基于多状态建模的独立型微网优化配置

针对风速、光照强度和负荷不确定性对独立型微网优化配置的影响,应用三者的概率密度函数对每个月份构造典型日,利用多状态系统理论对典型日各个时刻风光出力和负荷进行了多状态建模。以经济性和环保性为目标,建立了基于多状态建模的独立型微网多目标优化配置模型,并采用改进的非劣排序遗传算法(NAGA-Ⅱ)对模型进行了求解。最后,针对某一算例分别使用所提出的优化配置方法和已有的基于确定历史场景的优化配置方法进行了仿真计算,通过对仿真结果在若干随机场景下的比较分析,验证了所提优化配置模型和方法的合理性和有效性。     

考虑电-氢-热多能互补的微网多目标优化配置研究

氢储能具有储能容量大、储存时间长、清洁无污染、实现多种能源网络互联互补和协同优化等诸多优点,有望成为推动分布式能源发展和提升终端能源利用效率的重要支撑技术。为了提高独立型微网供电可靠性及可再生能源利用率,本文建立了考虑电-氢-热多能互补的独立微网多目标优化配置模型,并基于模拟退火的粒子群算法对目标问题进行求解。最后,通过东北某地独立微网优化配置算例,基于MATLAB平台验证了所提多能互补配置方案较传统电储能配置方案负荷失电率降低了3.18%,可再生能源利用率提高了8.37%,所提配置方案可有效促进可再生能源消纳,保证独立微网的供电可靠性。     

考虑需求侧灵活性资源的商业园区微网多目标优化调度

大规模可再生能源、电动汽车(electric vehicle,EV)和变频空调(inverter air conditioner,IAC)接入商业园区微网(business park microgrid,BPMG)产生的波动性和不确定性为系统灵活运行带来新的挑战.文章提出了一种考虑需求侧灵活性资源的BPMG优化调度方法...     

独立光伏微网容量优化配置

独立光伏微网系统中,因太阳能固有波动性、不可控性等特点,微网电源间的相互协调与控制变得复杂。所以,解决电源与负荷的能量匹配问题是独立运行状态下微网稳定的首要条件。将改进的粒子群算法应用到解决光储柴(光伏、储能、柴油发电)协调配合的全年独立运行的微电网电源容量优化配置中,建立光伏、储能、柴油发电的稳态数学模型。通过全年微网运行综合费用分析,建立以全年综合费用最低为目标的成本数学模型。针对微网的不同运行状态,提出微网电源协调配合的能量管理策略。遵循提出的能量管理策略,利用改进的粒子群算法得到微网电源的最优容量配置方案,结果表明改进的粒子群算法具有全局寻优能力强的特点。     

基于混沌多目标遗传算法的微网系统容量优化

微网系统容量的优化配置直接影响能源的梯级综合利用效率、供电可靠性和电能质量,是微网发展所要面对的一个重要课题.在分析分布式电源功率特性的基础上,考虑微网系统中分布式电源、能源资源、储能和负载之间的复杂匹配关系,构建了经济成本、供电可靠性和环境效益的量化目标函数.将混沌优化算法与多目标遗传算法结合,提出了混沌多目标遗传算法对独立运行微网系统容量进行优化配置.算例分析验证了算法的有效性和实用性.优化后的微网系统保证了供电可靠性,节省了经济成本,降低了环境污染.     

基于混沌多目标遗传算法的微网系统容量优化

微网系统容量的优化配置直接影响能源的梯级综合利用效率、供电可靠性和电能质量,是微网发展所要面对的一个重要课题。在分析分布式电源功率特性的基础上,考虑微网系统中分布式电源、能源资源、储能和负载之间的复杂匹配关系,构建了经济成本、供电可靠性和环境效益的量化目标函数。将混沌优化算法与多目标遗传算法结合,提出了混沌多目标遗传算法对独立运行微网系统容量进行优化配置。算例分析验证了算法的有效性和实用性。优化后的微网系统保证了供电可靠性,节省了经济成本,降低了环境污染。     

独立微电网多类灵活性资源优化配置

为提高含高比例可再生能源的独立微电网适应源-荷不确定性的能力,需对多类灵活性资源进行优化配置,为此提出一种独立微电网多类灵活性资源优化配置方法。首先,依据源-荷不确定性概率模型生成随机场景,将净负荷场景功率特征分析和概率统计方法与模糊聚类法相结合,划分负荷响应的峰、平、谷时段。接着,构建灵活性资源配置的双层优化模型,其上层目标为最大化经济效益,下层目标为最小化运行风险,并采用模式搜索算法和CPLEX求解双层优化模型。仿真结果表明采用本文所提出的负荷响应时段划分方法能更好地平抑独立微电网功率波动降低容量配置成本,且提出的优化方法相较传统基于罚函数的优化方法能提高灵活性资源配置的经济效益。     

