基于序列运算理论的微电网正负旋转备用容量优化

考虑风电、光伏出力及负荷波动的随机因素,引入序列运算理论对风、光出力偏差以及负荷波动偏差的概率分布模型进行卷和及卷差运算,得到各时段净负荷概率密度函数的离散序列。在此基础上,优化满足机组爬坡等约束条件的不同可靠性水平下的微网系统正、负旋转备用。以日运行发电成本和环境成本最小为目标函数,优化可控机组出力、蓄电池的充放电以及可中断负荷。采用改进的人工蜂群算法(ABC)对模型进行求解。提出考虑微网期望停电损失、期望切风光损失费用和正、负旋转备用成本的综合经济效益CEB指标,以该指标为依据综合评估微网系统在可靠性指标为何值时旋转备用经济效益可达到最大。最后算例验证模型和算法的可行性。     

基于序列运算理论的孤立微电网经济运行模型

针对风力和光伏发电出力的随机性,提出一种基于机会约束规划的孤立微电网经济运行模型。鉴于部分机会约束难以转化成确定性约束,根据序列运算理论,利用可再生能源出力的概率分布生成概率性序列,使模型中的机会约束转化成确定性约束的等价类。因此模型具有混合整数规划的线性结构,可兼容如TOMLAB类的优化工具求解。仿真结果表明,与随机模拟求解相比,该方法具有计算速度快且结果稳定的优势。另外,为了考察概率性序列的合理性,还讨论了不同离散化步长对计算结果的影响,并进一步验证了所提出方法的有效性。     

基于PSO的并网微电网优化运行

针对微电网并网运行下的优化运行问题,综合考虑含微电网经济成本、环境成本及微电网与大电网交易成本,使系统的总运行成本最低,建立了微电网多目标优化模型。考虑并网微电网运行约束条件,采用粒子群算法对模型进行求解,实现对各微电源负荷的优化分配。以某地的实际数据为例,对所提模型进行仿真,验证了提出的负荷优化调度模型可有效降低发电的综合成本。     

基于全寿命周期理论的微电网优化配置

本文基于全寿命周期理论,提出了微电网项目全寿命周期框架下的优化配置模型。综合考虑微电网初始投资、运行维护及故障、折旧成本,以及供能、节能环保收益,建立了微电网全寿命周期内的净现值收入计算模型。以全寿命周期内的净现值收入为目标函数,计及分布式电源出力、储能充放电、运行电压和频率、供电可靠性、与主网交换功率等约束条件,建立优化配置模型,并采用粒子群算法进行求解。结果表明:与传统的优化配置方法相比,该方法得到的优化配置方案,能够实现微电网在全寿命周期内的净收益最优,确保投资的最佳经济性,为微电网工程规划和建设提供指导,促进其市场化、产业化发展。     

序列运算理论及其应用

为了更好地处理电力系统中的各种不确定性因素，文中从数学的高度建立了一套序列运算理论。提出了任意两个定义在非负区间上的离散序列之间的卷和运算、卷差运算、交积运算、并积运算，研究了它们的交换律、结合律、分配律等运算性质；与代数中的1，0，∞相对应，提出了单位序列、零序列和无穷序列的概念，得到了它们的特殊性质。最后分析得到，这几种序列运算分别相当于代数中的加法、减法、乘法等运算。序列运算这一研究成果具有普遍的指导意义，可望在电力系统和其他领域发挥积极的作用，目前已经实现了适合于综合资源规划和电力市场的新的随机生产模拟算法，建立了电力市场中不确定性电价的分析方法。     

微电网发电备用配置优化问题

作为反映微电网发电容量充裕性的重要指标,微电网不可再生分布式发电备用(简称发电备用)配置与微电网运行可靠性与运营经济性密切相关。针对微电网中可再生分布式发电与负荷需求的高度不确定性,将微电网备用分为外部与内部两类备用,前者为大电网参与微电网备用(简称大电网事故支持备用),而后者则包括发电备用、储能、低电价与高赔偿两种可中断负荷。为兼顾微电网运行可靠性与运营经济性,提出微电网发电备用配置优化问题,并从模型建立与求解两个方面对该问题进行较为全面的评述。强调为提高微电网发电备用配置的经济性,需要充分利用微电网各类备用之间的经济互补特性,以量化指标反映微电网各类备用的配置成本与调度风险,并以两者之和最小为目标函数来优化发电备用配置。     

