基于高斯混合模型的海洋能发电资源优化配置研究

针对海洋能资源丰富的海岛电网,提出了以消纳率最优为目标的海洋能发电资源优化配置方法。首先,采用高斯混合模型描述海洋能发电的随机波动性,并生成出力场景;然后以海洋能消纳率最优为目标构建了海岛电网的海洋能发电资源优化配置模型;最后,对渗透率、消纳率及源荷匹配度三个指标进行综合分析,获得最优配置方案。基于实际海岛负荷、波浪和潮流数据构建了海洋能发电资源优化配置算例,并重点分析了资源优化配置过程中渗透率约束的取值范围。结果表明,在不同的渗透率约束下,源荷匹配度呈现先升后降的趋势。因此,可以根据最大的源荷匹配度,确定资源优化配置模型中的渗透率约束取值范围。此外,在最优渗透率约束取值范围内,高斯混合模型出力场景与实测数据场景的优化配置结果相差不大且趋势一致,验证了高斯混合模型生成海洋能出力场景的有效性。     

含热泵储能的独立微网电源容量优化配置方法

在对独立微网电源容量进行优化配置时,为了在保证供电可靠性的前提下进一步提高经济性,提出一种考虑源荷不确定性与激励型需求响应(DR)的含热泵储能(PHES)的独立微网电源容量优化配置方法。首先,给出含PHES的独立微网基本结构图,基于该结构图阐述PHES的工作原理并建立PHES的简化数学模型;其次,基于鲁棒优化方法构建不确定场景集;然后,建立考虑激励型DR的双层鲁棒容量优化配置模型;最后,采用内嵌混合整数线性规划的遗传算法对模型进行求解。算例结果表明,将PHES这一储能成本低、不受地理条件限制的新型储能替代成本较高的电池储能作为系统储能方案,能够进一步提高经济性;考虑源荷不确定性与DR两者共同作用对配置结果的影响,能够完善独立微网优化配置模型,使计算得到的配置结果更为合理。     

基于广义最小生成树的多微网源荷储恢复顺序优化策略

随着区域内微网接入数量的增加,逐渐形成不同相序结构的多微网系统,制定合理可靠的源荷储恢复策略对其快速恢复具有重要意义。针对新兴的单相与三相拓扑结构的混联多微网,提出一种考虑其三相不平衡度约束及稳定运行裕度需求的单相/三相多微网源荷储恢复顺序优化策略。提出多微网运行裕度和稳定裕度的概念,将源荷储恢复事件抽象为连通无向图的顶点,采用基于Prim思想的改进广义最小生成树方法进行源荷储恢复顺序优化,并提出考虑簇间权值最小的顶点簇形成方法。经仿真验证,所提策略有效可靠。     

考虑微网源荷不确定性的旋转备用容量优化

电力市场环境下,为应对微网源荷波动和可控机组随机故障,提升其供电可靠性,提出了一种考虑微网源荷不确定性的旋转备用容量优化方法。计及日前预测误差,采用序列理论对源荷随机概率性序列以及可控机组随机故障序列进行离散化处理,生成微网综合不确定性离散分布模型;在此基础上,以微网运行成本、备用成本和停电损失的总成本最小为目标函数,建立旋转备用容量优化模型,并结合蒙特卡罗与粒子群算法对该模型进行求解,获得各时段的旋转备用优化配置容量。以某地微网系统为例,仿真验证了所提方法的有效性和合理性。     

含海洋能发电的海岛微网能量优化调度方法

针对海岛微电网分布式电源和负荷的独有特性,以海岛系统运行经济性为目标,考虑新能源消纳因素,提出一种海岛微电网能量优化调度方法。首先在分析典型海洋能发电出力特性的基础上,建立了含风、光、柴、储、波浪能、潮汐能以及可控负荷的海岛微网能量优化调度模型;而后面向日前和日内2个时间尺度,采用CPLEX完成混合整数规划,利用日前调度计划与日内实时滚动推演结果比对,依据日内滚动计算结果修正日前调度计划,实现当日微网能量调度全局最优。算例分析表明,由于利用了日前和日内相结合的滚动计算方法,使对岛上源、荷的预测精度逐级提高,该优化调度方法在兼顾海岛微电网功率平衡和可再生能源利用率的同时,最大限度降低了海岛微电网运维成本。     

