考虑不确定性的分布式家庭并网光伏系统鲁棒优化能量调度

分布式家庭并网光伏系统是太阳能产业规划的重要组成部分,其能量优化调度模型是一项重要研究课题。针对系统中光伏出力的不确定性,对其采取区间形式表示。以系统运行成本最小为目标,计及系统功率平衡约束等多项必要约束条件,建立分布式家庭并网光伏系统的能量优化基本模型。通过鲁棒优化框架将能量优化调度基本模型中含不确定变量的约束条件转化为确定性约束,从而建立分布式家庭并网光伏系统鲁棒优化能量调度模型。采用改进萤火虫算法对所建立的模型进行求解。仿真算例表明,所建立模型得到的系统运行方案能够在实际运行中具备良好的鲁棒性,降低系统经济风险。     

冷热电联供微电网的网络损耗优化调度策略

针对冷热电联供微电网的能量优化调度问题中存在的不确定性,计及风力发电和光伏发电的不确定性,采用随机机会约束规划模型进行建模。以机会约束形式的系统综合运行成本为目标函数,计及功率平衡约束等必要的约束条件,建立基于随机机会约束规划模型的冷热电联供微电网能量优化调度模型。所建立的模型能够充分考虑系统并网的风力发电和光伏发电出力的不确定性,所制定的能量优化调度方案是基于风光出力的随机分布的,因此更具备全局性,经济型。仿真算例表明,并网模式下的系统运行成本要显著低于离网模式下的,同时通过模型能够给出能量优化调度方案制定过程中系统成本高低和风险的关系,从而为决策者提供参考。     

计及不确定性的含分布式发电并网的配电网 故障区段定位方法

主动配电网作为分布式发电的高效集成和管理平台,其故障区段定位是一门重要课题。针对含分布式发电并网的主动配电网故障区段定位问题,计及分布式发电出力的不确定性,基于随机机会约束规划建立配电网故障区段定位模型。所建立的模型以概率形式的评价函数为目标函数,计及控制变量定义域约束,故障类型限值约束等约束条件构建。通过对基本帝国竞争算法进行改进得到二进制帝国竞争算法,并采用改进帝国竞争算法设计模型求解流程。仿真算例表明,所建立的模型适用于含分布式发电并网的主动配电网故障区段定位求解,并计及分布式发电出力不确定性对定位结果的影响,改进帝国竞争算法在模型的求解中性能较优。     

考虑需求响应不确定性的光伏微电网储能系统优化配置

将分布式光伏以微电网的形式接入配电网运行是应对大规模分布式光伏并网问题的有效手段之一。以含储能装置和需求响应资源的并网型光伏微电网为研究对象,研究考虑价格型需求响应(Demand Response, DR)不确定性的并网型光伏微电网储能系统优化配置方法。首先,同时考虑价格需求弹性曲线和基线负荷不确定性对价格型DR不确定性的影响,建立了价格型DR响应量模糊模型。在此基础上,以用户负荷与光伏出力总差异最小为目标,建立了基于模糊机会约束规划的价格型DR优化运行模型。之后,以价格型DR的优化结果为基础,建立了基于模糊机会约束规划的并网型光伏微电网储能系统优化配置模型。通过对模糊机会约束的清晰等价处理,将模糊机会优化问题转换为确定性优化问题进行求解。最后,通过仿真算例验证了模型的有效性。     

考虑机会约束的配电网光伏并网容量分布鲁棒优化方法

传统的经验性概率分布描述分布式光伏出力的不确定性难以准确获取概率分布参数。为此,提出一种基于Kullback-Leibler散度的分布鲁棒优化方法来评估配电网分布式光伏的最大并网容量。首先,通过Kullback-Leibler散度来量化实际概率分布与经验性概率分布之间距离,建立分布式光伏出力不确定性的模糊集。在考虑节点电压和传输容量越限机会约束的情况下,建立了分布式光伏并网容量分布鲁棒优化模型。通过采用风险价值和样本平均近似方法将分布鲁棒优化模型转化为一个混合整数规划问题求解。在改进的IEEE-33节点系统的仿真结果表明了所提出分布鲁棒优化方法的有效性和鲁棒性。     

