计及停电损失的风-柴-储系统优化配置

针对风-柴-储型独立微电网中分布式电源规划问题,搭建一种缺额电量分段式停电损失费用计算模型。综合考虑投资成本、运行成本、维护成本以及停电损失费用,建立了一种适用计及停电损失费用的风-柴-储型独立微电网分布式电源优化配置模型,以风力发电机、柴油发电机、储能装置安装数量等为优化变量,并考虑风力发电机约束、柴油发电机及储能装置运行约束,采用粒子群算法对所建立线性模型进行求解。结果表明,所建模型能够同时兼顾经济性与供电可靠性。最后,分析了柴油发电机燃料成本对独立运行微电网分布式电源配置的影响。     

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。     

独立运行微电网电源优化配置模型的对比分析

降低系统经济成本,提高供电可靠性,改善系统环保性能是微电网电源优化配置追求的目标。论述了独立运行风/光/柴/蓄微电网的基本结构和电源发电模型。以系统等年值费用最低为经济性优化目标,对可靠性和环保性采用约束条件或纳入经济性优化目标的方式分别建立了4种类型的综合经济性、可靠性和环保性的多目标优化模型。以年风速、气温、光辐射强度等资源情况,以及负荷水平作为输入,采用粒子群自适应算法对优化模型求解得到风/光/柴/蓄微电网电源的优化配置方案。对比分析算例系统在4种优化模型下配置方案的区别及其原因。通过灵敏度分析得到环保性和可靠性合理的考虑方式,为今后的相关研究和工程设计提供参考。     

基于粒子群算法的孤岛微电网优化调度研究

为了能够降低微电网发电过程中的发电成本,减少环境污染,文章对各微电源的负荷进行了优化分配,分析了微电网中各微电源的出力特性,以经济成本、环境成本为综合目标函数,研究了孤岛下微电网优化调度方法,并采用MATLAB平台对上述模型进行仿真。仿真结果表明,采用提出的负荷优化调度模型可以有效的降低发电的综合成本,是切实可行的。     

分布式发电作为备用电源的优化配置

通过计算不同分布式电源配置方案的年发电费用、用户停电损失、环保成本,建立了综合经济性、可靠性、环保性评估的分布式电源优化配置模型。基于电力不足概率对分布式电源配置方案进行可靠性评估,给出不同可靠性目标下的最优配置方案,并对用户不同停电成本对配置方案的影响进行了敏感性分析。同时,将分布式电源对环境的影响也纳入了优化评估中,考虑了SO2 和NOx 等各种污染气体的排放特性,以及不同地区环保成本差异对优化配置结果的影响。算例分析表明,该模型能够全面评估各种分布式电源的性能,并针对不同用户的可靠性和环保要求提出了最优配置方案。     

基于光伏能量预测的微电网储能优化配置方法

建立了基于光伏能量预测的微电网智能能量管理系统,提出一种经济性优化方法进行微电网储能配置。由于光伏发电系统的输出功率随气象条件变化具有随机性,因此采用发电预测模型的输出作为光伏电池的功率限制条件。由于储能优化涉及多个时间段且受能源价格和电力价格的影响,因此需建立储能模型以确定最优的操作策略,采用矩阵实数编码遗传算法进行求解。通过一个小型直流微电网算例验证了所提模型和算法的有效性,相关结果可用于评估微电网的储能配置和经济效益。     

基于风光互补的独立微网系统容量优化

相比单一的光伏或风能独立供电系统,风光互补发电系统利用风能和太阳能的互补特性,其输出功率波动小,能很好地适应环境的变化。针对独立风光柴储微电网电源容量优化配置问题,建立了设备初始投资成本、运行和维护成本、燃料成本和污染物治理费用经济性模型,同时在优化过程中引入了停电惩罚费用与能量浪费惩罚费用模型,以总投资最少为目标函数,以供电可靠性、风光互补、蓄电池充放电次数等为约束条件,采用遗传算法探讨系统中各个电源在给定调度策略下最优容量配置。该方法充分利用风光互补特性,只需较小的蓄电池和柴油发电机容量即可保证高供电可靠性,并减少了蓄电池的充放电次数和放电深度。算例验证了模型和算法的合理性。     

