考虑主动配电网运行策略的分布式电源规划方法

文章充分考虑全局优化控制和自治区域离网运行的主动配电网多源协调控制策略,提出了分布式电源双层优化模型。上层优化模型以综合成本净现值最小为目标,引入了计及主动配电网离网运行能力的系统综合安全性指标为约束,以保证规划结果的安全性;下层优化模型基于上层得到的规划结果,采用全局优化控制策略决策可控单元出力,模拟主动配电网经济运行工况。文章还设计了改进的粒子群算法对双层规划模型进行求解,并通过算例仿真验证了所提模型的可行性和有效性。     

计及储能接入影响的主动配电网分布式电源双层规划

提出一种计及储能接入影响的主动配电网分布式电源(DG)双层规划方法。首先,构建一种主动配电网的双层规划模型,其中,上层模型根据节点网损灵敏度原则确定DG的初始安装位置和出力,下层模型以DG投资效益最大、系统电压稳定因子最大、系统有功网损最小为目标,确定DG的安装位置和最佳出力;然后,采用混合编码多目标粒子群算法对下层模型进行优化,通过上下层迭代实现所建模型的求解;最后,针对分布式电源出力的随机性,计及储能接入影响确定DG最佳安装容量,并采用基于蒙特卡洛模拟的概率潮流进行评估。基于PGE 69节点系统的算例结果表明,所提方法可显著提高配电网对DG的消纳能力,改善系统电压水平、降低网络损耗。     

一种基于主动管理的分布式电源两层规划方法

风电、光伏等分布式电源(Distributed Generation,DG)的并网,影响配电网安全。文章以提高DG的经济效益,减少配电网有功损耗为目的,建立考虑时序性的DG两层规划模型。上层规划以DG投资收益率和系统有功损耗减少量最大化为目标,下层规划以每个时段系统有功损耗最小化为目标。在下层规划中计及主动管理措施,优化DG接入后配电网的运行状态,以充分发挥DG在配电网中的积极作用。文章提出一种改进的多目标粒子群算法,并与原对偶内点法相结合,分别求解上、下层规划模型。最后以IEEE33节点进行验证,仿真结果表明了文章算法的合理性及有效性。     

兼顾公平性的多能源合作博弈优化调度

针对含高比例可再生能源的电力系统运行经济性和调度公平性问题,提出一种多种能源参与的双层优化调度模型。该模型考虑经济性的同时从两方面体现公平性：上层模型中首先将风电场、光伏电站、抽水蓄能电站和需求响应负荷聚合成虚拟电厂（VPP）,其次,将虚拟电厂作为大电网的一部分参与优化调度,采用基尼系数表征公平性并作为约束条件,以总成本最低为目标函数建立兼顾公平性的多能源经济优化调度模型,最后,将上层VPP的求解结果作为下层优化调度的输入变量;下层模型中基于合作博弈理论建立以VPP内部成员为博弈参与者,以各参与者收益最大为目标函数的合作博弈模型,采用均衡度对比不同联盟组合下各主体的收益分配公平性,对比均分法、按出力分配法及Shapely值法的收益分配均衡度。采用智能优化算法结合CPLEX求解器求解模型,应用实例验证模型的有效性和正确性。     

基于双层合作博弈的虚拟电厂滚动优化调度研究

为了应对当下高比例可再生能源和大规模电动汽车的接入给虚拟电厂双侧运行带来的挑战,提出了一种改进的Shapley值分配方法用于解决联盟收益分配问题。以虚拟电厂为中介,分别构建了以联盟收益最大化为目标的“需”侧用户-虚拟电厂联盟和“供”侧虚拟电厂-主动配电网联盟,再将双侧的合作博弈模型联系起来,构成基于双层合作博弈的虚拟电厂滚动优化调度模型。利用改进的Shapley值进行联盟收益再分配,从而达到用户、虚拟电厂和主动配电网三方主体收益的最大化,最后进行实验验证。结果表明：该模型使三方主体收益相较于未合作博弈和任一单层合作博弈分别提高了15.64%,6.95%和6.949%,提高了系统运行的经济性。     

电力市场环境下分布式电源与储能协同规划

主动配电网参与电力市场将对其运行策略产生影响,进而影响配电网内分布式资源的规划。针对电力市场环境下的分布式资源规划问题,该文建立了配置主动配电网内部分布式资源的双层规划模型,其中上层模型以配电网年综合收益最大为目标,优化规划分布式资源的容量;下层模型以社会效益最大为目标,完成日前电力市场的出清。接着,通过强对偶理论和KKT条件将该双层规划模型转化为单层的均衡约束数学规划问题,并将目标函数中的双线性项线性化,进而转化为混合整数二阶锥规划模型以便于求解。最后,通过算例分析验证了该文所提模型的正确性,结果表明配电网运营商参与电力市场可提升主动配电网对分布式电源的承载力。     

