能源互联微网系统供需双侧多能协同优化策略及其求解算法

为提高新能源利用效率,充分考虑了供给侧、需求侧以及能源转换之间的影响作用,构建了能源互联微网系统供需双侧多能协同优化策略模型,提出了求解混合整数非线性规划模型的带个体差异蚁群算法与粒子群优化算法相结合的组合算法(particle swarm optimizer-individual variation ant colony optimization,PSO-IVACO)。将所提模型及求解算法应用于我国某典型园区能源互联微网系统夏季和冬季典型日的实际算例中,并与传统分布式冷热电联供系统相比较,结果表明:PSO-IVACO算法求解此类问题具有可行性,考虑供需双侧的能源互联微网系统在夏季和冬季均具有显著经济和环境效益,促进了新能源并网消纳。     

基于文化基因算法的交直流混合微网优化运行

随着负荷种类逐渐增多,电力系统中直流负荷比例越来越大。交直流混合微网可以同时满足交流负荷和直流负荷需求,是目前研究的热点和难点。合理优化交直流混合微网中微源出力对于供电可靠性和微网运行成本至关重要。该文综合考虑微源燃料成本、电网购电成本、环境效益成本、网损、运行维护成本、微源初期建设成本及发电补贴,建立多目标、多约束优化运行数学模型。利用文化基因算法中特有的局部搜索和全局搜索理念,引入竞争和协作方法对目标函数展开迭代,从而提高算法收敛精度。将文化基因算法应用到求解交直流混合微网优化运行目标函数中,优化交直流混合微网运行成本,通过算例运行结果验证该算法的正确性和可行性。     

基于ISSA的光储微网混合储能容量优化配置

近年来,新能源的大力发展促使分布式能源结合本地负荷的微网结构应运而生,针对光储微网混合储能容量优化配置的问题,提出一种改进的麻雀搜索算法（ISSA）对以经济性为目标建立的储能容量配置模型进行求解。首先,利用分时电价策略优化混合储能系统充放电功率,建立以储能系统年综合成本最小为目标的容量优化配置模型;其次,针对传统麻雀搜索算法求解精度低、收敛速度慢、易陷入局部最优等问题,采用精英反向学习初始化种群,并结合粒子群算法改进麻雀位置更新公式,同时引入莱维飞行策略扩大算法搜索范围。最后,通过算例分析验证了所提策略的合理性和有效性。     

不同时间尺度下虚拟微网优化调度策略

随着售电侧的改革,提供新能源发电服务的第三方供应商成为新的独立利益主体。针对独立利益主体以虚拟微网的形式接入主动配电网后的调度问题,基于虚拟微网的概念,提出了虚拟微网在不同时间尺度下的优化调度模型及其优化算法。优化调度模型包括日前调度和实时调度模型,日前调度以虚拟微网利益最大化为优化目标,实时调度则以虚拟微网安全稳定运行为控制目标。最后,基于改进的IEEE 33节点网络结构以及负荷预测和分布式电源出力预测,利用微分进化—细胞膜混合算法求解虚拟微网优化调度模型,算例结果表明通过优化调度,减少了虚拟微网网损,显著提高了虚拟微网的收益和新能源利用率。     

基于改进旗鱼算法的综合能源系统能量管理

综合能源系统在实现可再生能源利用中具有重要价值。为使系统中各设备出力得到进一步优化,将生物质能与综合能源系统相结合,并且将各个时刻的柔性负荷纳入能量调度,构建了一种沼气发电系统、光伏发电系统与微型燃气轮机驱动下的源-储-荷协同多目标能量管理模型。以系统与主电网的交互及燃料费用、惩罚费用和设备投资及运行费用为优化目标,以用户综合用能满意度、新能源利用率和电能自治程度为评价指标,求解模型最优配置。利用非线性攻击方式、差分变异策略、哈里斯鹰算法中的软包围策略及防止算法停滞策略来改善旗鱼算法的全局搜索能力。通过算例对比分析表明,所提出的改进算法和能量管理模型在不同场景下均有效地提高了经济效益和环保效益,并且改进旗鱼算法在全局寻优和搜索精度等方面具有优势。     

基于改进BPSO算法的微网中微电源的组合优化

深入分析了微网中微电源包括光伏发电、风力发电、微燃机、柴油发电机和燃料电池的电气特性,构建了多种微电网优化运行的模型,以微网的经济成本和环境成本最小为多目标函数,充分考虑了电压越限、功率平衡、微电源出力限制等约束条件,并应用改进BPSO算法进行求解。通过构造辅助搜索空间,提出了改进BPSO算法,解决了二进制粒子群算法易"早熟"、容易陷入局部最优解的问题。并通过典型的微网系统进行仿真分析,仿真结果验证了该算法的有效性。     

