原理

储能系统主要由储能元件、功率变换装置等组成。在电力系统处于低谷负荷时段，电网向储能系统充电，电能转化为化学能等形式存储在储能元件中；在高峰负荷时段，储能系统放电，将存储的能量释放回电网，满足电力需求。储能系统的充放电过程可通过控制功率变换装置实现精确控制，其充放电功率、容量等参数对调峰效果起着关键作用。