特约主编寄语

正2017年国家下发了《推进并网型微电网建设试行办法》,2018年将推动国家、省级并网型微电网试点示范工程的建设。园区微网作为多能互补、能源互联网等能源新业态的重要落地点,集成多种能源生产、传输、存储、消费多个环节,是与大电网、用户友好互动的一种技术手段。面向园区微网的综合能源系统作为能源互联网的关键部分,具有运行方式灵活、低碳高效、可再生能源消纳率高等特点,受到人们的高度重视。随着微电网技术的成熟,微     

多能源形式下商业区微网的方案设计与调度优化

微网作为智能电网的重要组成部分,其内部接入的能源种类逐渐丰富,使得系统运行状态多样,微网规划设计难度增大。为了分析微网容量配置的合理性,以降低运行成本为调度优化目标,提出了基于深度Q学习方法的多类型能源优化调度方法,进而对不同规划方案下的微网最优运行策略进行了求解,并对不同方案的经济效益进行了比较。最后,对合肥某商业地区的实际算例进行了分析建模,设计了电能替代、水源热泵三联供、综合能源系统3种能源方案,比较了各能源方案下微网建设的经济性,并给出了该地区微网建设规划的方案建议。     

微电网的节能减排效益评估及其运行优化

微电网是使分布式发电成为电网接纳利用可再生能源的有效载体,微电网的智能调度能进一步促进能源的梯级利用,优化能源结构,提升电网在发展低碳经济中的功能及作用,体现智能电网绿色环保的建设理念.为此,提出了2种微电网的能源管理方式,并以实际微网系统为例,分析了不同管理方式下的单位节能减排投资费用.采用粒子群算法对经济性相对较优的一种管理方式进行了优化,进一步降低了微网单位节能减排的投资费用.根据分析结果,给出了有效的微网能源管理方式,并确定了该管理方式下网内分布式电源的最优容量配比.     

微电网运行效果评价指标体系及评价方法

对微电网运行效果进行全面准确的评价,是促进微电网可持续、规模化健康发展的有效手段。运用鱼骨图法建立了基于源-网-荷3个维度的微电网运行效果评价指标体系,该评价指标体系充分考虑了微电网源-网-荷运行特性对微电网可靠性、协调性、经济性和优质性的影响。同时,提出使用环比评分秩和比评价方法对所提指标体系进行综合评价,该方法不仅兼顾了主客观因素,还可消除异常值对评价结果的干扰。最后,将该评价指标体系和评价方法运用于微电网示范工程评价,并对评价结果进行分析。     

多能源形式下商业区微网的方案设计与调度优化

微网作为智能电网的重要组成部分,其内部接入的能源种类逐渐丰富,使得系统运行状态多样,微网规划设计难度增大。为了分析微网容量配置的合理性,以降低运行成本为调度优化目标,提出了基于深度Q学习方法的多类型能源优化调度方法,进而对不同规划方案下的微网最优运行策略进行了求解,并对不同方案的经济效益进行了比较。最后,对合肥某商业地区的实际算例进行了分析建模,设计了电能替代、水源热泵三联供、综合能源系统3种能源方案,比较了各能源方案下微网建设的经济性,并给出了该地区微网建设规划的方案建议。     

高可再生能源渗透率海岛微电网运行控制

在对国内外微电网示范工程进行调研分析的基础上,对在山东省长岛县开展的35 kV海岛微电网示范工程建设目标、方案进行阐述。针对系统中高可再生能源渗透率以及分布式电源多点分散接入的特点,设计了微电网示范工程并网/孤岛运行控制策略,并对微电网中多类型混合储能系统的运行管理策略进行研究。基于所开发的海岛微电网运行控制策略,开展了微电网并网/孤岛运行试验研究,设计微电网分别运行于并网模式、孤岛模式、并网转孤岛模式以及孤岛转并网模式,并对各模式下的运行曲线进行深入分析。试验研究表明,所提出的35 kV微电网工程建设方法及其运行控制策略是切实可行的,可以实现海岛电网在并网、孤岛2种模态中的稳定运行及模式平滑切换,保障了海岛丰富可再生能源的最大消纳,为海岛居民提供绿色、稳定的电力供给。     