分布式电源接入交直流混合微电网群优化规划研究

针对区域内负荷、电源优化规划问题,提出分布式电源接入交直流混合微电网群优化配置方法:建立2层交直流混合微电网群优化规划模型,上层模型考虑了节点耦合度和功率平衡度指标,实现了区域节点的集群划分;下层优化配置模型以考虑投资成本、运行维护成本、购售电成本的综合成本最小为目标,运用优化软件分析得到集群划分和优化配置结果.实际工...     

基于块坐标下降法的微网群日前联合优化调度

文章顾及微网群调度中心和微电网用户两类主体,建立一类含多个并列下层双层规划结构的微网群联合优化调度模型,上层以微网群调度中心总运行成本最小为优化目标,下层以各微电网用户运行成本最低为优化目标。首先,通过增广拉格朗日松弛法将原双层规划模型松弛;用块坐标下降法将松弛问题分解为多个子问题;然后,通过基于块坐标下降-不精确嵌套乘子法的双层循环求解模型,逐次逼近原问题的全局最优解;采用由松至紧的内循环容限值,以避免内循环计算代价过大的问题。算例的验证结果表明,文章所提的基于块坐标下降-不精确嵌套乘子法的双层循环求解模型,能有效求解微网群双层优化调度模型,为此类优化调度问题提供新的并行求解模式。     

考虑源荷交互的独立微电网分层优化调度

提出了一种分层调度模型,上层模型中采用移动边界法对负荷进行不同时段的划分,建立了需求响应模型,以光伏、风电发电与负荷用电的不平衡量最小为目标,对独立微电网不同时段的电价进行求解;在优化的分时电价及负荷的基础上,下层模型中以微电网调度成本最小为目标,建立了负荷、分布式电源与负荷不平衡量最优调度补偿的经济模型,使得微电网的经济性最优。上、下层模型均采用粒子群算法进行求解。对某地区的独立微电网进行仿真,验证了模型的合理性。     

基于主动配电网的分布式电源规划方案研究

随着智能电网的不断发展,分布式电源逐步接入主动配电网运行,十分有必要对分布式电源进行合理规划,以保证主动配电网的运行安全性和经济性。本文基于全局优化控制策略和主动配电网独立运行多电源协调控制策略的角度,提出分布式电源双层优化模型。上层模型以主动配电网独立运行安全性指标为约束条件,以运营成本净值最小为规划目标;下层模型根据上层模型的规划结果,基于全局优化控制策略对发电单元的输出进行科学控制,来模拟主动配电网的经济运行工况;并对模型进行最优解寻取运算。通过算例分析验证本文所提出双层优化模型的有效性和科学性。     

Fair electricity transfer price and unit capacity selection for microgrids

Microgrids are defined as an area of electricity distribution network that can operate autonomously from the rest of the network. In order to achieve the best economic outcomes, the participants in a microgrid can benefit from cooperation in microgrid design and operation. In this paper, a mathematical programming formulation is presented for fair, optimised cost distribution amongst participants in a general microgrid. The proposed formulation is based on the Game-theory Nash bargaining solution approach for finding optimal multi-partner cost levels subject to given upper bounds on the equivalent annual costs. The microgrid planning problem concerning the fair electricity transfer price and unit capacity selection is first formulated as a mixed integer non-linear programming model. Then, a separable programming approach is applied to reform the resulting mixed integer non-linear programming model to a mixed integer linear programming form. The model is applied to a case study with a microgrid involving five participants.     

基于主从博弈的风光储型微电网优化配置方法

随着微电网技术的发展和电力市场主体多样性的提高,微电网的投资权和经营权逐渐存在分离的情况。针对微电网投资决策主体与运营决策主体不一致的情形,基于主从博弈理论建立微电网优化配置模型。其中主体博弈者为微电网投资决策者,以微电网设备投资方案为博弈策略,以最小化综合投资成本为博弈目标;以微电网运营决策者为从体博弈者,以给定微电网配置方案下的系统优化运行计划为博弈策略,以最小化系统综合运行成本最小构成博弈的支付。分析得到模型的Nash均衡并采用混沌粒子群算法分别设计模型的主体模块和从体模块求解流程。仿真算例表明,所建立的主从博弈模型能够适用于微电网投资主体和经营主体分离下的微电网优化配置问题。研究成果可用于指导工程实践。     