分时电价/阶梯电价下家庭并网光伏发电系统运行优化调度

电价是影响家庭并网光伏发电系统经济收益的重要因素。针对峰谷分时电价和阶梯电价2种主流购电政策,计及用户卖电收益、买电成本和政府补贴等因素,建立了以余电分配比例为优化变量,以用户收益为目标函数的并网光伏发电系统运行优化调度模型,并分析了各种约束条件。研究了基于遗传算法的优化问题求解过程。以典型家庭光伏发电系统的日运行调度为算例,分别获得了2种电价政策下的最优运行调度指令,验证了模型的合理性及优化策略的正确性。     

产消型智能社区储能系统配置与运行联合优化

针对呈现生产和消费双重形态的智能社区,提出一种与社区内其他源-荷资源协同增效的储能系统配置与运行联合优化模型及其求解算法。计及智能社区可控负荷资源的分类调节特性和储能系统容量损耗特性,并考虑分布式光伏出力的不确定性,联合应用场景法和机会约束规划,建立随机优化模型,并将其转化为混合整数线性规划（mixed integer linear programming, MILP）模型以便求解。算例仿真分析了智能社区联络主网的变电容量、机会约束置信度、梯级利用电池对社区经济配置储能系统决策的影响。分析结果表明采用所提模型可计及可再生能源不确定性联合优化智能社区储能系统配置与运行策略。     

计及需求响应的分布式光伏发电并网消纳控制方法

传统分布式光伏发电并网消纳控制方法未构建分布式光伏发电并网消纳控制模型,导致消纳控制效果较差。为此,提出计及需求响应的分布式光伏发电并网消纳控制方法。计及需求响应,构建分布式光伏发电并网消纳控制模型,约束并求解模型,以实现消纳控制。实验结果表明,该研究方法消纳控制效果较好,值得推广。     

主动配电网中考虑空间与时间相关性的分布式光伏并网规划

在考虑光伏出力空间与时间相关性的基础上,利用机会约束规划方法建立了主动配电网下计及光伏总费用、电网运行成本、主动管理费用的多目标分布式光伏并网规划模型。首先建立不同类型光伏出力的空间与时序概率模型,并引入随机变量。当光伏出力为空间概率模型时,利用等概率转换原则与Cholesky分解技术处理随机变量在空间上的相关性;当光伏出力为时序概率模型时,利用舍选抽样法处理随机变量在时间上的相关性并形成样本矩阵。最后在求解模型时采用一种随机模拟技术与基于粒子群算法的布谷鸟算法(CAPSO)相结合的混合智能算法进行求解。选取IEEE33系统进行算例分析,仿真结果表明,该模型提高了分布式电源并网渗透率,同时降低了主动配电网规划过程中的综合经济成本。     

基于鲁棒优化的主动配电网分布式电源优化配置方法

为优化配置作为分布式发电的有效管理平台的主动配电网,针对含分布式发电并网的主动配电网优化配置问题,给出一种基于鲁棒优化理论的优化配置模型。首先,以综合配置成本最小为目标函数,计及功率平衡约束、可控微源运行约束、旋转备用约束等必要约束条件,建立主动配电网优化配置模型。针对模型中的不确定性,采用鲁棒优化框架将分布式光伏和风电区间模型中的不确定变量进行消除,再采用线性对偶理论和拉格朗日求导法将其转化为确定性的优化配置模型。仿真算例表明,主动配电网相比于传统配电网具有更高的运行经济性和可靠性。同时,所建立的模型能够计及风光出力不确定性对配置结果的影响,从而适用于主动配电网优化配置方案制定。     

