计及需求侧响应的微网经济优化调度

针对微网的运行特性以及用户对微网的影响,构建包含需求侧响应的微网经济优化调度模型。以需求侧负荷中的可转移负荷为主要研究对象,从用户的用电需求以及微网经济效益与环境效益出发,结合分时电价,对不同时段负荷的转入转出情况进行分析。对比负荷转移前后各微源的调度情况,分析负荷转移对于综合成本的影响。以不提高环境成本为前提,采用人群搜索算法对调度模型进行求解。算例表明微网经济优化调度中考虑需求侧响应,能够"削峰填谷",提高微源利用率,降低微网运行费用。     

基于需求侧响应的微网孤网运行实时调度策略研究

鉴于独立运行模式下,微网处于自给自足状态,内部会产生不平衡功率,为使供电更加经济可靠,提出了一套基于需求侧响应的实时调度策略。建立了计及负荷曲线平稳度和负荷转移成本双重指标的日前负荷转移规划模型,在需求侧转移部分可转移负荷平滑负荷曲线;微网运行期间,实施基于蓄电池三段式充放电的实时调度策略安排各可控型微源及蓄电池出力,有利于蓄电池保持足够的充放电裕量,进一步削减功率缺额及功率浪费。策略中建立负荷优化分配模型优化各可控型微源出力,减小微网运行成本。最后以一小型微网系统为例,通过与不计及蓄电池折旧成本的日前调度结果对比,证明在负荷转移平滑负荷曲线及实时调度策略的双重作用下,不平衡功率得以削减。     

基于分时电价机制的并网型微网多目标动态优化调度

针对并网条件下的微网优化调度问题,提出一种基于分时电价机制下的储能单元固定调度策略与可控微源动态优化调度相结合的微网运行调度方法。考虑系统功率平衡、失荷率及各种微源出力特性等主要约束,将储能蓄电池充放电折旧成本和与电网能量交换成本-收益计入运行经济成本,微网及电网侧发电污染物排放计入环境成本,建立了并网型微网多目标动态优化调度模型。并采用基于Tent映射混沌种群初始化方法和NDX交叉算子产生子代的多目标遗传算法NSGA-II优化系统内部可控微源出力。最后以风/光/柴/燃/储并网型微网系统进行算例仿真,验证所提模型合理性和求解方法的有效性。     

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。     

计及多类型需求响应的孤岛型微能源网经济运行EI北大核心CSCD

在区域能源互联网迅速发展及多能耦合日渐紧密的背景下,如何进一步优化孤岛型微能源网结构,提高系统运行的稳定性和经济性是当前热点问题。失去了外部电网的有效支撑,仅通过内部微源的调度,孤岛型微能源网难以维持系统能量的实时平衡。为此,针对孤岛型微能源网运行特点,引入冷、热、电多类型负荷需求响应,综合考虑能源耦合与转换特性、分布式微源运行特性的基础上,基于能源集线器架构提出了计及多类型需求响应的孤岛型微能源网优化调度模型。采用混合整数规划法求解模型,得出各机组与储能装置的启停状态、最优出力及系统综合运行成本。仿真算例表明:通过引入柔性冷、热、电多负荷的需求侧响应,可以提高孤岛型微能源网能源供应的灵活性,并降低系统的运行成本。     

考虑电动汽车换电站不同充电模式的微网能量优化

将换电站作为可控负荷,根据分时电价差异引导其避峰填谷,减小微网系统峰谷差,提高运行效率。以微网最小运行成本为优化目标,通过改进遗传算法优化各微源出力以及换电站充电功率,对比分析了换电站不同充电模式对微网能量优化的影响。结果表明:换电站作为可调度负荷参与系统调节有利于微网对可再生能源的消纳,节省安装储能装置的成本,BSS串联运行方式下调度灵活,效益更好。     

计及可控负荷的微网自治调度模型

随着清洁能源发电渗透率的提高,弃风弃光现象日趋严重。对微网运行架构及其内部源荷架构进行分析,针对清洁能源就地消纳提出微网自治策略,考虑可控负荷的参与,并建立了电热联合鲁棒调度模型。在模型中,利用鲁棒调度的思想对清洁能源发电及负荷不确定性进行建模,并利用可中断负荷措施对可控负荷的响应潜力进行发掘。仿真结果表明,可控负荷的参与提高了微网运行的灵活性,所提自治策略可有效消纳清洁能源发电,实现微网经济运行。加入鲁棒性控制后,系统调度结果趋于保守,备用和成本增加。     

考虑需求侧储能及可控负荷的微网优化运行

微网中集成了大量风力、光伏等出力具有随机性、间歇性的不可控DG,通过一体协调储能、可控负荷等需求侧资源研究微网优化运行。基于实时电价环境,考虑风机、光伏出力不确定性,利用储能装置的能量转移与能量备用和可控负荷的负荷转移,以微网运行成本为目标建立优化模型。采用基于随机模拟的量子粒子群算法求解模型。通过算例仿真表明提出的微网运行模型和优化算法可有效进行微网能量优化管控,并且验证了考虑需求侧资源的微网运行更具经济性。     

