微电网日内调度计划的混合整数规划模型

为进一步调和微电网日内调度计划模型求解速度与精度的矛盾,提出了一种适用于微电网日内调度计划的混合整数规划模型。构建了蓄电池充放电过程模型,能有效计及充放电循环次数和老化成本;在现有微电网经济调度模型的基础上,建立了考虑电压幅值的线性化潮流方程、基于解析几何的线性化支路容量、公共连接点功率交换和功率因数限制等约束模型。通过算例验证所提模型,结果表明:1所提模型求解精度高,快速稳定收敛于全局最优解,且不依赖于初值;2蓄电池充放电过程模型符合工程实际,克服了现有模型中蓄电池频繁充放电加剧老化的局限性。     

考虑储能充放电效益的孤岛微电网经济优化模型

针对孤岛模式下的微电网经济调度问题,提出了一种考虑储能充放电效益的优化调度模型。该模型充分考虑了储能单元在过去时段的电能购置成本与未来时段运行效益,以确定储能单元当前时段参与微电网经济优化的方式;在此基础上,微电网中的各单元代理点通过与相邻代理点交换期望的交易电量与电价实现自身运行效益的最大化。该模型采用交替方向乘子法对各代理点之间的最优交易电量与电价进行求解。最后,在3种不同的天气场景下,分析了孤岛微电网分布式经济优化调度的运行结果,验证了所提模型及求解方法的有效性。     

微电网中蓄电池的建模与控制仿真研究

建立合理的蓄电池动态模型对于研究其在微电网运行时的动态性能具有十分重要的意义。介绍了一种基于铅酸蓄电池的3阶动态模型,并在MATLAB/SIMULINK平台中建立了相应的仿真模型,分析了该模型在充放电过程中的动态特性。基于P/Q解耦控制原理实现了蓄电池并网,并将蓄电池应用于平抑分布式电源的功率波动。仿真结果验证了模型的合理性及控制策略的有效性。     

基于改进帝国竞争算法的微电网优化调度

研究了并网状态下的微电网经济运行,并将改进的帝国竞争算法运用到并网模式下的微电网经济调度中。建立包含光伏、风机、燃料电池及蓄电池的微电网并网运行模型,调度模型以微电网运行成本最小为目标,以各个机组的出力限制、功率平衡、储能情况等为约束条件,由于帝国竞争算法在计算时收敛速度慢,将模糊隶属函数与轮盘算法引入帝国竞争算法来求解所建立的数学模型,通过改进的帝国竞争算法求得了最佳的出力方式。     

不同场景下的光蓄微电网调度策略

将日前动态经济调度方法应用于由光伏发电系统和蓄电池组成的微电网,使其运行成本最小化。采用了计及充放电功率限制这一动态非线性约束的简化动力学蓄电池模型,应用改进的多种群实编码遗传算法进行求解,改进算法中种群个体可根据充放电功率进行修正,同时目标函数中增加了蓄电池荷电状态的惩罚项。利用微电网算例,在不同折旧成本和电价的场景下,对动态经济调度与其他控制策略进行了比较。结果验证了所提方法的有效性,同时帮助确定其适用范围。     

不同场景下的光蓄微电网调度策略

将日前动态经济调度方法应用于由光伏发电系统和蓄电池组成的微电网,使其运行成本最小化。采用了计及充放电功率限制这一动态非线性约束的简化动力学蓄电池模型,应用改进的多种群实编码遗传算法进行求解,改进算法中种群个体可根据充放电功率进行修正,同时目标函数中增加了蓄电池荷电状态的惩罚项。利用微电网算例,在不同折旧成本和电价的场景下,对动态经济调度与其他控制策略进行了比较。结果验证了所提方法的有效性,同时帮助确定其适用范围。     

风—光—水互补微电网的运行优化

在给出的风—光—水微电网结构的基础上,建立了含蓄电池在内的风光水互补发电优化运行模型。针对风电、光伏不可调度的特性,提出了一种通过起作用集算法对蓄电池进行充放电的控制策略,来达到削峰填谷效果,采用改进粒子群算法对微电网系统进行经济运行优化的方法。选取冬季典型日的风—光—水微电网进行了研究,在保证系统安全的基础上,以总的经济效益最高作为目标函数,分析结果表明了所提方案的正确性和有效性。     