计及需求侧响应的多源微电网优化运行

微电网作为包含"源–网–荷–储"的自治单元,已成为接纳可再生能源的重要载体,对其优化运行进行研究具有现实意义。文章针对需求侧进行建模分析,协同优化供应侧和需求侧资源,结合分时电热价格,以微电网综合运行成本最小化为目标函数,建立计及需求侧响应的热电联供型微电网优化运行模型。采用CPLEX软件对模型进行求解,算例结果验证了需求侧响应对改善负荷特性的有效性以及电热能源互联微网的经济性。     

微电网规划评价指标体系研究

为了更客观地评价不同结构微电网的优劣,构建了新形势下的微电网规划评价指标体系。评价指标体系分为微电网规划战略收益评价指标与微电网规划基础结构评价指标两部分,其中,战略收益部分考虑了电网企业、独立投资商、微网内用户三种微网投资主体的利益需求指标;基础结构部分考虑了微网内微电源与储能装置的性能指标,两部分指标重点突出,互补性强。采用层次分析法与模糊综合评价法对三种方案进行综合评价,对结果进行了科学合理的分析,验证了所提指标体系的有效性。     

需求侧响应下的微网源-网-荷互动优化运行

微电网是利用可再生能源的主要方式之一,是典型的"源-网-荷"一体化系统,与智能电网、需求侧管理、分布式电源等技术联系紧密,目前已经成为能源研究的重要领域。本文通过考虑微网内源侧的不同类型分布式能源运行特点、负荷侧的不同类型需求侧响应方式以及网侧的电压约束等,建立了微网源-网-荷互动优化运行数学模型,通过滚动优化算法进行仿真分析。算例分析表明,利用本文提出需求侧响应下的管理系统模型,不仅提高了电网用电的经济性和环境友好性,而且降低了微网的负荷峰值和负荷冲击,提高了用电效率。     

基于深度确定性策略梯度的电-气综合能源微网优化调度研究

多能互补协同运行是综合能源系统实现运行经济效益最优的重要技术之一。针对引入间歇性可再生能源的电-气综合能源微网运行优化问题,提出了基于深度确定性策略梯度的综合能源微网运行优化方法。该方法首先通过能源枢纽的理论对电-气综合能源微网进行数学建模,并对各种能源设备进行必要约束;然后,将综合能源微网优化调度问题转换为马尔可夫决策过程,合理定义系统的状态、动作和奖励,以最优经济效益为目标函数,通过训练智能体与环境进行互动,用连续的动作对多种能源进行协同控制,从而形成最优调度策略。实际算例的计算结果对比表明,该方法能更加合理有效地解决电-气综合能源微网运行优化问题,计算耗时短,更具有实际应用价值,能满足综合能源微网节能降本的需求。     

基于光伏微网的储能变流器设计与实现

储能装置作为微网的重要组成部分之一,对微网的安全稳定运行起到了重要的作用。基于太阳能光伏发电系统,设计了具有并离网切换功能的储能变流器样机。该样机采用Power PC与FPGA协同配合作为核心元件,使用PQ控制及V/f控制策略,具备并离网切换功能,能够向电网提供有功、无功支撑,稳定电网电压和频率,同时可以配合多种储能设备。使用主被动相结合的孤岛检测方法,快速准确地切换并网离网模式。样机在多种工况下,进行了并离网实验,很好地满足了设计要求,达到工业应用的标准,具有良好的推广价值。     

高比例新能源微电网参与电网调峰能力评估

风能、太阳能等新能源的开发和利用越来越受到人们的重视,但其随机性和波动性将会对电网的稳定运行带来不利影响。高比例新能源微电网因其自身具备一定的调控能力,可用来参与电网调峰。围绕高比例新能源接入条件下电网调峰需求,提出了高比例新能源微电网参与电网调峰的3种模式,建立了高比例新能源微电网调峰能力评估指标体系,并对高比例新能源微电网调峰能力的具体指标的敏感度进行了分析评估,为我国新能源微电网参与调峰提供了一种有效的技术评估手段和方法。     

直流微网中超级电容器储能系统控制方法研究

直流微网有利于光伏等可再生能源的接入,便于为直流负荷提供电能,节约成本。但直流微网易受到新能源出力和负载波动影响,存在运行不稳定、电能质量差等缺点。本文提出一种用于双向DC/DC电路中的滑模变结构控制方法,该方法可应用于孤岛运行和并网运行2种方式控制。在Matlab/Simulink平台上分别搭建了孤岛光伏供电系统和并网光伏系统的直流微网仿真系统,仿真结果表明该方法可以提高供电电能质量,提高直流微网电压质量,此结果验证了控制方法的鲁棒性和有效性。     