考虑储能调度的可再生能源独立微电网电源规划

可再生能源发电的随机性以及储能调度的时序性,是对微电网电源规划的最大挑战,文章研究独立微电网中风/光/储能和可控电源的组合优化规划方法。以风电和光伏的历史数据挖掘为基础,建立马尔科夫链-蒙特卡洛模型,模拟风电和光伏出力时间序列;文中提出一种能够有效模拟源/储/荷日级调节行为,计算简单的运行调度策略,从而大幅降低了微电网长期运行模拟的计算量,构建了综合考虑可靠性和经济性的独立微电网电源优化配置模型,采用启发式搜索与自适应惯性权重粒子群算法相结合的电源优化配置求解算法进行求解,并以巴基斯坦某社区型独立微电网作为算例验证了所提模型和算法的有效性。     

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。     

基于改进蝙蝠算法的微电网优化研究

为了协调微电网中各微电源的优化调度,文中研究了涵盖光伏、风电、储能、燃气轮机和燃料电池的分布式电源,在微电网并网与孤岛运行条件下,建立了以发电费用和污染物处罚费用最低的目标函数,并采用了具有Lévy飞行特征的蝙蝠算法求得一个调度周期内各个分布式电源的最优出力及总运行成本,最后将仿真结果与基本蝙蝠算法的结果相比较,从而验证了该文所研究的优化模型及改进后算法的可行性。     

可靠性与经济性相协调的微电网能量优化

提出一种可靠性与经济性相协调的微电网能量优化方法,权衡停电损失和投资运行费用,得到微电网等年值费用最小时各类微电源的最佳运行容量和供电策略。考虑微电源出力特性、负荷随机需求、微电网与主网交换功率以及可靠性模型,基于序贯蒙特卡洛模拟法统计微电网停电损失;计及微电源运行工况和微电网运行年限,基于全生命周期计算微电网投资运行费用。算例针对自治模式下的微电网系统进行优化,分析结果表明,所述方法可为微电源优化配置提供建议,实现微电源动态经济运行,降低系统总费用。     

提高关键负荷供电可靠性的交直流微网分布式能量优化管理策略

交直流混合微电网具有较高的灵活性和可控性,能够为多种类型的分布式电源提供并网接口。然而,交直流微网中可再生能源占比较高,容易出现出力波动或出力不足等现象,难以保障关键负荷可靠供电;此外,交直流微网中分布式电源可能从属于不同运营主体,相互之间缺乏有效的信息交换,集中式管控较为困难。为此,提出提高关键负荷供电可靠性的交直流微网分布式能量优化管理策略,构建了微网分布式能量优化管理架构,建立以考虑微网负荷优先级的供电可靠性为优化目标、考虑各设备运行约束的能量优化管理模型,提出基于分布式模型预测控制的能量优化管理策略,并通过分布式次梯度算法求解。多个场景下的仿真分析表明,所提方法不仅可平抑可再生能源波动对负荷供电的影响、保障关键负荷的供电可靠性,还能有效保护微网设备隐私信息、满足交直流微网多运营主体环境下的负荷供电可靠性需求。     

考虑微网源荷不确定性的旋转备用容量优化

电力市场环境下,为应对微网源荷波动和可控机组随机故障,提升其供电可靠性,提出了一种考虑微网源荷不确定性的旋转备用容量优化方法。计及日前预测误差,采用序列理论对源荷随机概率性序列以及可控机组随机故障序列进行离散化处理,生成微网综合不确定性离散分布模型;在此基础上,以微网运行成本、备用成本和停电损失的总成本最小为目标函数,建立旋转备用容量优化模型,并结合蒙特卡罗与粒子群算法对该模型进行求解,获得各时段的旋转备用优化配置容量。以某地微网系统为例,仿真验证了所提方法的有效性和合理性。     

基于改进雷达图模型的热电联供型微网系统多目标优化配置

针对热电联供型微网系统的容量配置问题,提出了一种基于改进雷达图模型的多目标优化配置方法。首先,提出含有光伏光热(PV/T)单元、变流器、储电单元、热泵、电锅炉、储热单元及电、热负荷的微网结构,并选取了5个优化目标,用于全面表征热电联供型微网系统的供电可靠性、供热可靠性、经济性和可再生能源利用情况。其次,建立了多目标的改进雷达图模型,并基于扇形面积和周长构造了适应度函数。然后,为保证微网系统的电、热稳定供应,给出了约束条件,从而建立了以最大化适应度函数为目标的优化配置模型,并通过优化执行过程,求解得到综合性能最优的微网系统容量配置结果。最后,根据青海省偏远地区的案例分析,验证了提出的多目标优化配置方法的有效性。     