计及蓄电池使用寿命的微电网经济调度模型

由于新能源发电和负荷有不确定性,为保证微电网的安全可靠运行,蓄电池作为储能装置发挥了重要作用。为充分利用蓄电池,提高微电网的经济性,建立考虑蓄电池使用寿命的微电网经济调度模型,并应用混合整数线性规划算法进行求解。以一个包含风、光、储、微型燃气轮机、柴油发电机和燃料电池的微电网为算例,对微电网并网运行方式进行经济调度优化,计算结果验证了所提模型的有效性。     

考虑蓄电池极化效应的储能容量配置方案研究

配置合理的储能系统对孤立微电网的稳定与经济运行具有重要的意义。在含风电、蓄电池与超级电容器混合储能的孤立微电网基础上,充分考虑实际系统中蓄电池极化效应的影响,以平抑低频风电功率波动为目的配置蓄电池容量,同时以平抑高频风电功率波动为目的配置超级电容器容量,并建立了平抑一定概率下功率波动的储能容量配置模型,从而保证储能系统有足够容量维持孤立微电网稳定运行。结合具体微电网实例对混合储能配置方法进行说明,分析给定数据下的风电功率波动,计算得到满足设定概率的功率波动的储能配置容量,并通过实时仿真进行验证,结果表明储能系统可平抑风电功率波动、维持负荷稳定运行,且蓄电池与超级电容器SOC均运行于合理范围。该方法对实际微电网中储能的容量配置具有一定的指导意义。     

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。     

基于双铅碳电池储能系统的微电网优化运行控制策略

针对风力、光伏发电与电动汽车充电波动性威胁微电网安全运行问题,基于对铅碳电池全生命周期内吞吐电量与充放电深度关系的研究,提出了基于双电池储能系统(DBESS)运行平衡度指标控制的充放电模式切换路径优化策略,以及基于铅碳电池最佳充放电深度的DBESS充放电控制策略。利用包含风光发电、双铅碳电池储能系统、锂离子电动汽车充电和常规负荷的实测运行数据,对上述控制策略与传统控制策略的计算结果进行了对比分析,结果表明所提出的控制策略不仅可以达到优化DBESS充放电路径的目的,最大限度拓展DBESS可用容量,还可打破DBESS始末荷电状态一致的限制,提高储能系统使用灵活性。最后以DBESS充放电饱和能力指标及充放电稳定性指标为评价标准,验证了所提出控制策略的合理性和有效性。     

电动汽车对微网优化运行的影响分析

概述了电动汽车的功率特性,以蒙特卡洛模拟法仿真电动汽车的充放电行为,建立了电动汽车无序充电和有序充放电的负荷模型。在分时电价机制下,以计及电动汽车接入的微网经济效益最大为目标,制定了优化调度策略。分析比较了电动汽车无序充电和有序充放电对微网优化运行的影响,表明电动汽车有序充放电接入模式不仅对主网起到＂移峰填谷＂的作用,还可以有效提高微网自身的经济效益。     

微电网中电动汽车充电模式与换电模式的运行优化

在已知风光出力,且电网实行分时电价的前提下,分别使用充电模式和换电模式调用充电汽车蓄电池储能。充电模式以微网内燃料费用最低和外网购电费用最低为优化目标,换电模式在上述优化目标基础上增加充电购电成本最低优化目标,使用混合整数规划CPLEX软件求解了该优化目标下的充电汽车储放能控制策略,并给出了优化运行结果。结果表明该优化方案有利于降低微网运营者的运行费用,而采用换电模式给充电汽车充电更能发挥充电汽车蓄电池逢电价高储能、逢电价低放能的作用,提高了微网的运行经济性。     

微电网中混合储能系统的小波包-模糊控制策略

为了充分发挥混合储能系统（hybrid energy storage system, HESS）在微电网中的应用优势,提高微电网运行的经济性和可靠性,提出了HESS的小波包-模糊控制策略。在平抑可再生能源输出功率波动的基础上,分别考虑并网时功率交换的实时电价和孤岛运行时的缺电量,建立起并网经济性评价指标和孤岛负荷缺电指标。对间歇性微电源进行小波包分解以获得HESS的初始充放电指令,由超级电容器承担网内瞬时功率波动的平抑任务,以网内不平衡功率对蓄电池充放电指令进行修正,再通过模糊控制获得蓄电池充放电的最终指令。最后,以风光燃储微电网为例验证了所提控制策略的有效性。     

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...     

