水下压缩空气储能(underwater compressed air energy storage, UW-CAES)采用水下柔性气囊储气，能够实现恒压储气与释气，是新能源消纳的有力工具之一。然而，目前鲜有研究能够通过参数优化，在降低UW-CAES成本的同时，有效提升电站的运行经济性。针对上述问题，提出了基于分布鲁棒机会约束(distributionally robust chance constraints, DRCC)的UW-CAES优化配置方法。首先，构建了UW-CAES系统模型，充分考虑输气管道压力损失对系统的影响；随后，构建了考虑管道压力损失的UW-CAES优化配置模型，以最小化投资成本、最大化运行收益为目标，优化系统关键参数；最后，通过DRCC将优化问题中的机会约束转换成线性约束，该方法能使优化问题便于求解，同时通过调整参数的方式实现优化结果经济性与保守性间的平衡。算例分析显示，通过所提优化配置方法求解得到的系统能够保持额定释能功率为60 MW，同时使额定储能功率变为53.2 MW，较原系统下降8.75%，提升了系统效率；敏感性分析显示，通过调整DRCC中的置信度与Wasserstein半径即可实现求解结果在经济性与保守性之间的平衡。
针对高比例分布式新能源接入给配电网带来的节点电压越限风险、反向潮流过载、供电可靠性下降等耦合问题，提出一种计及源储协同面向就地消纳与供电可靠性的储能优化规划方法。构建以年化综合成本(含储能投资、新能源弃电惩罚等)、节点电压波动性与净负荷波动性综合最优为目标的储能优化规划模型；采用改进型多目标粒子群优化算法求解该非凸非线性模型，通过自适应惯性权重与基于动态密集距离的非劣解集更新策略规避早熟收敛与局部最优陷阱问题。基于IEEE 33节点配网模型的仿真结果表明：相较于“新能源合理弃电”方案，“配储+新能源合理弃电”方案的新能源消纳率提升约12%，年度综合成本降低约5.6%；相较于“配储”方案，其年度综合成本降低约7.5%。
为解决离网制氢系统储能合理配置问题，提出了离网制氢系统储能的优化配置方法。首先，分析构网型储能对离网系统电压、频率的支撑作用，明确了将构网型储能作为离网系统组网电源的构网方式；其次，结合可再生能源离网制氢系统的配置情况，制定了储能支撑离网系统黑启动的控制策略；然后，建立考虑系统单位制氢成本、系统弃电率的储能优化配置模型，采用了粒子群优化算法对模型进行求解；最后，选取大唐多伦风光制氢项目作为研究对象，通过对离网制氢系统经济性测算及稳定性分析，验证了离网制氢系统储能优化配置方法的有效性。
为应对“双碳”目标与能源转型背景下高比例分布式光伏接入配电网引发的电压越限、频率波动等问题，以及传统跟网型储能因被动响应特性难以支撑电网稳定运行的局限。以构网型储能为核心调控手段，构建“选址-定容-控制”协同优化的双层模型，采用场景分析法处理光伏出力不确定性，并结合改进粒子群算法与内点法的混合优化方法求解模型，实现经济性与技术性的多目标平衡。构网型储能可有效抑制光伏反送电现象，显著提升光伏消纳率；在故障场景下，可增强配电网的自恢复能力。通过融合虚拟同步机控制技术与多目标协同优化策略，突破了传统储能被动响应的技术瓶颈，为高比例新能源配电网的安全稳定运行提供了系统性解决方案。
由于高比例新能源大规模并网，电网对频率调节提出了更高要求，针对传统火电机组由于频繁爬坡导致其调频损耗大和经济性差的问题，提出一种计及火电/压缩空气储能(compressed air energy storage, CAES)响应特性的混合储能系统(hybrid energy storage system, HESS)二次调频策略。首先，采用改进自适应完备集合经验模态分解(improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise, ICEEMDAN)和多尺度排列熵(multiscale permutation entropy, MPE)的方法将自动发电控制指令分解为高频分量和低频分量；其次，依据火电机组与CAES在动态响应时间与调节惯性上的相似性提出一种火电-HESS协同控制方法，基于该方法完成高/低频分量在不同机组之间的合理分配，实现对系统调频性能的提升并降低火电机组的出力；最后，通过Matlab/Simulink搭建火电-HESS算例，对所提策略的调频性能和经济性进行仿真验证。仿真结果表明，所提策略可在二次调频过程中充分发挥火电/CAES相似性的特点，以及HESS兼备快速响应和大容量的优势，有效降低和平滑火电机组出力，提升火电-HESS的调频性能及经济效益。
针对高比例新能源接入导致系统惯量时变、传统火储调频策略适应性不足的问题，提出一种基于在线惯量评估与死区自适应优化的火储协同频率控制策略。该策略构建了分层协调机制：在小扰动工况下，利用储能作为快速分布式灵活性资源优先动作，通过低死区设计避免火电机组频繁磨损；在大扰动工况下，基于系统频率响应反演辨识等效惯量，自适应调整储能的虚拟惯量与下垂系数，实现对系统阻尼的动态补偿。此外，建立了包含循环寿命衰减的储能全生命周期成本模型，量化分析了策略的经济效益。仿真结果表明，所提策略在有效平抑系统振荡的同时，显著降低了综合调频成本，为分布式储能参与电网辅助服务及低惯量系统频率治理提供了兼具技术性与经济性的解决方案。