水风储微电网电源容量的优化配置

由于配电系统线路功率和节点电压的约束,在微电网规划中需要弃风弃水来减少设备容量。文中提出一种高效能的友好并网型水风储微电网优化配置方法。通过量化风电资源和水电资源的最大可发电量,结合所提的微电网运行控制策略及运行约束,建立以微电网投资及运营成本、年弃风弃水电量和电源年发电量为目标函数的多目标优化模型;通过基于精英策略的非支配性排序遗传算法(NSGA-II)求出模型的最优解集,并采用逼近理想解排序方法(TOPSIS)选择满意的配置方案。通过韶关地区某实际配电系统进行多场景仿真验证,结果表明该模型提高了可再生能源利用率,保证了配电系统的电能质量,验证了该配置方法的实用性和经济性。     

基于PSO的配电网无功优化配置研究

针对配电网的特点,从运行经济性角度出发,采用粒子群寻优算法,提出一种以网损最小为目标的电容器无功补偿优化算法,用来确定补偿电容器的最佳补偿点和最佳补偿容量,寻求最优的无功补偿方案。对某实际配电线路进行研究,仿真结果表明,所提出的方法是有效的,可以达到降低配电网损耗的目的,提高配电网运行经济性。     

独立型微电网源荷协调配置优化

独立型微电网需要支持多种电源和多种负荷高效稳定的组网运行。针对源荷双侧的不确定性,提出一种通过源端模型和负荷端模型迭代协调达到系统综合成本最小化的优化配置方法。在源端,根据用户负荷,考虑供电可靠性和可再生能源利用率,以等年值成本最小为目标函数,对多电源容量进行优化配置并提出电源出力最优调度策略。对于负荷端,利用模糊隶属度函数对峰谷时段进行动态划分,根据电力需求价格弹性模型,以电力负荷与可再生能源发电功率的差值绝对值和最小为目标函数,对动态分时下的峰谷电价进行优化,计算用户需求响应后的负荷。源荷模型交替迭代,得到风光柴储多能系统综合成本最小化的最优解。对某海岛微电网进行仿真研究的结果表明,该优化模型能够提高可再生能源配置容量和渗透率,缓解弃电现象,减轻柴油发电机和蓄电池的工作压力,在保证供电可靠性和用户利益的同时增加微电网的经济效益和环保效益。     

独立交直流混合微电网电源优化配置

对交直流混合微电网中电源进行优化配置能够减少换流损耗,降低系统成本。针对独立交直流混合微电网特有的结构和能量流动方式,考虑能量传输效率,提出了改进的能量管理策略。优化配置模型以经济性最优为目标,综合考虑环保性和供电可靠性,采用改进的人工蜂群算法对模型进行求解,得到独立交直流混合微电网的分布式电源优化配置结果。最后,通过算例进行仿真验证,结果表明,交直流混合微电网相对于纯粹交流微电网和直流微电网能够降低系统运行成本,使用改进后的能量管理策略能得到经济性更优的微电网电源配置方案。     

考虑运营交易的微电网优化配置方法

随着微电网商业化发展,微电网运营商更加注重其未来运营盈利性。微电网规划应结合其运营模式为投资者提供盈利途径,而现有研究尚未将微电网规划与运营策略相结合。为此,该文提出考虑运营交易的微电网优化配置方法。参考现有微电网运营模式的研究,构建微电网运营交易策略,提出微电网规划–运营联合优化模型。该模型将微电网规划方案与运营交易策略进行联合优化,实现兼顾投资与运营经济性的微电网优化配置。为表示微电网运营要素的不确定性,采用鲁棒优化构建不确定场景集。利用内嵌二阶锥规划的和声搜索混合算法对模型进行求解。以RBTS Bus6系统为例,对模型有效性进行验证。算例结果表明,微电网规划方法耦合其运营策略,能够为微电网运营商提供合理的投资回报途径,并获得长远经济效益。     

考虑随机特性的微电网电源优化配置

对孤岛运行微电网进行合理地电源配置是保证其可靠经济运行的关键问题之一.以电源类型、接入位置与容量为待求变量,综合经济成本最低为目标函数,微电网节点电压为主要约束条件,建立了数学模型,并采用粒子群算法求解.考虑到常见微电网电源如风能、太阳能的随机特性,根据不同类型电源出力概率模型,采用蒙特卡洛法模拟电源的出力,并结合确定性潮流算法,建立了随机潮流计算方法.使用该随机潮流计算方法得到不同电源配置方案孤岛微电网的节点电压越限率,以此评价配置方案的可靠性.算例表明,使用该方法对孤岛微电网的电源进行配置,可以在控制投资成本的同时,有效地将节点电压越限率控制在较低水平,满足了经济性和可靠性的要求.     