基于改进黑洞算法的交直流混合微网优化运行

交直流混合微网可综合发挥交流与直流的互补优势,其优化运行是微网领域的重要研究课题。该文综合考虑经济成本和环境成本,建立了交直流混合微网优化运行模型。基于交直流混合微网的结构特性,通过拆分协作思想将复杂的优化问题拆分为2个相对独立的交流区域优化问题和直流区域优化问题;通过引入混沌机制,加入星体被吸引的惯性和速度约束,优化初始星体的生成方式等,提出了基于改进黑洞算法的交直流混合微网优化方法,对交、直流子区域优化问题进行求解。仿真算例表明,提出的基于拆分协作思想的改进黑洞算法可以有效解决变量较多、结构较复杂的交直流混合微网的优化运行求解问题,能够以较少的综合运行成本实现更优的运行效果,验证了所提算法的有效性。     

基于LQ-GSA的独立型微网容量优化配置

独立型微网容量优化配置是微网规划建设中的重要环节,文中提出一种基于莱维飞行的量子引力搜索算法(LQ-GSA)对独立型微网系统中的风力发电、光伏发电和蓄电池容量进行优化配置。在保证系统供电可靠性和新能源消纳的基础上,建立以平准化能源成本为优化目标的独立型微网容量优化配置模型,通过引入收缩扩张系数动态调整策略和莱维飞行改进量子引力搜索算法以增强算法的全局寻优能力。利用文中所建立的模型进行仿真分析,并与其他万有引力搜索算法和粒子群算法结果比较,算例结果表明所提算法具有较高的求解精度和稳定性,能够保证独立微网系统的经济可靠运行。     

基于带辅助搜索空间的改进二进制粒子群算法的微网经济负荷分配研究

研究了包括光伏电池、风机、微型燃气轮机、柴油发电机、燃料电池在内的微网的发电特性,考虑电压越限、功率平衡、微电源出力限制等约束条件,建立了以发电经济成本最小、环境成本最小的多目标微网经济负荷分配模型。针对二进制粒子群算法易"早熟"、容易陷入局部最优解的缺点,构造辅助搜索空间,改进二进制粒子群算法来求解该复杂非线性优化问题。对孤岛运行模式下的一个小型的含多种微电源的微网系统算例进行研究,仿真结果验证了模型的正确性和算法的有效性。     

基于布谷鸟搜索算法的微网多目标优化运行研究

微网能有效地接入包括可再生能源发电在内的各类分布式新能源,而可再生能源发电的输出功率具有不确定性,给微网的经济、可靠和安全运行带来了挑战。蓄电池作为储能装置是保证微网系统安全可靠运行的重要组成部分。研究了含风力发电、光伏发电和蓄电池的微网的特性,考虑了微网发电费用、排污罚款、供电可靠性和网络损耗,建立了多目标微网优化运行模型。采用多目标的布谷鸟搜索算法来求解该复杂非线性优化问题,微网算例的仿真结果验证了模型的正确性和算法的有效性。     

基于混沌灰狼算法的交直流混合微网经济调度

并网情况下交直流混合微电网的经济稳定运行是微电网建设和运营的基本要求。文中从经济调度的角度出发,建立了考虑微电网设备的维护成本、蓄电池储能损耗成本、AC/DC换流成本、并网售购电费用的联合优化经济模型。针对传统灰狼算法(GWO)在全局搜寻能力上的不足,引入混沌序列Logistic映射对灰狼算法初始化进行改进,丰富灰狼种群的多样性,使初始种群更加均匀的分布在求解区间内。为验证混沌灰狼算法(CGWO)算法的性能,基于实际算例进行仿真分析,验证所提模型与算法的正确性与有效性,在相同算例下将CGWO的优化结果分别与GWO、粒子群算法(PSO)、混沌粒子群算法(CPSO)进行对比分析,结果表明CGWO性能优于其它三种算法,能有效的进行经济调度并保证具有良好的全局搜寻特性和收敛速度。     