考虑电池储能单元分组优化的微电网运行控制策略

针对大规模电池储能系统参与微电网调节面临储能单元充放电路径优化选择问题,基于对储能单元能量转换效率与运行功率关系的研究,提出了以双电池储能系统（DBESS）控制策略为基础,充、放电单元组可临时转换的控制方式,以克服DBESS结构功率调节能力不足的问题。制定了储能单元间功率分配机制以降低储能单元启用数量,减少了储能单元因功率分配不当而造成不必要的寿命衰减和能量损耗。基于含8个储能单元的风光储共交流母线型微电网系统,结合给定功率波动平抑需求,对所提控制策略、DBESS控制策略和传统控制策略进行仿真分析,从储能系统控制效果、循环寿命和能量转换效率的角度验证了所提策略的合理性和有效性。     

考虑联络线利用率与储能寿命特性的海岛微电网优化运行策略

并网型海岛微电网与主网通过联络线互联,如何合理利用储能系统和联络线是海岛微电网与主网优化互动的关键。本文提出一种综合考虑联络线资产利用率和储能寿命特性的海岛微电网优化运行策略,采用随机机会约束描述自然资源和负荷的不确定性,使用蓄电池吞吐量寿命模型描述充放电和荷电状态对蓄电池寿命的影响,在避免储能频繁充放电的情况下,提高联络线的输送电能,降低传输功率波动性,从而提高其资产利用率。为综合考虑储能寿命和联络线资产利用率指标,本文采用目标隶属度函数,利用最大化满意度指标法将多目标问题转化成单目标进行优化求解。最后基于南麂岛微电网进行算例分析,验证了所提方法的正确性与有效性。     

微网中分布式电源和多储能的协调控制策略

通过分布式电源和储能的协调控制,微网并网运行时可参与电网调度,且在并网和孤网状态下都能够多模式运行。正常运行模式下负荷优先分配给分布式电源,当分布式电源最大输出功率小于负荷、系统出现功率缺额时,才由储能补偿缺额部分,减小储能损耗,提高微网运行的经济性。通过多运行模式的配合,使储能荷电状态维持在合理范围内,储能处于可充放状态,提高微网并网运行调度的灵活性和孤网运行的稳定性。针对微网中含有多个储能的情况,提出多储能协同控制算法,在满足分布式电源和储能协调控制要求的前提下,能够根据储能荷电状态偏差的变化,动态地调节各储能充放电功率,使其快速平滑地达到荷电量平衡。     

直流微电网孤岛运行控制策略研究

针对湖北黄石地区楼宇建筑直流微电网孤岛运行场景,提出一种光伏和储能电池的协调控制策略。基于直流微电网系统的实时状态,根据直流母线电压数值对微电网的运行模式进行划分,并设置变流器动作阈值,微电网内的各变流器根据母线电压所处的区间范围,执行相应的控制策略,满足微电网的能量平衡及电压稳定性需求。考虑微电网内部储能电池状态的一致性要求,针对电池变流器提出一种基于电池荷电状态(State of Charge,SOC)的协调控制策略,在电池的充放电过程中,根据不同电池组之间的容量差异进行功率分配,避免相同的充放电效率导致过充或过放现象。最后通过Matlab/Simulink对所提控制策略进行仿真验证分析。     

含无线充电电动汽车的孤岛直流微电网运行模式研究

为改进电动汽车充电设施的供电方式,研究了无线充电电动汽车与光储直流微电网的融合,并重点研究充电功率发生变化时微电网的能量管理策略。分别建立光伏、储能、无线充电电动汽车能量传递的数学模型,推导各部分功率、端口电压电流等的关联性,基于此设计了相应的控制器。考虑充电功率需求以及储能电池状态信息,定义微电网运行的3种模式,并提出基于功率缺额判据的能量管理策略。最后搭建实验平台,验证系统的3种运行模式均可实现充电负荷的可靠供电。当充电功率发生变动时,所设计的能量管理策略可实现模式切换,维持母线电压稳定。