针对高比例可再生能源接入情形下配电网韧性不足的问题，提出一种考虑先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed air energy storage, AA-CAES)的配电网韧性提升策略。构建了AA-CAES参与电网事故响应的调度模型，并采用基于Wasserstein距离的分布鲁棒机会约束刻画可再生能源出力的不确定性；在改进的IEEE 33节点系统上开展仿真试验，验证所提策略的有效性。结果表明：配置AA-CAES后，系统在应对极端事件时失负荷率显著降低，相较于未配置AA-CAES的场景，在仅增加1.17%调度成本的情况下，失负荷率下降3.84%。结论指出，所提策略有效增强了配电网在灾害扰动下的供电能力，可在小幅提升运行成本的同时显著改善供电可靠性，实现了经济性与韧性的协同优化。
阵列式换热器作为换热器网络的一种拓展，能够有效提升先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed air energy storage, AA-CAES)发电系统的运行能力。然而，变结构阵列式换热器网络的复杂性会对AA-CAES运行能力产生显著影响。为此，提出了一种计及阵列式换热器的AA-CAES系统宽工况运行方法。首先，基于热电比拟理论建立了AA-CAES系统用阵列式换热器模型。随后，基于阵列式换热器的运行特点提出了一种AA-CAES宽工况运行方法，根据需求功率确定参与功率调节的换热器单元数量后，以功率偏差、导热油余能作为目标函数对阵列式换热器进行多目标优化。最后，基于某商业运行压缩空气储能电站参数进行算例分析，验证了所提方法的有效性。结果显示，相较传统换热器，阵列式换热器能够有效拓宽AA-CAES发电系统的运行可行域，减少功率跟踪偏差并增加导热油能量利用率。该研究将为压缩空气储能电站的灵活调控提供理论依据和技术支撑。
为解决风光可再生能源出力波动性强导致电解制氢系统运行稳定性不足、单位制氢成本偏高的问题，针对风光耦合制氢应用场景，开展双通道混合制氢系统的优化控制方法研究。提出一种基于集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition, EEMD)与Petri网启停修正的双通道电解槽优化控制策略，通过对风电与光伏功率信号进行EEMD分解，将不同频段功率分量分别分配至碱性与质子交换膜电解槽，并利用Petri网模型构建电解槽启停逻辑以抑制低负载频繁启停行为，同时建立以系统能量转换效率最大化和单位制氢成本最小化为目标的多目标优化模型，采用多目标粒子群优化算法进行求解。基于张北地区风光实测出力数据的仿真结果表明，优化后混合制氢系统的能量转换效率提升至58.64%，单位氢气生产成本降至
为应对高比例新能源接入下区域综合能源系统面临的功率波动与爬坡需求挑战，聚焦先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed air energy storage, AA-CAES)的爬坡支撑能力，构建计及AA-CAES爬坡能力的区域综合能源系统多时间尺度优化调度模型。首先，建立AA-CAES的运行模型，分析AA-CAES对火电爬坡的支撑能力；其次，提出计及AA-CAES爬坡能力的区域综合能源系统多时间尺度优化调度策略，长时间尺度优化在满足系统功率平衡的前提下，最小化区域综合能源系统的运行成本，短时间尺度采用模型预测控制方法实现功率的动态修正。算例仿真结果表明，计及AA-CAES爬坡能力的多时间尺度调度，可有效提升系统应对新能源波动的能力，避免火电频繁启停，同时降低运行成本、提升新能源消纳水平，为区域综合能源系统的经济稳定运行提供理论参考。
针对电动汽车规模化接入微电网引发的负荷波动性加剧及与主网交互稳定性不足的问题，提出了一种计及电动汽车灵活充放电的光储充微电网两阶段优化调度策略。首先，第1阶段基于分段logistic回归准确量化用户车辆到电网(vehicle-to-grid，V2G)响应意愿，建立以负荷波动与用户充电成本最小化为核心的双目标模型，基于零和博弈策略确定多目标权重系数，充分挖掘电动汽车的灵活调节潜力，降低用户成本的同时平滑负荷曲线。然后，基于第1阶段的结果构建微电网运营成本和联络线功率标准差最小化模型，优化微电网内发电单元出力策略和上级电网之间的功率交互，同时研究在电动汽车低渗透率情况下微电网调度响应。最后，采用Cplex求解混合整数规划问题，并分别利用引入改进Tent混沌映射和状态驱动自适应迭代策略的多目标灰狼算法对两阶段模型进行求解。结果表明，在电动汽车参与的多算例调度中，微电网能够兼顾用户侧与微网侧的经济性以及电网稳定性。
针对分布式储能聚合参与电能量市场时个体效益保障不足、聚合可行域与运行目标不匹配、两阶段投标策略耦合性弱等问题，提出一种计及个体效益驱动的储能聚合方法及其两阶段市场投标策略。首先，基于卡罗需-库恩-塔克(Karush-Kuhn-Tucker，KKT)条件构建计及个体效益约束的储能聚合可行域优化模型，在保障各储能电站收益不低于独立参与市场的前提下实现多主体资源整合。然后，建立储能聚合商参与日前-实时两阶段市场的双层优化模型，在日前阶段刻画策略性报价行为，在实时阶段构建基于日前计划偏差的功率调整机制。基于博弈论分析市场均衡的存在性与唯一性，并提出两阶段市场出清方法。引入Roy Billinton测试系统仿真表明：所提聚合方法使4个聚合商合计收益较闵可夫斯基求和方法提升15.5%，异构性较强的聚合商收益提升达16.7%，两阶段市场合计收益较仅参与日前市场提升19%。该文方法能够在保障个体理性的前提下实现储能资源整合与收益提升，有效耦合日前策略性报价与实时灵活性调整，为分布式储能参与电力市场提供了理论依据与方法支撑。
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