考虑工业企业能效的风光储发电经济运行

大多数工业企业的用能方式缺乏经济性。首先建立了工业企业的用能运行成本模型,同时构建了考虑工业企业能耗的含风光储微网运行综合优化模型,并基于Matlab 7.0编程实现改进自适应遗传算法。然后以某一微网系统作为研究对象,在5种典型场景下对工业企业购电行为进行优化,得到了企业的最佳购电方案。优化结果表明,合理利用风光储微网系统的工业企业,能够显著降低其运行成本,提高经济性。     

基于改进多目标灰狼算法的冷热电联供型微电网运行优化

针对冷热电联供型微电网运行调度的优化问题,为实现节能减排的目标,以微电网运行费用和环境污染成本为优化目标,建立了包含风机、微型燃气轮机、余热锅炉、溴化锂吸收式制冷机等微源的微电网优化模型。模型的优化求解使用改进的多目标灰狼优化算法,得到多目标问题的Pareto最优解集,并针对微电网优化问题约束条件较多,算法前期探索能力不足的问题,对算法进行改进。仿真结果表明,改进算法的求解速度和全局搜索性能优于原始算法,文中方法可以为冷热电联供型微电网优化调度提供建议,实现根据用户需求的微电网灵活调动,达到减少运行费用和污染气体排放的效果。     

考虑不确定性和含换电站的直流微电网优化研究

为了提高直流微电网的经济效益和缓解电动汽车行驶里程有限、充电时间长所带来的问题,提出了一种含分布式能源和电池交换站的直流微电网孤岛运行优化模型。建立了以直流微电网日运行成本、污染治理成本和电池交换站日运行成本及其约束为目标的经济调度模型,同时考虑了可再生能源如风力发电、光伏发电等存在输出功率不稳定的严重问题,利用鲁棒优化对其不确定性进行建模,利用CPLEX软件求解该混合整数规划问题。最后通过算例验证了所提出的优化模型可以降低含电池交换站的孤岛直流微电网的运行成本,提高风力和光伏的利用率。     

变电站站用电系统中的微电网应用

针对目前微电网容量配置存在的问题,提出一种新的微网容量配置多目标优化方法,对微电网规划中的分布式电源容量和储能系统容量进行联合求解,同时进行优化配置。以1 000 kV变电站站用电系统为例,运用微电网规划设计软件DGPO分别对以光储微网系统、风储微网系统、风光储微网系统等3种系统作为变电站站用电系统的补充电源方案进行设计,推荐采用一种并网/离网运行的光储微网系统作为变电站站用电系统的补充电源。     

含风光柴蓄的海岛独立微电网多目标优化调度方法

针对独立微电网运行中的优化调度问题展开研究。介绍了独立微电网的典型结构、组成单元功能;综合分析光伏和风力发电、柴油机发电及储能系统等多方面的运行特性,提出考虑柴油机发电费用和蓄电池循环电量的多目标优化调度数学模型;构造含蓄电池充放电功率及SOC范围、柴油机发电功率、系统功率平衡的约束条件;在此基础上,通过NSGA-II算法对多目标优化模型进行求解。结合具体算例,在不同日照和风力条件下,获得多组Pareto最优解集;从中选取典型调度方案,分析各组件功率,验证了模型的合理性。     

基于多属性决策的微电网多目标优化运行

微电网的优化运行能够有效的减少微电网的运行成本,提高能源的利用效率。对微电网多目标能量优化模型的求解大多采用将多目标优化问题转化成单目标优化问题的方法。文中针对并网运行的微电网,考虑了需求侧响应,建立了微电网多目标动态优化模型。对于模型的求解,首先运用层次分析法确定各个目标的权重,然后利用非占主元排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对重要的两个目标函数进行优化,多次优化并取每次优化得到的最优的解作为候选方案,然后对候选方案的目标函数值进行评价,再利用基于证据推理的多属性决策方法确定最终方案。仿真结果验证了文中所提方法的有效性,为微电网多目标优化运行问题的求解提供了一种新的思路。     

基于三端口电力电子变压器的交直流混合微网分层多目标优化

三端口电力电子变压器(PET)具有交流、直流接口,便于主网、交流微网、直流微网协调优化。根据PET结构,将三端口PET并网的交直流混合微网分为微网层、混合层和并网点层,以并网点层功率波动最小、混合层新能源最大程度消纳、微网层新能源和负载功率变化率最小为目标建立分层多目标优化模型。基于PET端口容量、传输效率限制,改进了微网、PET并网点供蓄能力指标,减少了优化约束条件。在此基础上,实现了加权的多目标求解,提高了求解效率。算例验证了分层多目标优化和供蓄指标的有效性。