考虑不同控制策略的独立型微电网优化配置

独立型微电网往往包含多种分布式电源和储能装置,协调运行与控制十分复杂,采用不同的控制策略会对其运行工况产生较大的影响。文中充分考虑独立型风光柴储微电网的不同控制策略,计及设备投资成本、运行和维护成本、燃料成本及置换成本,建立了基于不同控制策略的独立型风光柴储微电网优化配置模型,以供电经济性和环保性为优化目标,采用改进型非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)寻求优化控制策略下电源类型及其容量的最优配置方案。结果表明该方法可以全面评估不同控制策略对优化配置的作用与影响,以及不同配置方案下的经济性与环保性,从而为用户优化设计提供必要的依据。     

含风光储的城市微电网优化配置

多种能源互补的微电网供电模式是解决未来能源问题的有效途径之一。根据风、光等分布式发电的特点,结合储能系统的特点,提出了独立微电网的典型结构和系统运行策略。在此基础上,提出了含风/光/储的微电网电源容量优化配置模型,建立了含设备成本等年值与年运行费用以及可再生能源利用率的目标函数,采用多目标非支配排序遗传算法进行求解。以某地区独立微电网为例,验证了所提优化方法的有效性,为独立海岛微电网的优化配置提供了理论依据和技术支撑。     

计及需求响应的微电网储能优化配置

为减小光伏发电间歇性对系统稳定运行的不利影响,对微电网进行储能优化配置。通过建立微电网经济模型,提出一种基于温控负荷的需求响应控制方法,采用遍历算法求解最优储能容量。算例分析表明所提需求响应策略可促进光伏就地消纳,实现微电网的经济运行,可为微电网系统中储能的优化配置提供一定参考。     

计及小水电收益的微电网优化配置策略

微电网容量的优化配置通常是在满足负荷要求的条件下控制微电网的综合运行成本最小,但只按负荷需求进行容量配置会造成资源得不到充分利用,微电网收益得不到保障。针对提高新能源丰富地区的微电网收益问题,提出了计及小水电收益的微电网容量优化配置策略,在保证微电网系统能满足独立运行的条件下,考虑可调节式小水电的调节能力和能源互补效应,以系统收益最大为优化目标,微源最大装机容量、小水电蓄水库水量要求以及蓄电池充放电功率限制等为约束条件,建立微电网的容量优化配置模型,通过仿真算例验证了优化策略可以减少蓄电池的配置容量,提高微电网的经济收益;提出互补度评价指标,通过不同算例的互补度对比,可以证明风、光、水能的互补性有利于减少系统的储能配置容量。     

基于PSO算法的有源滤波器的优化配置

在电网中安装有源滤波器来治理谐波污染,需要对有源滤波器进行优化配置,这是一个多变量的组合优化问题,粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法是一种有效的优化工具.本文将该算法应用于有源滤波器的优化配置,建立以电压总谐波畸变率为约束条件,以有源滤波器的造价为目标函数的数学模型.在迭代求解过程中,根据PSO算法的特点,以电网的谐波阻抗阵作为指导来修正注入某节点的谐波量,加快了收敛速度,缩短了求解时间.应用PSO算法对IEEE 18节点系统进行有源滤波器优化配置,能较快地收敛于最优解,优化结果表明了该算法的正确性.     

基于PSO的专用配电网限流电抗器优化配置

在分析专用配电网短线路过电流保护现存问题的基础上,提出了一种限流电抗器的优化配置方法。通过增大上下级保护间短路电流差,实现过流保护整定时间的优化。基于粒子群优化算法配置限流电抗器,在满足供电系统稳定性的前提下,实现限流电抗器安装位置以及阻抗值的最优配置。最后,在某煤矿供电系统应用该算法进行配置计算,得到可行的限流电抗器配置方案。     

微电网中APF接入位置与容量优化配置方案

探讨了微电网中有源电力滤波器(APF)接入位置与容量的优化配置问题。在建立微电网离散解析模型和连续解析模型的基础上,推导出APF的最优安装位置为线路总谐波网损和电压畸变率最小的节点,其最优容量等于总谐波网损。算例分析表明,采用所提方案可有效改善谐波电压,降低电压畸变率。     

交直流混合微电网源储协同优化配置

为提高交直流混合微电网运行效益,需要为分布式电源配置储能系统,以提高微电网对可再生电源的接纳能力。本文以交直流混合微电网为研究对象,提出电源与储能相协同的混合整数优化模型,以确定电源与储能的最优配置。以电源与储能投资成本以及涵盖发电成本与购售电费用的运行成本最小为目标,协同考虑电源与储能的时序动态特性,并计及交直流联络线功率传输损耗。基于Benders分解算法求解混合整数优化模型。算例分析表明,源储协同优化配置方案能够有效提高交直流混合微电网投资运行经济性,验证了本文所提模型的有效性。