计及电池寿命损耗的多能源微网储能优化配置

储能容量的优化配置是提升多能源微网系统经济性和安全性的重要手段.针对容量配置问题,提出了一种以储能投资置换成本和运行成本等年值最低为目标函数、计及电池寿命损耗的多能源微网储能容量双层优化配置模型,其上层模型对储能容量进行优化,下层模型对系统运行策略进行优化.可在规划阶段详细考虑含储能多能源微网的经济优化运行,并构建了电池寿命损耗模型,对运行中的电池寿命损耗进行了量化评估.算例结果验证了所提储能配置方法对电池使用寿命和多能源微网经济性的提升效果.     

南方电网多能互补海岛微电网综述及展望

海洋强国战略推动了我国对南海资源的深度探索和合理开发,需要充分利用海岛周边区域的可再生能源,构建多能互补的海岛微电网,实现安全可靠的电力供应,以保障海岛开发建设和居民日常生活。基于南方电网在南海多能互补海岛微电网方面的技术成果,分析了自然气候和社会因素影响下南海海岛微电网面临的挑战,介绍了南方电网在海岛微电网方面的成果,包括多能互补方案、容量配置和储能系统选取方法。阐述了基于源-网-荷-储互动的分区控制策略,并展望了海岛微电网向海岛综合能源网的发展趋势。     

计及电池健康状态的源储荷协同配置方法

针对微网中源储荷的协同配置问题,为确保微网系统的经济性,在规划阶段需细致考虑源储荷的配比问题。提出了基于雨流计数法的电池健康状态评估方法,考虑储能电池健康状态(state of health,So H),以源储荷净收益最大为目标,提出了电池储能系统各时段充放电功率的优化方法,综合考虑了运行效益、补贴及上网收益、延缓配电网升级带来的效益、碳减排效益、投资运维及电池替换成本,以投资回报率为指标,建立了源储荷的协同配置模型,并提出了一种双层多目标优化求解方法,通过实际算例仿真分析,结果表明:所提出的源储荷协同配置方法能够实现微网系统的经济性,该文算例中,光储荷的适宜配比为0.7:0.125:1,储能系统持续放电时间为3 h,源储荷的协同配置受电价、负荷、收益构成、光储成本、储能技术特性等多因素制约。仿真结果证明了模型及其求解方法的有效性,可为微网中源储荷的协同配置提供参考。     

小型工业园区储能容量优化配置研究

成熟的储能技术为小型工业园区的低碳运行提供了技术支撑,在此背景下提出了一种小型工业园区储能容量优化配置模型.研究了储电装置、储热装置、储冷装置的运行约束以及小型工业园区的负荷特点,构建了双层规划模型.内层是小型工业园区的源-荷-储协同运行层,     

计及可时移负荷的海岛微网电源优化配置

优化配置分布式电源容量,提高供电可靠性和经济性是微网规划的关键问题。文中在海岛微网规划中加入海水淡化类可时移负荷,以便更好地跟踪可再生能源发电,并解决海岛淡水需求困难。根据海岛用户年负荷需求和供电可靠性要求,结合不同岛屿气象条件、地理位置情况、海水淡化需求,构建风/光/储/柴等多类电源组合,采用混沌自由搜索算法,得到海岛微网分布式电源容量的最优配置方案,并用Matlab编程实现。结果表明,海水淡化类可时移负荷的加入可降低海岛微网优化配置方案的投资冗余度,使资源利用最大化。在算法收敛特性及最优解求解两个指标中,与传统优化算法进行对比,证明了混沌自由搜索算法在快速收敛特性和全局寻优方面具有明显的优势。     