考虑灵活性供需平衡的含电转氢综合能源系统鲁棒优化调度

高比例新能源含电转氢综合能源系统中,新能源不确定性对系统产生较大冲击与影响,系统灵活性充裕度成为必须考虑的因素。因此,提出一种考虑灵活性供需平衡约束的含电转氢综合能源系统鲁棒优化调度方法。建立含电转氢综合能源系统各类灵活性资源供需模型,对各类灵活性资源调节能力进行了描述。采用鲁棒优化中基数性不确定集合方法描述风电预测误差,将风电预测误差和经济调度决策者视为博弈的竞争。依据零和博弈理论,建立计及灵活性供需平衡的含电转氢综合能源系统鲁棒优化模型。在鲁棒优化的基础上,分析了系统内新能源不确定性及灵活性供需平衡对于系统的影响。对东北某实际含电转氢综合能源系统的仿真分析表明,所提方法可有效应对风电出力的不确定性,兼顾系统的经济运行和灵活性。     

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。     

基于物联网的微网容量多目标优化配置研究

作为分布式电源的良好载体,微网的容量配置是微网运行控制的前提。在总结多种分布式电源基本特性的基础上,考虑供电可靠与安全性、建造与运营成本经济性和环保效益等多个目标的综合效应,利用萤火虫算法对微网容量进行多目标的优化配置。通过算法性能的测试证明,优化设计后的微网系统达到了多目标优化,有效地提高了微网的运行效率。同时,借助物联网技术研发了相应的实现平台。     

考虑蓄电池与电制氢的多能源微网灵活性资源配置双层优化模型

高比例可再生能源的间歇性进一步加剧了电力系统安全稳定运行风险,使得灵活性资源配置愈发关键,因此有必要开展电力系统灵活性资源规划配置研究。文章提出了一种考虑蓄电池与电制氢设备特性的微网灵活性资源配置与运行协同优化双层模型。上层目标为系统年碳排放量最小与年化综合利润最大,下层目标为系统日运营利润最大,开展满足电-氢负荷下的容量规划案例分析,并设置不同灵活性技术成本下降情景,设计经济性、清洁性、灵活性指标对比评判不同情景下两种技术的竞争力。结果表明：所提优化配置方法能够以较小的经济代价实现系统环境效益的大幅提升,目前蓄电池相较电制氢技术更具综合性优势,但后者在未来具有更大的获益空间和市场潜力。     

含电转气的热电联产微网电/热综合储能优化配置

电转气技术提升了多能源系统运行的灵活性,在此背景下,针对综合能源系统中电/热综合储能配置优化问题研究不足的现状,构建了包含电转气装置的热电联产微网电/热综合储能优化配置模型,提出包含电/热储能系统额定容量和功率的配置方法。首先考虑用户侧电能替代,建立随机“以电代热”负荷模型,并以此修正负荷曲线。其次针对成本、供能可靠性和新能源接纳率的多目标,并计及电储能寿命的折损,构建双层优化模型,外层为配置优化,内层为运行优化。基于内层模型的Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件将内层模型转化为外层模型的附加约束,将双层模型转化为单层模型,调用Gurobi求解器对模型进行求解。最后,算例验证了所提模型的正确性,并对比分析了电转气技术对储能系统优化配置的影响。     

考虑配电网静态电压稳定性的微电网优化配置

考虑到风机、光伏两种分布式电源出力在时间上具有互补的特征,利用储能装置功率双向流动的特点,将可再生能源和储能装置以微电网的形式接入配电网实现可再生能源的高比例接入。对现有的配电网静态电压稳定性指标进行改进,以配电网的静态电压稳定性和运行经济性为目标研究微电网系统的定容选址问题。采用基于K-means++方法的多场景技术处理可再生能源出力不确定性问题,针对配电网不同地区的可再生能源出力特点,计算出风光储三种装置不同的最佳容量配置比例。对平衡优化器(equilibrium optimizer, EO)算法进行改进,利用Tent映射产生的混沌序列代替随机生成的初始种群,根据拥挤度和非支配排序实现多目标问题寻优。最后,在由三种地形组成的IEEE 33节点系统和PG&E-69系统中验证了所提模型和算法的有效性。     

