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。     

基于区间数的改进NSGA-Ⅱ算法在微电网优化调度中的应用

针对分布式电源出力和负荷波动随机性等不确定因素对微电网运行稳定性和经济性的影响,提出在微电网的优化调度中结合有功和无功优化,以满足安全性和可靠性要求。引入区间数来表述含不确定因素的优化调度目标函数及约束条件,并建立以微电网发电费用、电压偏差量和网损为优化目标的动态多目标优化调度模型。同时提出一种基于区间数的多属性决策NSGA-Ⅱ算法来求解上述模型中的线性多目标函数,从而得到整个调度周期内的多目标优化调度Pareto最优解。最后利用17节点微电网仿真系统进行了仿真计算,计算结果表明本文方法可以协调优化调度问题中的经济性、安全性和可靠性,同时相比单一的有功或无功优化调度可以得到更优的微电网运行费用。     

基于确定性解法的新能源微电网经济运行优化

针对典型的微电网应用场景,研究光伏发电、风力发电测和负荷预测误差的数学规律,在考虑微电网环保性因素、经济性因素的基础上,构建基于确定性解法的微电网经济运行优化模型,该模型简化了多目标问题的求解难度。在具体算例中,分析不同置信度、不同预测误差及不同环保算子对微电网经济运行的影响。研究结果表明：提高光伏出力、风电出力和负荷预测精度可以降低微电网优化运行成本;微电网优化运行模型求解时,确定性解法的算法收敛速度快,迭代时间更短。     

基于确定性解法的新能源微电网经济运行优化

针对典型的微电网应用场景,研究光伏发电、风力发电测和负荷预测误差的数学规律,在考虑微电网环保性因素、经济性因素的基础上,构建基于确定性解法的微电网经济运行优化模型,该模型简化了多目标问题的求解难度。在具体算例中,分析不同置信度、不同预测误差及不同环保算子对微电网经济运行的影响。研究结果表明：提高光伏出力、风电出力和负荷预测精度可以降低微电网优化运行成本;微电网优化运行模型求解时,确定性解法的算法收敛速度快,迭代时间更短。     

基于模型预测的微电网日内分层调度研究

随着可再生能源的大规模接入,可再生能源和负荷不确定因素给微电网优化调度带来了新的挑战.提出基于模型预测的微电网分层调度模型,采用分层模型预测控制策略实现"源–网–荷–储"的日内协调运行.日内优化层以运行成本最小为目标函数,为日内修正层提供参考值.日内修正层以修正后的调度计划与参考值偏差最小为目标函数,并根据预测输出与实测输出间的误差构成反馈环节,以解决不确定因素对优化调度的影响.同时,为改善计算速度和精度,在模型预测控制中引入改进鲸鱼优化算法.算例结果表明,基于模型预测的微电网日内分层调度策略具有较好的可行性和有效性.     

基于模型预测控制的户用微电网在线能量管理方法

针对户用微电网中可再生能源出力和负荷需求的不确定性问题,对负荷需求响应特性、可再生能源出力特征、户用微电网能量控制系统的结构特征和运行机理等方面进行了研究,提出一种基于模型预测控制的在线能量管理方法。以用户最小用电成本作为优化目标,基于模型预测控制方法对户用微电网进行动态优化。同时根据用户的用电行为建立事件驱动机制,设置相应的触发条件,只有系统接收到触发信号时才进行在线决策优化。研究结果表明:所提的在线能量管理方法能够实时响应负荷需求,降低用电成本,提高微电网供需平衡能力,并且有效降低计算量。     

考虑响应不确定性的高比例可再生能源微电网优化策略

为了响应“碳达峰,碳中和”目标,实施需求响应可高效平抑高比例可再生能源微电网的波动性,有助于电力行业实现深度减排。在微电网独立运行模式下,可通过能源大数据中心获取可再生能源出力、负荷需求及用户响应等数据,制定实时激励优化策略,从而降低弃风-光率和优化微电网运行。首先,建立不同激励下用户的收益情况与自身满意度之间的映射关系,通过Sigmoid函数改进云模型来衡量用户满意度与响应行为之间的不确定关系。其次,提出考虑响应不确定性的独立微电网实时激励优化策略,利用混沌烟花算法求解微电网下发的各时段激励,合理安排微电网各单元的出力情况。仿真结果表明,当用户负荷曲线进行消纳和削减的调整后,新能源的消纳率得到有效提升,微电网的运行成本也大幅降低。     

孤岛运行方式下微电网有功功率优化策略研究

微电网有联网运行和孤岛运行2种运行方式,孤岛运行时风力发电、光伏电池等分布式电源出力不稳定。为此,以收益最大为优化目标,计及可中断负荷和后备电源的作用,建立有功功率优化控制的数学模型。通过算例仿真,验证了所提模型在微电网孤岛运行下有功功率优化控制的有效性。     