基于100%绿色能源供电目标的海岛微电网群容量优化配置

针对常规化石燃料机组在解决海岛供能时带来的环境污染问题,该文以100%的可再生能源发电满足海岛负荷需求为目标,探讨基于100%绿色能源供电的海岛微电网群优化配置问题。首先,构建由不同功能类型的微电网组成的海岛微电网群,并制定其100%可再生能源供电的运行规则和相应的协调控制策略;然后,根据蓄电池、抽水蓄能电站的运行特性提出以储能装置运行成本最小化为目标的运行成本动态优化策略,以使总成本最小化;最后,通过NSGA-Ⅱ算法求解不同场景下的容量优化配置模型,并分析可再生能源发电和负荷波动的不确定性对优化配置结果的影响。算例结果表明,所提的海岛微电网群优化配置模型能够在满足经济可靠性的要求下,实现100%绿色能源供电的目标,为发展"生态友好型"海岛微电网提供工程参考。     

含风/光/抽水蓄能并计及负荷响应的海岛微网优化配置

利用可再生能源的微网是解决小型海岛供能问题的一种理想方案,但是高昂的投资成本阻碍了它的应用。为此,针对地理条件允许的海岛,使用微型抽水蓄能系统储能,同时以负荷响应参与度标度居民的负荷响应参与意愿,并将可时移电器视为能源资源参与微网的配置优化,提出了考虑负荷响应的含风/光/抽水蓄能的海岛微网优化配置模型,并利用粒子群算法对微网中主要设备的数量或容量进行优化。算例验证了所提方法的有效性,家用可时移电器的负荷响应及抽水蓄能替代蓄电池储能可显著减少微网投资成本。此外还对负荷总量、可时移电器功率,以及抽水蓄能系统水头高度对配置成本的影响进行了敏感度分析。     

考虑阶梯碳交易和需求响应的含氢储能的并网型微电网优化配置

针对低碳背景下并网型微电网的优化配置问题,提出了一种考虑阶梯碳交易和需求响应的含氢储能的并网型微电网优化配置方法。通过在规划模型中引入阶梯碳交易机制,降低微电网的碳排放;以可再生能源发电功率与负荷功率的差值绝对值之和最小为目标,利用负荷需求响应引导用户改变用能策略,促进可再生能源消纳,减少储能配置容量,进一步降低微电网的碳排放和经济成本;建立包含风力发电机、光伏阵列、柴油发电机、电解槽、储氢罐、燃料电池的并网型微电网的双层优化配置模型,上层模型以微电网等年值综合成本最小为优化目标,下层模型以微电网年运行成本和年碳交易成本之和最小为优化目标;采用遗传算法与混合整数线性规划相结合的方法对双层优化配置模型进行求解。算例结果验证了所建模型的合理性和有效性,能够为含氢储能的并网型微电网的容量配置提供参考。     

基于多目标的独立微电网优化设计方法

针对典型带海水淡化负荷的风光柴储互补独立微电网,提出了考虑全寿命周期净费用、可再生能源利用率以及污染物排放水平的多目标优化设计模型。在既定控制策略下,采用十进制最优保留遗传算法进行求解,获得微电网中分布式电源和储能系统的容量优化配置。对某独立海岛微电网进行优化设计,并与微电网优化软件HOMER计算结果进行比较,结果表明所提出的优化设计方法更加合理、可行。     

微电网复合储能多目标优化配置方法及评价指标

复合储能在微电网功率平衡、平滑可再生能源波动、提升电能质量等方面发挥多重作用,针对包含光伏发电、风力发电和典型负荷的微电网,提出一种合理配置复合储能容量的方法。针对复合储能优化配置,以装置成本最低、功率匹配最佳、可再生能源输出功率平滑度最好建立复合储能多目标优化数学模型,采用自适应惯性权重的粒子群算法求解复合储能多目标函数最优解;针对子目标函数权重系数的确定,提出目标函数适应度离差排序法;提出了定量评估微电网储能多目标优化效果的参数指标,并以此为依据,对比了微电网内蓄电池单一储能多目标优化与复合储能多目标优化结果。最后,通过MATLAB编程进行实例验算,验证了方法的合理、有效性。     