基于储能调度模式的分布式光伏两阶段多目标就地消纳模型

随着分布式光伏接入配电网容量的提高,分布式光伏就地消纳模型成为日益重要的课题。提出了一种基于储能调度模式的分布式光伏两阶段多目标消纳模型。该模型以储能调度策略为主要控制变量并配合机组出力,以分布式光伏消纳率最大为优先目标,以系统运行成本最小为次要目标,计及储能运行约束等必要约束条件。针对建立的模型采用JAS算法配合分段线性化的混合整数规划,并结合智能单粒子算法构成的混合算法进行求解。通过一个算例验证了该模型能在不同渗透率情况下最大化光伏消纳率的同时最小化运行成本,使得模型更加符合实际和具有应用价值。     

计及需求响应不确定性的园区综合能源系统日前经济优化调度

园区综合能源系统(park integrated energy system,PIES)通过多能互补可显著提升其运行经济性,然而园区可控资源响应的不确定性会给日前调度策略的制定带来挑战,为此提出了一种考虑综合需求响应及其不确定性的园区综合能源系统日前经济优化调度策略。文章首先运用三角模糊数描述光伏、负荷预测功率以及柔性负荷响应量的不确定性,建立计及不确定性的日前调度模型;然后以系统总运行成本最小为目标,对系统供需两侧可控资源进行协同优化,并根据模糊规划理论,将模糊期望约束和模糊机会约束等效转换为确定性约束形式便于求解;最后通过算例验证了所提策略通过综合需求响应可有效降低系统运行成本,并分析了模糊机会约束置信水平对系统运行成本的影响。     

分时阶梯电价-微电网联合优化调度的不确定二层规划方法

微电网为分布式电源并网提供了有效的技术途径,微电网的优化运行是微电网领域的重要研究课题。电价是影响微电网系统经济收益的重要因素,为进一步提高微电网的经济效益,计及系统不确定性,采用不确定二层规划模型提出分时阶梯电价-微电网联合优化调度方法。首先建立分时阶梯电价下的负荷响应模型。其次以分时阶梯电价为上层决策者,以微电网综合效益最大为上层目标,以微电网优化运行方案为下层决策者,以综合运行成本最小为下层目标,分别计及必要约束条件,建立Maximin形式的不确定二层规划模型。采用混沌粒子群结合不确定函数模拟组成的综合智能算法对所提出的模型进行求解。最后通过一个算例表明,该模型适用于分时阶梯电价机制下微电网优化运行,其各项运行指标要优于原有分时电价机制下的。     

考虑开关状态集调整的含光伏并网配电网动态故障恢复方法

故障恢复作为智能配电网自愈能力的重要保障,对系统运行可靠性至关重要。针对含分布式光伏并网的配电网故障恢复问题,计及故障期间光伏出力和负荷水平变化建立光伏型配电网动态故障恢复方法。以当前时段系统失电负荷量最小为目标函数,计及网络辐射状约束、功率平衡约束、节点电压约束、开关状态集约束等必要约束条件建立光伏型配电网动态故障恢复方法。所建立的模型通过故障期间改变系统开关状态集使得故障恢复方案对于运行工况进行适应从而减少失电负荷量。采用种群的精英策略和混沌搜索对基本萤火虫算法进行改进,采用改进萤火虫算法对所建立的模型设计求解流程。最后通过仿真算例验证了所建立模型的有效性。     

计及功率预测误差的主动配电网实时经济调度方法

为实现主动配电网的优化运行,构建分布式发电的高效集成和管理平台,采用实时经济调度方法计及功率预测误差确定系统的优化运行计划。首先以当前时段的实时经济运行成本最小为目标,计及功率平衡约束、设备运行约束、储能充放电约束等约束条件,建立小时级的实时经济调度模型。接着,在15 min级的时间尺度上,以实时经济调度计划为基础,针对可再生分布式发电的功率预测偏差,建立计及修正计划经济成本的实时经济调度修正模型并进行求解。仿真算例表明,主动配电网在并网运行模式下的经济性指标优于离网模式,实时不平衡功率调整方法相比于传统方法具有更优的经济性,同时所建立的模型适用于制定主动配电网运行计划。     