考虑机组组合问题的机组检修计划优化新模型

以经济费用最小为目标函数,建立了发电机组检修计划优化问题（UMS）新模型。由于生产费用在经济费用中占有的比例最大,因此在计算新模型的生产费用时考虑了发电机组组合优化问题（UC）。鉴于考虑UC问题的UMS问题为双层优化问题,其中UMS问题为上层优化问题,UC问题为下层优化问题,提出了一种改进离散粒子群算法（MDPSO）,并将其用于搜索UMS问题的最优解向量,即解决上层优化问题;而由于拉格朗日松弛法在解决UC问题上具有计算速度快、结果精度高等优点,将其用于解决下层优化问题。利用该新模型和MDPSO算法对IEEE-RTS系统的机组的年检修计划进行优化,并与离散粒子群算法（DPSO）比较,结果表明DPSO算法在解决UMS问题上具有精度高、收敛速度快等优点。     

计及天然气压力能的微电网储荷协调优化调度

为解决天然气输送过程中压力能的浪费问题,提高天然气能源利用率,提出将天然气压力能发电系统引入至微电网整体调度方案中。针对天然气压力能发电系统中前后端口的补热需要,将微电网中的风冷热泵补热系统与压力能发电系统进行耦合。考虑到由天然气管网中流量波动和环境因素造成的压力能出力波动问题,提出微电网储荷一体化协调优化方案,以确保系统高效稳定运行。基于上述内容,构建考虑可控电源出力成本、储能调度成本、微电网与配电网的交互成本和负荷调度成本的微电网优化调度模型,并采用Yalmip工具包编写优化调度程序。最后,通过对西南地区某调压站数据进行仿真,验证该方案的可行性与经济性。     

基于合作博弈的综合能源系统电-热-气协同优化运行策略

在"双碳"背景下,为有效提高综合能源系统(IES)的能源利用率,减少碳排放量,同时提升系统运行的灵活性,提出一种基于合作博弈的IES优化运行模型.首先构建IES框架,针对电转气(P2G)、碳捕集、燃气轮机、热储能等设备进行建模;其次考虑系统内各主体之间存在协同合作的可能,将系统内各运营主体分为三方构建合作联盟,阐述能源...     

A method for power suppliers’ optimal cooperative bidding strategies considering network losses

The bidding strategies of power suppliers to maximize their interests is of great importance. The proposed bi-level optimization model with coalitions of power suppliers takes restraint factors into consideration, such as operating cost reduction, potential cooperation, other competitors’ bidding behavior, and network constraints. The upper model describes the coalition relationship between suppliers, and the lower model represents the independent system operator’s optimization without network loss (WNL) or considering network loss (CNL). Then, a novel algorithm, the evolutionary game theory algorithm (EGA) based on a hybrid particle swarm optimization and improved firefly algorithm (HPSOIFA), is proposed to solve the bi-level optimization model. The bidding behavior of the power suppliers in equilibrium with a dynamic power market is encoded as one species, with the EGA automatically predicting a plausible adaptation process for the others. Individual behavior changes are employed by the HPSOIFA to enhance the ability of global exploration and local exploitation. A novel improved firefly algorithm (IFA) is combined with a chaotic sequence theory to escape from the local optimum. In addition, the Shapley value is applied to the profit distribution of power suppliers’ cooperation. The simulation, adopting the standard IEEE-30 bus system, demonstrates the effectiveness of the proposed method for solving the bi-level optimization problem     

基于NCPSO的微网群优化调度策略研究

传统的粒子群优化（PSO）算法因在微网优化中不易达到全局最优而导致微网运行成本过高,该文采用小生境混沌粒子群优化（NCPSO）算法对混合微网群的运行策略进行协同优化,以实现区域微网经济性最优、环境治理成本最低、风光等可再生能源利用率高等目的。根据所提出的调度策略,建立的优化调度模型包括动态电价下的负荷模型、经济收益模型以及成本模型等,使用NCPSO算法得到多微网在一个周期内的最佳运行状态,实现微网群系统综合能源的互动调控、空间互补。通过分析微网群的功率交互动态、可控能源的发电以及储能电池的荷电状态等,验证微网群的电力负荷响应动态电价,表明了NCPSO算法优化微网群运行的优越性、有效性。     

城市水资源协调配置问题中的双层规划模型及其应用

双层规划模型是将经济效益作为分析中的首要上层目标,将配水量作为首要下层目标,以此对水资源配置系统中所具有的不确定性及层次性进行解析。通过将双层规划模型应用于实际案例,并利用满意度算法进行数据计算分析,获取项目在不同情景方案下的最优结果,并为项目的决策层提供可靠的决策支撑。