基于改进遗传算法的蓄电池容量配置及充放电策略研究

蓄电池作为储能装置,是确保微网稳定经济运行的重要组成部分,为了研究它对微网经济效益的影响,建立了基于微网经济性最优的蓄电池容量配置模型。针对某企业内热电联产型微网系统,构建了孤网和并网下以综合运行成本最低为目标函数的微网经济优化调度模型,在孤网下提出了一种定量分析方法配置蓄电池所需最小容量,通过模型求解确定实现微网总成本最低所需配置的蓄电池容量。在实时电价背景下,采用改进遗传算法优化各时刻蓄电池出力及向外网的购售电量,制定了蓄电池最优充放电策略,仿真结果验证了所提模型、策略的有效性和算法的适用性。     

独立运行模式下的微网实时能量优化调度

针对独立运行模式下的微网能量管理问题,提出微网实时能量优化调度方法。该方法将作为压频控制单元的储能装置的能量状态划分为4个区间,并缩减作为压频控制单元的可控型微电源的基点运行功率范围,以确保压频控制单元有足够功率调节裕量吸纳微网内的非计划瞬时波动功率。根据实时监测到的储能装置能量状态所处的不同区间及系统净负荷功率大小,采用不同的调度策略,并引入负荷竞价策略,增加了切负荷和卸荷作为功率调节手段。提出运行调度策略,建立负荷优化分配模型与负荷可中断优化模型。该方法不仅能实现独立运行的微网可靠、经济运行,还可减小微网对储能装置的容量配置需求。通过算例验证所提出方法的有效性。     

计及电池寿命损耗的多能源微网储能优化配置

储能容量的优化配置是提升多能源微网系统经济性和安全性的重要手段.针对容量配置问题,提出了一种以储能投资置换成本和运行成本等年值最低为目标函数、计及电池寿命损耗的多能源微网储能容量双层优化配置模型,其上层模型对储能容量进行优化,下层模型对系统运行策略进行优化.可在规划阶段详细考虑含储能多能源微网的经济优化运行,并构建了电池寿命损耗模型,对运行中的电池寿命损耗进行了量化评估.算例结果验证了所提储能配置方法对电池使用寿命和多能源微网经济性的提升效果.     

含电转气的热电联产微网电/热综合储能优化配置

电转气技术提升了多能源系统运行的灵活性,在此背景下,针对综合能源系统中电/热综合储能配置优化问题研究不足的现状,构建了包含电转气装置的热电联产微网电/热综合储能优化配置模型,提出包含电/热储能系统额定容量和功率的配置方法。首先考虑用户侧电能替代,建立随机“以电代热”负荷模型,并以此修正负荷曲线。其次针对成本、供能可靠性和新能源接纳率的多目标,并计及电储能寿命的折损,构建双层优化模型,外层为配置优化,内层为运行优化。基于内层模型的Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件将内层模型转化为外层模型的附加约束,将双层模型转化为单层模型,调用Gurobi求解器对模型进行求解。最后,算例验证了所提模型的正确性,并对比分析了电转气技术对储能系统优化配置的影响。     

基于双层优化模型的多能互补微网储能优化配置

在多能互补微网系统中,为优化储能装置在不同运行状态下的容量配置,建立了同时考虑离网及并网运行状态的储能配置双层优化模型,采用考虑极值变异的混合型粒子群算法求解,获得了储能装置并、离网状态的协调优化配置方案。算例验证结果表明,求解得到的储能优化配置结果比传统单层优化模型更优,具有较快的收敛速度和较好的计算精度。研究结果为微网储能优化配置策略提供了参考。     

计及负荷可控性的微网储能容量优化配置

合理配置储能容量,是保证以可再生能源为主体电源的独立微网经济可靠运行的关键。基于微网地下水开采负荷的可控性,提出可再生能源/储能/负荷协调的微网系统功率分配策略。在此基础上,考虑蓄电池储能的运行特性对其寿命影响,提出微网电池储能的容量优化模型。以中国西北地区风光互补独立微网为例,对电池储能容量优化进行研究,仿真结果验证了所建模型的合理性。     

基于遗传算法的热电联产型微网经济运行优化

为了准确分析无功对经济调度的影响,在考虑微源同时提供有功和无功功率的基础上,建立了计及制热收益的热电联产型微网系统经济运行优化模型。以一个包含风、光、储、微型燃气轮机、燃料电池以及热电负荷的具体微网为例,提出了并网和孤网运行方式下的调度策略。在保证敏感负荷供电可靠性的基础上,运用改进遗传算法优化了各微源的有功和无功出力,并对比分析了两种运行方式下一天内蓄电池的充放电次数、系统综合运行成本以及节点电压波动。通过算例验证了所提模型、策略和算法的有效性。     

分时电价机制下计及用户需求响应的微网优化调度模型

为充分利用分时电价特点解决微网优化调度问题,提出基于用户需求响应的微网系统模型,在此基础上,综合考虑微网系统各部分运行特点及成本,构建分时电价机制下微网系统优化调度模型。采用遗传算法优化分布式电源出力、储能系统充放电策略以及微网与主网的能量交互,促进主网的削峰填谷,实现电力资源高效配置。最后以某微网系统典型负荷日运行调度为例,验证了所提模型的有效性。     

不同运行调度模式下微网经济运行对比分析

为了对比分析不同运行调度模式对微网经济运行的影响,在考虑微源同时提供有功和无功功率的基础上,提出了计及制热收益的热电联产型微网系统经济运行优化模型.以一个包含风、光、储、微型燃气轮机、燃料电池以及热电负荷的具体微网为例,提出了不同运行调度模式下的经济调度策略,运用改进遗传算法优化了考虑实时电价的并网运行方式下各微源的有功和无功出力,并对比分析了微网与外网交互功率的约束以及不同运行调度模式对经济调度的影响.仿真结果表明微网可与外网自由双向交换功率的模式更具有经济优势,验证了所提模型、策略和算法的有效性.     

独立模式下微网多能存储系统优化配置

针对能源互联网的重要组成部分——综合能源微网,构建了独立模式下的综合能源微网多能存储系统优化配置模型,提出了包含储电和储热系统的额定功率、容量的配置方法。其中,储电系统模型计及供暖期与非供暖期蓄电池寿命的估算。模型以经济性作为指标,考虑热电联产机组的热电耦合相关约束,包括热—电平衡、机组爬坡、储能系统以及自给自足概率等,采用基于机组出力和储能系统功率分配策略的细菌群体趋药性算法模型进行求解。并探讨了加装储能系统的热电联产机组的运行特性。结果表明,提出的多能存储系统配置方法在供暖期和非供暖期均具有显著经济和环境效益,并促进了风电消纳。