计及细节层次直接负荷控制的区域综合能源系统多时间尺度优化调度

考虑风光出力和负荷的不确定性及温控负荷反弹特性的精细建模程度对区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)优化调度的影响,提出计及细节层次直接负荷控制的多时间尺度协调优化调度策略。日前调度采用三阶段反弹简化直接负荷控制模型,以系统运行经济性最优为目标求解机组运行计划;日内调度基于细节层次直接负荷控制仿真修正日前反弹负荷曲线,求解各微源的出力计划;实时调度进一步细化日内仿真反弹负荷曲线,结合模型预测控制理论,通过反馈校正和滚动优化调整微源出力,实现多时间尺度的协调运行。算例结果表明多时间尺度下计及细节层次的直接负荷控制更能贴合实际系统运行,实现机组出力精准化控制,验证了所提优化调度策略的可行性及有效性。     

基于需求侧预约响应的平滑微网等效负荷功率波动控制策略

引入微网总负荷与风光等间歇性能源出力的差值——等效负荷作为具有稳定可控输出的微电源总发电参考量进行研究。通过在微网需求侧向能量管理系统(EMS)预约,储水式电热水器(WSH)群进行响应以平滑微网等效负荷功率波动。首先,建立了等效负荷的模型、基于反向变化频次比的风光出力跟随总负荷功率波动状况的评价指标,并分析了需求侧WSH群响应参与微网能量管理的可行性,计及WSH的传导能量、换位能量和加热能量,建立了WSH群的温度模型。其次,依据需求侧预约用水或常规用水时间、量值和用户主动控制及WSH温度上限,建立动态可控WSH群并计算其反向温度值,根据反向温度值排序结果将投入待机WSH与切除加热WSH两个过程统一,形成了基于需求侧预约WSH群响应的平滑微网等效负荷功率波动控制策略。最后,应用某微网实际案例数据验证了该控制策略的有效性。     

考虑电热多种负荷综合需求响应的园区微网综合能源系统优化运行

区域综合能源系统是解决社会能源利用效率低以及可再生清洁能源难以消纳问题的有效途径之一。基于电力负荷与热力负荷在综合能源管理中具有相似的可调度价值,提出了一种考虑电热多种负荷综合需求响应的园区微网综合能源系统优化模型。首先,在电力负荷价格型需求响应的基础上,分析了热力负荷具有传输延迟、供热舒适度模糊性等固有特点,可作为柔性负荷参与到优化调度中,即热力需求响应;其次建立了包含风电、光伏、燃气轮机、余热锅炉、储能设备、燃气锅炉、以及电热负荷构成的热电联供型园区微网模型,以系统综合运行成本最小为目标函数。算例仿真结果表明,综合需求响应的应用提高了园区微网热电生产的灵活性,考虑电热力多负荷综合需求响应比单一考虑需求响应可有效地减少弃风、弃光,降低需求侧用户的总能源消耗成本以及系统的运行成本,提高能源利用效率,实现系统环保经济运行。     

油田微电网负荷平衡控制策略研究

微电网从并网切换到孤岛运行状态时的微网微电源所产生的电能和负荷需求的不平衡会导致系统失稳。利用电力系统仿真软件搭建了油田微电网模型。针对油田微电网的运行特点,提出了一种微源侧和负荷侧共同控制的负荷平衡控制策略。当微网切换过程中微源出力支撑足够时,通过微源的出力调整达到负荷平衡状态。当微网切换过程中微源出力支撑不足时,提出了一种考虑电机的功率不平衡严重程度以及距离的动能偏差矩切负荷方法。仿真结果表明,提出的负荷平衡控制策略可以保证微网在微源提供出力足够和出力不足时都能安全平稳运行。     

含热电联产热电解耦运行方式下的微网能量综合优化

通过安装蓄热槽对热电联产"以热定电"约束进行解耦,使微型燃气轮机更加灵活可控参与系统调峰,有利于微网对高渗透率可再生能源的消纳。考虑到风机、光伏出力的随机性以及热电负荷的波动性,建立了基于机会约束规划的微网热电能量综合优化模型。与传统微网优化模型相比,增加了系统热平衡约束,热电联产热电耦合约束,蓄热槽运行约束等。以微网最小运行成本为优化目标,通过遗传算法优化各微源出力,形成最佳运行方式。算例表明:热电联产系统以热电解耦方式运行,有利于提高能源利用效率以及微网运行经济效益。     

考虑小水电季节特性的微网经济运行

针对小水电集中地区微源运行和小水电、风电的互补特性,考虑小水电发电的季节差异,基于分时电价,以计及微网运行、网际交易、折旧等要素的总成本最低为优化目标,并运用AHP层次分析法建立微网的调度和经济运行模型。通过所建模型优化微源出力,灵活调度蓄水库运行,合理配置主网与微网之间的电能交易。选取典型微网为案例,并根据不同季节的典型负荷曲线进行仿真,结果表明季节特性对于小水电集中地区微网有较大的影响,针对丰水期和枯水期分别制定不同的调度策略是相当必要的;同时也证明了风水互补运行对于提高微网经济性和可靠性都具有重要意义。     