液态金属电池储能系统在光氢耦合微电网中的优化配置

液态金属电池是一种新型电池,其与氢储能共同构成的综合储能系统可以很好地满足微电网的需求。首先为该综合储能系统设计了一套以经济性最优为原则的调度方案,使两种储能装置协调配合,共同平抑并网光伏电能的功率波动。其次,仿真计算该调度方案下的液态金属电池配置成本、微电网年利润、电池预期使用寿命、电池容量不足的天数等指标,并利用这4项指标构建液态金属电池储能系统性能的综合评价模型。最后,以某光氢耦合微电网为例,利用上述模型对不同容量液态金属电池的性能进行评价,得出了电池的最优配置容量。     

微网中光伏电源并网容量的优化配置研究

针对光伏微网系统中光伏并网容量的优化配置展开了深研究,以网损微增率指标对节点进行排序,采用该指标对微网中光伏电源并网进行了位置的最优配置.在选择光伏电源并网位置的基础上,将微网中光伏电源并网容量的确定转化为同时考虑电压约束和网损降低的双目标非线性优化规划问题,采用近似线性变化对目标函数进行迭代求解,实现了光伏并网容量最大化.算例仿真结果验证了所提方法的正确性和可行性.     

基于NSGA-II-PSO算法的微电网多目标优化运行模式

解决微网中新能源出力的随机性与波动性是微电网优化运行的前提和关键,为此,提出一种快速非支配排序遗传算法NSGA-II （non-dominated sorting genetic algorithm）和基本粒子群优化算法PSO（particle swarm optimization）相结合的NSGA-II-PSO算法,考虑将经济运行成本和环境污染成本作为优化的目标函数,建立常见发电单元以及蓄电池储能的多目标优化运行模型。通过Matlab仿真对比PSO、NSGA-II和NSGA-II-PSO算法的适应度收敛曲线,验证所提算法具有收敛速度快、全局和局部搜索能力强的优点,较单一的PSO算法和NSGA-II算法具有更优的特点;结合经典微网系统进行算例仿真,通过对单目标与多目标的分析,结果表明该算法能有效降低经济成本和使环境效益达到最优;并且进一步验证所提算法的优越性。     

考虑实时需求的冷热电联供型微电网优化调度

冷热电联供型微电网通过对各分布式电源进行整合管理,既提高了可再生能源利用效率,减轻了环境污染,又保障了系统的稳定性。基于各微源自身不确定性及微网结构的复杂性,文中提出一种基于日前初始用电负荷需求并结合电价激励及用户侧用电舒适度的综合实时用电需求优化模型,实现负荷从高峰向非高峰转移,并采用遗传算法的多目标优化算法进行实验,验证了该模型能使负荷需求曲线明显平缓,各微源出力相对均衡,证明了该模型的科学性和有效性。     

考虑运行策略和投资主体利益的电转气容量双层优化配置

电转气(P2G)技术的日益成熟,促进了电网和天然气网间的耦合,使两者间实现大规模互联成为可能。文中利用条件风险价值(CVaR)理论,对风电不确定性给电—气互联系统带来的运行风险及其成本进行了分析。在计及风力发电企业和电—气互联系统两个利益主体后,构建了P2G设备容量配置双层规划模型,以风力发电企业净利润作为上层目标,电—气互联系统运行成本为下层目标。并通过基于灾变遗传算法和内点法的混合求解算法进行仿真求解。利用IEEE 39节点电网和修改的比利时20节点天然气网组成的仿真系统,验证了配置P2G设备来提高风电消纳率和降低系统弃风风险的可行性。并进一步对比分析了置信度和弃风风险成本系数对P2G配置策略及系统运行的影响。     

计及可用输电能力的风电并网系统中STATCOM的双层优化配置

针对静止同步补偿器最佳安装位置与容量问题,建立了风电并网系统中计及可用输电能力、静态电压稳定性与投资成本的静止同步补偿器双层优化配置模型。基于后向削减法对风电出力进行场景划分,上层为多目标优化配置层,下层为最优潮流计算层;通过对多目标灰狼算法添加混沌初始化,引入粒子群算法中的速度计算方式等提出基于网格法的多目标灰狼粒子群算法以求解多目标优化问题。在IEEE 30节点上对建立模型进行计算,验证了所提模型的可行性和算法改进的有效性。