《Journal of Energy Storage》：Research and evaluation of strategies for enhancing adaptability and flexibility in VPP through integrated interruptible loads energy storage (ILES)
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中断可调负荷储能系统在虚拟电厂中的应用及控制策略研究。通过构建大规模虚拟电厂动态仿真模型，提出包含普适性、增强和衰减三种调度方案的控制策略，优化了中断可调负荷的调度时间窗和功率分配，显著提升系统灵活性和储能利用率，仿真结果显示调度率从10MW/min提升至40MW/min，系统输出功率达96.7MW·h。
作者：董通、田泽宇、王 Zhu、杜广汉、颜辉
单位：西安交通大学电力工程多相流国家重点实验室，中国西安 710049
摘要
可中断负载储能（ILES）是一种兼具负载和储能双重功能的新技术。作为储能系统，ILES能够实现灵活可控的调度；而作为负载，它具有广阔的储能潜力。然而，ILES的双重性质在其直接应用于电网时带来了挑战，因此需要将其整合到虚拟电厂（VPP）中，作为间接但关键的调度工具。本研究开发了一个包含工业规模ILES的大规模VPP动态仿真模型，并提出了一种控制策略，重点关注ILES的灵活和安全使用。该策略包括确定ILES调度时间和范围的方法，并引入了三种方案——通用性方案、增强方案和减弱方案——以计算ILES的调度功率并制定适应不同需求的调度计划。此外，该策略通过生成优化信号来增强现有控制系统，从而提高调度速率。仿真结果显示，ILES的调度速率从10 MW/min提高到了40 MW/min；调度时间的调整使ILES的调度功率从53.7 MW增加到了101.8 MW，VPP的输出功率从16.9 MW·h增加到了96.7 MW·h。在相同情景下，不同调度方案下调度功率的变动范围分别为27.5 MW至107 MW和67.3 MW至106.2 MW。
术语表
命名规范
| 缩写 |
| EV | 电动汽车 |
| AES | 辅助储能 |
| VPP | 虚拟电厂 |
| ILES | 可中断负载储能 |
| DER | 分布式能源资源 |
| MES | 主储能 |
| EMS | 能源管理系统 |
| CCS | 协调控制策略 |
| PUS | 功率通用性方案 |
| PAS | 功率增强方案 |
| PES | 功率减弱方案 |
| ACC | 辅助控制组件 |
| PCC | 主控制组件 |
| OF | 优化函数 |
| ESG | 储能组 |
可中断负载储能的特性
ILES是一种创新的储能系统，结合了储能系统和电气负载的特性。它主要包含具有可调度能力的工业负载，特别适合大规模储能应用。然而，由于其双重性质，ILES的利用受到一定限制。(1) ILES的负载特性
ILES的负载特性具有很强的调节潜力和广泛的分布范围。
策略目标
VPP中不可控单元的输出功率具有不确定性，这些单元超出了VPP的直接控制范围，且其功率输出的变化性与可再生能源和温度控制负载的增长有关。充分利用这些不可控单元以满足系统功率需求对于实现双碳目标至关重要。虽然可以较为准确地预测这些单元的输出功率，但策略的重点是将ILES整合到VPP中以实现这一目标。
结果与讨论
本文提出了一种针对集成有可中断负载的VPP的控制策略，该策略包含三种不同的方案，旨在提高系统的灵活性和适应性，并优化控制系统以提升VPP内可控单元的调度速率。
结论
本文提出了一种全面的控制策略和控制优化方法，用于有效利用VPP中的ILES。研究使用APROS软件开发了动态仿真模型，模型中包含100 MW的光伏单元、350 MW的燃煤单元、两组总电池容量为96 MW·h的电能存储系统、常规负载以及来自硅工业的可中断负载。通过该策略和各种ILES方案的实施，评估了它们对系统适应性的影响。
作者贡献声明
董通：资源获取、资金筹措、撰写与审稿编辑、方法论设计、概念构建。
田泽宇：软件开发、数据整理、初稿撰写、方法论设计、概念构建。
王 Zhu：验证工作、方法论设计、软件开发。
杜广汉：软件开发、形式分析、资源管理、数据整理。
颜辉：撰写与审稿编辑、项目监督、验证工作、资金筹措。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了中国国家重点研发计划（项目编号：2022YFB4202400）和陕西省重点研发计划（项目编号：2023-LL-QY-29）的支持。