基于多代理的实时电价机制下微网需求侧协同调控优化

为使微网中各元件稳定运行且经济效益提高,采用多代理技术对需求侧负荷、蓄电池以及发电侧微源进行协调控制,使微网中各代理间信息及时反馈,减少系统故障。其次在微网并网运行的实时电价机制下,制定蓄电池充放电控制策略,分析蓄电池输出功率特性,以协调一天内不同时刻的各微源出力。同时采用多Agent混沌粒子群优化算法对考虑用户满意度的微网经济运行模型进行求解。并通过算例对比分析以验证所提出的基于多代理协调控制的微网能有效提高运行效益。     

基于水光互补的多个虚拟电厂两阶段优化调度方法

提出了一种基于水光互补的多虚拟电厂(virtual power plant,VPP)两阶段优化调度方法,旨在降低分布式光伏固有的随机性以及用户可中断负荷(interruptible load,IL)响应的不确定性对系统运行和决策带来的影响,从而提高水光互补清洁能源项目的能源利用率。首先,采用电能共享策略,以最大化VPP的经济效益为优化目标,构建了多VPP日前最优调度模型。其次,考虑分布式光伏出力的随机性和可中断负荷需求响应的不确定性,灵活调整内部可控元素和能源输出,生成VPP市场竞价优化调度模型。最后,通过算例分析,验证了所提出方法的有效性和可行性。     

基于模型预测控制的微电网多目标协调优化

本文针对间歇性可再生能源出力与随机性负荷需求对弱电网环境下微电网电压稳定性的影响,综合考虑可控型分布式能源运行成本、储能系统运行成本及可平移负荷的调度成本,以微电网公共点电压偏差最小与运行成本最低为目标,提出基于模型预测控制的微电网多目标协调优化控制策略。该策略由日内多时段滚动优化控制与实时反馈校正控制两部分组成。其中,日内多时段滚动优化控制以未来时段的预测模型为基础,求取当前时段各可控单元的优化控制指令;反馈校正阶段以储能系统出力调整量最小为目标,快速响应微电网内可再生能源能源出力变化与负荷波动。最后,通过一个仿真案例对所提策略进行验证,并分析了该策略的可行性和有效性。     

基于综合需求响应和主从博弈的多微网综合能源系统优化调度策略

随着园区综合能源系统的发展,在同一配电区域往往存在多个园区微网综合能源系统,形成多微网综合能源系统或称冷热电联供多微网系统。针对含电能交互的多微网综合能源系统,提出一种基于综合需求响应和主从博弈优化调度策略。首先,建立包含可转移可中断电负荷、可转移不可中断电负荷、灵活的热负荷和冷负荷等多类型负荷的综合需求响应模型。之后,以多微网系统为领导者,各微网负荷聚合商为跟随者,形成一主多从互动均衡模型,同时优化多微网系统定价策略、各微网用户需求响应方案以及多微网系统内各类能量转换耦合设备的出力,并对博弈均衡解的存在性和唯一性进行证明。最后,通过算例分析论证所提方案的合理性和有效性,多微网系统的利润和各微网用户的综合效益与用能成本都得到了改善。     

含三端口电力电子变压器的交直流混合微网分层优化

三端口电力电子变压器(PET)具有交流、直流接口,便于主网和交直流混合微网的协同优化。针对PET容量小、过载能力差的现状,提出一种分层优化模型:PET层以对公共耦合点负荷曲线削峰填谷为目标,从而优化主网、交流微网和直流微网的功率调度曲线;交流微网和直流微网以降低各自运行成本为目标、上层调度曲线为约束协调各微源出力,并在下层优化中计及了储能放电深度、荷电状态对运行成本的影响,将镜像转换和自适应惯性权重引入粒子群优化算法中对其进行求解。参照浙江某地交直流微网示范工程构建算例,验证了所提优化模型和求解方法的有效性。     

基于模型预测控制的含压缩空气储能微能网多时间尺度优化调度方法

含压缩空气储能微能网在如今可再生能源大规模发展的背景下为促进清洁能源消纳、加速能源结构转型提供了新思路,但是含压缩空气储能微能网存在的新能源发电出力、用户负荷功率、环境温度等不确定性因素增加了系统优化调度的难度。为解决含压缩空气储能微能网系统内新能源出力、环境温度及负荷需求等不确定性问题,本文聚焦于如何削弱不确定变量对含压缩空气储能微能网系统的不利影响,提出包含“上层长时间尺度日前优化”及“下层短时间尺度日内滚动修正”在内的多时间尺度优化调度方法。通过仿真研究表明,采用基于模型预测控制的含压缩空气储能微能网多时间尺度优化调度方法可以削弱不确定性因素带来的不利影响,减少经济成本和功率波动,有助于含压缩空气储能微能网平稳、经济运行。