基于DFIG控制方法的微电网的并网及孤岛运行方式分析

双馈异步发电机(Double Fed Induction Generators, DFIG)控制方法对微电网运行方式有着重要影响。重点研究主从控制方式下含DFIG微电网的运行特性。深入分析转子转速和励磁电压控制、浆距角控制、储能系统控制和用电负荷控制等DFIG控制功能模块,分别建立并网运行时的储能控制器和DFIG控制器的PQ模型,以及孤岛运行时主控制器的VF模型。基于Matlab平台仿真微电网在两种模式下的运行特点。仿真结果表明,由于大电网支撑,并网运行时微电网的电压具有更好的稳定性。孤岛运行时,同一性质的负荷对基于DFIG控制方法的微电网运行质量影响不大,而主要由微电网控制方法决定。     

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。     

多模式下风电直流微网功率协调控制策略研究

直流微电网系统的功率平衡是电网安全稳定运行的重要保证。综合考虑微网的运行方式和换流站功率裕量,将含有全功率笼型异步风电机组、储能蓄电池、交直流负载的直流微电网系统分为5种运行模式,即并网运行模式、限流运行模式、短时故障运行模式、孤岛减载运行模式和孤岛降功率运行模式。针对以上5种运行模式,提出一种基于多变量的功率协调控制策略。该策略根据并网变流器电流、蓄电池荷电状态以及直流电压的变化量自动协调各端换流站的工作方式,保证各工况下微网内部的功率平衡和直流母线电压的稳定。最后,在MATLAB/Simulink仿真平台中进行了仿真实验,验证所提出功率协调控制方法的有效性和可行性。     

基于ELM与DBSCAN的微电网不良数据检测方法

不良数据检测可以为微电网运行决策提供可靠的数据依据。由于微电网运行模式切换频繁且系统解析模型难以建立,传统基于状态估计的不良数据检测方法尚未得以应用。文章利用极限学习机(ELM)对微电网历史数据进行学习以提取数据特征;进而利用DBSCAN聚类算法分析特征量以识别不良数据,提出了一种基于ELM和DBSCAN的微电网不良数据检测方法。利用一台四端环形直流微电网样机的历史运行数据构建仿真算例,验证了所提方法的有效性;并与多种常用的数据挖掘算法进行对比,结果表明ELM+DBSCAN在算法性能与检测效果上均具有优越性。     

基于微电网的电网需求响应研究

针对大量间歇性分布式电源接入微电网带来的冲击,提出了需求响应定义新延伸,将频率控制纳入需求响应的范畴。同时提出了将需求响应分为用户需求响应和电网需求响应的模式,分析了电网需求响应对平抑间歇性电源的冲击,提高微电网稳定性的显著作用。分析了将电动汽车充电站作为需求响应的主要可控负荷比作为分布式电源看待更具现实可行性。提出了将电动汽车充电站作为电网需求响应对象的更加经济的运行控制策略,并在Matlab/Simulink仿真平台上搭建了该微电网模型。通过算例仿真对比,验证了在微网孤岛运行时该控制策略出色的调频性能以及面对大波动下微网表现出的良好稳定性。     

微电网多目标优化运行综述

微电网中的分布式电源随机性很大,易导致微电网调度计划出现偏差或运行经济性变差。因此,微电网运行亟待优化。首先对微电网的主要结构、运行模式以及运行特点进行分析,对于含有多个目标的微电网优化运行数学模型,分别从经济效益、环境效益、安全可靠效益与用户满意度4个方面分析微电网运行优化的目标,并对微电网的约束条件以及约束条件的处理进行梳理,进而对微电网多目标运行优化求解的常用智能算法进行归纳总结,为微电网运行优化提供科学可行的理论指导,具有一定现实意义。     

微电网并/离网故障特性和继电保护的配置研究

随着分布式电源越来越多地接入电网,含储能系统的微电网与配电网继电保护配置的问题也更加突出,目前国内、外均还在探讨之中。结合一个微电网实际工程的应用,详细分析了并网和离网模式下配电网和微电网内部的故障特性。利用实时数字仿真系统(RTDS)搭建半实物仿真平台进行仿真分析,应用仿真结果,详细阐述了继电保护配置方法,对微电网的推广应用具有指导意义。