离网直流微网群混合储能容量优化配置方法

为了优化储能系统容量配置,提高直流微网群的供电可靠性和经济性,文中提出了一种考虑各子微网互为备用的独立型直流微网群混合储能联合优化配置方法。首先,以直流微网群混合储能整体投资运维等年值成本最低为优化目标,建立混合储能容量配置模型;其次,在不失各个子微网混合储能容量配置独立性的前提下,进一步降低混合储能的配置成本;最后,以双直流微网群为算例对象,通过对比独立优化与联合优化的配置结果说明了利用微网群功率互联的特点能够大幅降低混合储能系统投资成本,提高微网群运行稳定性,从而证明文中所提配置方法的优越性。该方法后期可为独立型直流微网群的规划建设提供依据。     

基于谈判博弈的微电网群多主体共享储能容量优化配置策略

大力发展新能源,是构建新型电力系统、推动能源转型的必然选择。文章提出了基于谈判博弈的微电网群多主体共享储能容量优化配置方法。首先,考虑微电网群运营商(MGCO)与共享储能运营商(SESO)之间的协同交互机制,建立基于共享储能的微电网群容量优化框架;其次,考虑微电网之间的能量共享以及共享储能容量租赁,构建考虑能量共享的微电网群容量优化配置模型;然后,计及共享储能动态租赁,构建SESO储能容量优化配置模型;在此基础上,构建基于谈判博弈的MGCO和SESO储能容量配置模型,并提出基于ADMM的分布式求解方法。最后,基于MATLAB进行算例分析,结果表明,所提储能优化配置方法能够在降低MGCO成本的同时提高SESO的收益,达到了双赢的效果。     

考虑微电网供电潜力的配电网孤岛划分

针对含微电网的配电网发生故障后恢复供电的孤岛划分问题,提出考虑微电网供电潜力的配电网多目标孤岛划分优化模型。首先提出了考虑微电网内间歇性电源与负荷随机性的基于风险电量的微电网供电潜力评估方法,在此基础上建立了以恢复供电的负荷加权和尽可能大、孤岛数尽可能少、孤岛平均供电综合置信度水平尽可能高为目标函数的配电网孤岛划分优化模型;通过比较单目标方向寻优所得非劣解构成的Pareto解集与理想目标的满意度距离,建立了求解多目标优化问题的优化方法。算例表明所提多目标孤岛划分模型与方法能够得到较为满意的供电恢复方案。     

含风光柴储的独立微电网容量优化配置研究

针对独立微电网建设中合理配置电源容量、提高供电可靠性和经济性的问题,在设计规划阶段引入能量管理策略,首先建立风光柴储各电源的出力模型,其次通过对系统全年运行综合费用分析,计及发电补贴建立以年度总成本为目标的经济函数,最后以负荷缺电率(LOLP)、可再生能源供电率(RES)、能量丢弃比(DEP)作为评价指标,应用遗传算法(GA)求解独立微网容量优化配置问题。通过分析LOLP的取值对系统容量配置和成本的影响,证明该配置方案具有较高的合理性,选取合理的LOLP值可显著降低系统的成本费用。     

基于改进雷达图模型的热电联供型微网系统多目标优化配置

针对热电联供型微网系统的容量配置问题,提出了一种基于改进雷达图模型的多目标优化配置方法。首先,提出含有光伏光热(PV/T)单元、变流器、储电单元、热泵、电锅炉、储热单元及电、热负荷的微网结构,并选取了5个优化目标,用于全面表征热电联供型微网系统的供电可靠性、供热可靠性、经济性和可再生能源利用情况。其次,建立了多目标的改进雷达图模型,并基于扇形面积和周长构造了适应度函数。然后,为保证微网系统的电、热稳定供应,给出了约束条件,从而建立了以最大化适应度函数为目标的优化配置模型,并通过优化执行过程,求解得到综合性能最优的微网系统容量配置结果。最后,根据青海省偏远地区的案例分析,验证了提出的多目标优化配置方法的有效性。