微电网联网的购售电优化策略

介绍了微电网并网的运营策略,提出了微电网并网运行模式下的经济运行优化模型。模型中考虑了微电网的运行成本、环境成本、停电补偿成本以及与大电网之间的功率交换。通过粒子群算法,以典型日负荷曲线为例,得到了微电网并网运行时的各机组出力、微电网的售电收益、微电网的运行成本、峰值时的停电补偿费用以及和大电网之间的交换功率。仿真结果表明,微电网代理商可以根据自身的情况,灵活调节各机组出力以及通过与大电网之间的功率交换来获取最大的利益。     

以换电站为负荷的微电网系统建模与优化

建立以换电站为负荷的微电网系统稳态模型,结合各发电单元和换电站的特点,以微电网系统运行成本最低为目标,以满足用户需求、发电单元和充放电功率平衡为约束条件,对微电网系统运行进行优化。采用粒子群优化算法进行模型求解,将微电网系统的运行成本设为适应度函数,将各发电单元出力及微电网与主网间的功率交换设为粒子位置。算例分析表明,通过对各发电单元出力进行优化,可以降低微电网运行成本,并充分发挥微电网削峰填谷能力。     

微电网经济运行中的典型时序场景分析方法

微电网经济运行涉及对大量场景和方案的分析评价,区域内风电/光伏出力和负荷变化的时序性、周期性和不确定性给微电网运行带来影响。提出一种典型场景分析方法,对计算周期内的大量风电/光伏出力和负荷原始数据进行同步聚类划分,形成能够反映计算周期内历史数据特征的典型场景集;建立包含多种分布式电源和储能单元的微电网系统经济运行优化模型;针对某微电网区域,比较典型时序场景、全周期时序场景、周期内缩减场景3类场景数据的经济运行优化结果,验证所提方法的有效性。     

集成智能楼宇的微网系统多时间尺度模型预测调度方法

针对含多智能楼宇的微网系统,提出一种基于模型预测的多时间尺度调度方法。首先,为有效利用建筑围护结构蓄热特性所带来的灵活性,构建了虚拟储能系统数学模型,并将其集成到智能楼宇微网多时间尺度调度方法中。随后,提出了基于模型预测的日内滚动修正方法,通过每个控制时域内的滚动优化,实现日内微网系统运行方案的精确修正。最后,以夏季制冷场景为例,利用含智能楼宇的微网系统验证了所提方法的有效性。结果表明,该方法可在保证楼宇室内温度舒适度的前提下,在日前经济优化调度阶段降低运行成本;在日内滚动修正阶段平抑由日前预测误差导致的微网联络线功率波动。     

考虑不确定性价格型需求响应的多源微网运行优化

为提高微网供需两侧的经济运行水平,分析价格弹性系数不确定性给微网需求侧和供应侧带来的成本影响,在微网需求侧,建立了考虑价格弹性系数不确定性的需求响应成本效益模型;然后在微网供应侧,以经济运行成本和环境成本为优化目标,结合微网实际运行约束,建立了考虑不确定性价格需求响应的微网经济运行优化模型,提出一种新的差分粒子群混合算法作为优化模型的求解方法。采用基准函数作优化对比测试,验证了改进算法的有效性和可靠性。通过仿真实验结果得出:考虑价格弹性不确定性因素,会增加微网需求响应成本,同时,加入不确定性因素后微网供应侧运行效益有所降低。     

基于模糊控制的光储微网实时电价能量管理策略

在光储微网中,由于实时电价的波动性、光伏出力的随机性以及储能电池充放电的灵活性会带来能量调度复杂的问题,传统的能量管理策略难以实现功率的精确分配与经济最优.为此,在传统能量管理策略基础上,针对光储微网提出了一种基于模糊控制的优化控制策略,以能量经济运行为优化目标,根据微网内各单元出力情况以及电价设计了8种运行模式,通过...     