基于非合作博弈的风-光-氢微电网容量优化配置

多分布式电源参与的混合微网容量优化配置是微网设计的一个重要环节,文中针对构建的风电、光伏和制氢-储氢-发电一体化微网系统的容量配置问题进行了研究。系统设立了三个投资方并以各投资方的收益最大化为优化目标,建立了基于非合作博弈的风-光-氢微网容量优化配置模型,考虑了各博弈方投资成本、运维成本、购售电成本、弃风弃光惩罚费用和负荷中断惩罚费用等经济因素,利用粒子群算法对各博弈方的容量配置进行单独优化,确定了各博弈方收益最大化的Nash均衡点。最后采用新疆某地区典型月的风速和光照强度数据对微网容量配置进行算例分析。结果表明该模型能够在月综合成本相对较低的前提下保证供电的可靠性,实现了微网系统容量的合理配置。     

基于100%绿色能源供电目标的海岛微电网群容量优化配置

针对常规化石燃料机组在解决海岛供能时带来的环境污染问题,该文以100%的可再生能源发电满足海岛负荷需求为目标,探讨基于100%绿色能源供电的海岛微电网群优化配置问题。首先,构建由不同功能类型的微电网组成的海岛微电网群,并制定其100%可再生能源供电的运行规则和相应的协调控制策略;然后,根据蓄电池、抽水蓄能电站的运行特性提出以储能装置运行成本最小化为目标的运行成本动态优化策略,以使总成本最小化;最后,通过NSGA-Ⅱ算法求解不同场景下的容量优化配置模型,并分析可再生能源发电和负荷波动的不确定性对优化配置结果的影响。算例结果表明,所提的海岛微电网群优化配置模型能够在满足经济可靠性的要求下,实现100%绿色能源供电的目标,为发展"生态友好型"海岛微电网提供工程参考。     

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。     

基于两阶段线性模型的微电网实时优化调度方法

微电网实时优化调度作为保证微电网安全高效运行的关键技术,工程中要求可以快速可靠地取得最优解。针对这一问题,详细分析了微电网实时调度各状态空间下应采取的控制策略;提出了遵循储能SOC日前计划的“等效供电成本最小”和实际供电成本最小的两阶段线性模型;并建立了储能系统充放电引导系数模型,以控制储能系统的充放电量;最后,通过对微电网各实时状态进行优化调度仿真和有/无储能SOC日前计划情况下的实时调度仿真实验,验证了该方法能够尽量遵循储能日前SOC计划,给出满足各状态下实时调度策略的优化调度方案,并能有效降低微电网供电总成本。     

考虑电池寿命的混合储能微电网优化配置

针对偏远地区供电困难的问题,提出一种考虑电池寿命的混合储能微电网优化配置方法。首先,考虑到储能特性,构建了电池寿命模型和水轮机效率模型。基于用电习惯,建立了居民、商业、工业区域的需求响应模型。进而,以年投资成本和日运行成本最低为目标,建立微电网的双层优化配置模型,并通过线性化方法将原问题转化为混合整数线性规划问题。最后,使用基于需求度的Shapley值法对经济成本进行分摊,并分析电池寿命和负荷互补效应对系统经济性的影响。算例表明：所提方法能有效提高电池寿命,降低经济成本;基于需求度的Shapley值法相较于常规Shapley值法在分摊上更加合理;负荷的互补度与共建微电网节省的经济成本成正比。     

需求侧管理参与的孤岛型微电网多目标优化调度

分析了MG中分布式电源的功率特性和需求侧响应的基本理论与相关政策,并建立了DG的数学模型和基于负荷分类的DR模型;综合考虑微源的出力成本、需求侧管理成本和环境治理费用,建立了考虑需求侧管理的多目标微电网优化调度模型,引入不同的孤岛微电网运行评价指标评价DR对微电网经济性、环保性以及可靠性的影响,并选择不同的场景分析验证。采用改进粒子群算法优化外点法对规划问题进行求解,在将约束条件纳入目标函数的同时,尽可能避免求解规划时陷入局部极值的问题。算例分析表明,通过考虑需求侧管理,可以增加可再生能源的消纳,减轻负荷高峰时段的供电压力,缓解孤岛系统供电不足的问题,并有效提高微电网的整体效益。