考虑紧急备用与光伏出力不确定性的微电网分布式储能规划方法

微电网作为消纳可再生能源的重要途径,面临着可再生能源出力不确定性带来的挑战。针对该问题,提出了紧急备用约束下的微电网分布式储能系统的规划方法,建立了结合分布式储能运行特征的微电网潮流模型,以鲁棒优化分析光伏出力波动性的最差工况,并采用列与约束生成算法结合大M法求解该模型,将原问题分解为混合整数二阶锥规划主问题和子问题并交替求解。通过求解研究算例,验证了所提优化分布式储能配置方法和运行调度策略的可行性,并在充分满足系统紧急功率备用的情况下,降低了微电网系统的综合成本。     

基于电压偏差机会约束的分布式光伏发电准入容量研究

针对光伏发电并网输出功率随机性及相关性导致配电网节点电压越限的不确定性,提出基于电压偏差机会约束的分布式光伏发电并网准入容量规划方法。首先,建立考虑光伏相关性的配电网概率潮流计算模型,将Nataf变换与基于矩法的三阶多项式正态变换相结合处理光伏的相关性,采用多重积分理论和Gram-Charlier级数展开得到配电网节点电压分布;然后,以最大化光伏发电并网准入容量为规划目标,电网电压不越限为机会约束,建立基于电压偏差机会约束的光伏并网准入容量计算模型,利用改进的随机权重粒子群算法对模型进行求解。仿真算例结果表明该方法能够提高光伏并网容量,使配电网运行满足电压偏差不越限。     

计及多维不确定性影响的配电信息物理系统优化规划方法

配电信息物理系统(cyber physical distribution system,CPDS)与主动配电系统具有内在一致性,该融合系统的多维不确定性、深度耦合性使其规划问题更为复杂。文中基于配电信息物理系统在规划中的耦合特性分析,建立计及电压控制功能及通信系统随机故障的CPDS规划模型,提出考虑信息系统随机失效和控制失效的CPDS规划框架,通过优化方案形成和方案概率约束指标评价相结合的融合过程进行求解。以分布式光伏并网且具备电压控制功能的改进IEEE-33节点配电系统为例进行仿真验证,验证所提模型和算法的有效性和实用性,并探讨控制参数、光伏渗透率对配置方案和信息系统随机故障对电压合格概率指标的影响,为配电信息物理系统的规划和改进措施提出建议。     

考虑光伏并网不确定性的需求侧分时电价运营策略

针对分布式光伏电源并网对配电网源荷运行特性的影响,本文首先结合消费心理学分析了用户需求对分时电价的响应特性,接着研究了统计配电网供给侧运营成本效益,以及描述光伏电源并网输出不确定性的数学模型。在此基础上,基于模糊机会约束理论,提出了配电网考虑分布式电源并网不确定性和需求侧可中断负荷的分时电价优化运营模型,进而结合机会约束等式和粒子群优化算法,研究了所提电价优化运营模型的求解方法,最后论证了所提电价运营策略的可行性。     

考虑光-荷不确定性和旋转备用约束的主动配电网经济优化调度策略

分布式光伏、储能装置等大量分布式电源接入主动配电网(active distribution networks,ADN)后,光伏出力、负荷和旋转备用容量的多重不确定性对主动配电网经济调度的可靠性提出新的挑战。考虑了光伏出力及负荷不确定性,对旋转备用容量进行概率约束,以调度过程中运行成本最小为目标函数提出了一种主动配电网经济优化调度模型。通过所提出的潮流约束线性化方法和离散步长变换方法,将机会约束规划(chance constrained programming,CCP)模型转化为易于求解的确定性混合整数线性规划(mixed-integer linear programming,MILP)模型,并通过CPLEX求解器进行求解。基于IEEE-33节点配电网系统对所提方法进行验证。算例结果表明,所提策略的系统计算时间显著减少,优化效果更好,且可以通过适当设置旋转备用容量概率约束的置信水平实现主动配电网可靠性与经济性间平衡。