考虑路径损耗的热电联供型微网三层能量优化策略

为了降低微网对外部系统的依赖与微网自身的运行成本,针对热电联供型微网群,提出了一种三层能量优化策略。该策略不仅构建了以各微网运行成本最小为目标的下层优化运行模型、各主体间交互成本最小为目标的上层优化运行模型,还新构建了以能量传输路径损耗最小为目标的中间层优化运行模型。该中间层模型通过易货交易和买卖交易的方式提高微网间能量互济能力,并基于Floyd-Warshall算法为微网间能量交易搜索最优传输路径。算例结果显示,该三层优化策略具有良好的适用性,相比其他优化策略,能量传输过程损耗更低、微网间能量互济能力更强,各微网运行成本更小。     

基于多种群萤火虫算法的车载燃料电池直流微电网能量管理优化

绿色高效的新能源系统已广泛应用于汽车、有轨电车和智能建筑等领域。为了降低燃料电池(fuelcell,FC)有轨电车直流微电网系统的运行成本,提出一种基于多种群萤火虫算法的车载燃料电池直流微电网能量管理优化方法。该方法引入以初始投资成本、设备运行成本和更换维护成本为框架的系统运行成本模型。基于成本模型,设计一种融合多种群遗传算法与萤火虫算法的多种群萤火虫算法,对有轨电车状态机控制策略进行优化。在3种运行工况下,将所提方法与状态机控制策略、基于遗传算法的策略、基于多种群遗传算法的策略、基于粒子群算法的策略和基于萤火虫算法的策略进行对比。结果表明,所提方法能合理分配各能量源的输出功率,并获得最低的系统运行成本。     

基于IGDT的含广义储能的独立直流微网日前优化调度

微电网的能量管理与优化调度作为构建新型电力系统的重要环节,提高其可再生能源的消纳水平、降低源荷不确定性风险以及优化系统运行成本具有重要意义。因此,文中提出一种基于信息间隙决策理论(information gap decision theory, IGDT)的含广义储能的独立直流微电网日前优化调度模型。首先,构建含超级电容的混合储能系统,以降低蓄电池运行成本,将具备虚拟储能特性的柔性负荷与混合储能相结合,形成广义储能,充分发挥微电网系统内灵活性资源特性;其次,考虑系统风光荷不确定性,引入IGDT模型,在确定性模型基础上建立风险规避策略下的鲁棒模型和风险投机策略下的机会模型,从2种决策角度追求降低风险与最大化收益;最后,基于算例仿真分析,证明该调度策略在降低微电网运行成本的基础上可量化不确定性因素对系统调度决策的影响,验证了模型的有效性和可参考性。     

基于可能度的冷热电联供微网区间优化调度模型

提出了含多种能量转换途径的冷热电联供微网非线性区间优化调度模型。首先,以充分利用光伏、风电等新能源为目标,确定了实现电冷、电热、热冷能量转化的灵活冷热电联供微网系统。然后以此系统为对象,针对光伏、风电、冷热电负荷随机性问题,考虑分时电价、环境效益等因素,建立以系统综合运行成本最低为目标的非线性区间优化模型。根据区间可能度模型,将不确定性模型转化为确定性模型,结合改进粒子群算法进行求解。最后通过算例验证了该模型的合理性、灵活性,并结合仿真结果分析了区间可能度和负荷波动对综合运行成本的影响。     

含共享储能的微电网群分布鲁棒博弈优化调度方法

共享储能作为一种新兴的储能方案，有助于微电网内部新能源的消纳并降低运行成本，释放微网作为独立的利益相关者的资源共享潜力。而传统的共享储能和微网间的互联忽略了各主体交易的信息隐私问题，且合作策略往往不能实现合理的利益分配。为此，提出了一种含有共享储能的微电网群分布鲁棒博弈优化调度方法。首先，建立了具有多种能量形式的微电网模型以及共享储能模型。其次，为降低风光出力不确定性对系统经济性的影响，采用分布鲁棒优化理论对其进行处理，求解最恶劣概率分布下的运行策略。最后，基于纳什谈判理论，建立了共享储能与微电网系统的联合运行模型，并利用具有良好收敛性与私密性的交替方向乘子法将模型分解为联合系统运行成本最小化问题和系统内部电能交易谈判问题进行求解。通过合作前后对比分析，所提方法使得微电网运行成本分别降低了2.99%、4.90%和4.27%，说明所提方法能够在有效应对风光出力不确定性的同时降低各主体的运行成本，使系统兼具灵活性与经济性。     

基于多层电价响应机制的主动配电网源—网—荷协调方法

为应对可再生能源高渗透率配电网多层协调难题,提出了一种基于多智能体和多层电价响应机制的配电网模糊机会约束源—网—荷功率协调响应方法。针对分布式电源、主动负荷及微电网的运行特性,分析了可再生能源高渗透率配电网的源—网—荷协调难题,引入多智能体系统和多层电价响应机制构建协调优化框架。在此基础上,考虑可再生能源及主动负荷的不确定性因素和多智能体对风险的追求差异,利用模糊机会约束规划刻画主动配电网与源、荷及微电网的协调互动,分别构建配电网层、直接协调源荷层和间接协调微电网层的优化模型。随后,利用神经元网络和等价类转化处理随机规划模型中的模糊因素,并采用蝙蝠算法和黄金分割法进行求解。最终,通过算例仿真验证了该优化方法的有效性。