全球變暖和日益減少的化石資源引發(fā)了可再生能源發(fā)電的強勁增長。風能和太陽能等可再生能源的波動來源嚴重影響電網運行。因此,需要開發(fā)額外的模塊化策略來進行電網平衡。
模型化分散和現場優(yōu)化的高溫ZEBRA電池存儲系統(tǒng)可用于電網平衡。通過最小化單向傳播偽成本實現該系統(tǒng)的最佳運行。高效穩(wěn)健的控制和優(yōu)化算法是基于嵌入式硬件的實現和操作的關鍵。因此,將三個優(yōu)化方法與運行時和最優(yōu)性進行比較:順序二次編程(SQP),動態(tài)規(guī)劃(DP)和整數線性規(guī)劃(ILP)。雖然基于控制目標的SQP略勝于ILP和DP,但它的計算成本卻大大高于ILP運行時間的50倍。DPP導致最短的運行時間緊隨其后。SQP稍微更優(yōu)化的結果不能證明模型復雜性大大增加和計算成本過高。因此,在目前的工作中,將ILP用于長期模擬。
模擬顯示了基于偽成本的收入與同期偽造成本變化之間的強相關性。模擬顯示,基于15分鐘的股票市場價格承諾高于小時價格的收益。更高的價格波動導致更多的動態(tài)電池運行,這導致更高的收益,效率和更短的空閑時間,這反過來表明存儲系統(tǒng)的更好的利用。所有模擬結果表明,當前日前的股票市場價格和存儲系統(tǒng)成本基于提前價格的給定電池系統(tǒng)的有利可圖的操作是不可能的,因為價格變動目前太低。這表明短期,高度波動的市場,如主要頻率控制市場更適合電池系統(tǒng)。
作為功率/功率比的函數的每千瓦時容量的收益總是表現出一個明顯的最大值:在非常低的容量功率比下,存儲系統(tǒng)對于有效的操作來說太小,因為它持續(xù)地威脅到違反邊界條件而在功率比非常大的情況下,存儲容量沒有得到充分利用。對于小時天的價格,發(fā)現最佳容量功率比約為6小時,而四分之一小時的日間價格約為3小時。
通常,大型存儲系統(tǒng)是優(yōu)選的,因為相對熱損失隨著表面與體積比的降低而降低。容量到功率比的突然下降是由于系統(tǒng)失去實現所有最佳開關狀態(tài)的自由而被解釋的。