考虑多种因素评估的微电网优化调度

基于微网调度中不同利益主体追求的目标不同,从经济、技术、环境评估三方面分别进行考虑,提出相应的最优调度策略。建立关于发电和交易成本最低的经济指标模型、网损最小的技术指标模型及污染气体治理费用最低的环境指标模型,并针对各目标之间存在的冲突,提出一种最优组合策略。结合遗传算法与层次分析法,对多目标调度策略进行优化:通过自适应遗传算法得到多目标优化调度的Pareto最优解集;通过层次分析法对解集进行评估,为决策者选择最优的调度方案。最后以一欧洲典型微网为算例,通过仿真验证了该模型的有效性和可行性。     

基于柔性直流互联的多微网集成聚合运行优化及分析

为解决多微网集成聚合控制与运行管理问题,提出一种多微网柔性直流互联方案及多目标优化调度方法。首先介绍了多微网柔性直流互联结构和电压源型变流器(VSC)模型。然后,以微网中电压波动最小和系统网损最小为优化目标,综合考虑交流系统、直流系统和VSC的运行约束,提出了基于柔性直流互联多微网的多目标优化模型。最后,采用改进非劣排序多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)和交直流混合潮流算法对多目标优化模型进行求解,得到帕累托(Pareto)最优解集,针对Pareto最优解集中解的数量大的问题,提出采用模糊聚类法对Pareto最优解集进行筛选,得到最终优化调度方案。对算例进行了仿真分析,结果表明所提模型和算法能够有效抑制微网电压的波动,进而提高可再生能源的渗透率,同时保证系统的经济运行。     

计及灵活性的孤岛型微电网多目标日前优化调度方法

在孤岛型微电网中,风光等可再生能源具有间歇性和波动性,制定合理的日前调度计划可提高系统应对不确定性的能力。为此,基于日前调度计划,考虑经济性、灵活性和需求响应,提出灵活性不足率指标,通过平移负荷保证各时段具有较充足的灵活性裕度。以灵活性不足率最低和运行费用最优为目标,建立孤岛型微电网日前优化调度模型。应用多目标粒子群优化算法求解,得到日前调度计划的Pareto最优解集。以某孤岛型微电网为例的仿真结果表明,采用所提方法制定日前调度计划,可提高系统应对不确定性的能力,减小经济损失。     

分布式电力系统中微网功率负荷最优分配

分布式电力系统中微电网功率最优化问题,是指在满足各个微网运行约束条件下优化各微网的出力,使整个微电网电压损耗最小、功率损耗最小和经济运行成本最优为目标函数。针对微电网孤岛运行时的优化调度问题,在微网模型的基础上建立了多目标优化模型,利用遗传算法,在三个目标之间采用线性加权法进行处理,将多目标优化转化为单目标进行求解,并通过算例仿真验证该方法的有效性。     

基于NSGA-Ⅱ算法的并网型微网多目标调度

将分布式电源及储能单元组建成微网接入大电网并网运行,可以充分发挥分布式发电供能系统效能。由于并网型微网与外部大电网存在能量交换,会改变线路潮流,进而影响电能质量和供电可靠性。微网中各发电单元的优化调度是微网设计者所面对的一个重要课题。针对微电网并网时的优化调度,建立了考虑发电成本、污染物治理成本的微电网系统的环保优化模型。应用改进型非劣排序遗传算法(NSGA-II),进行多目标优化求解,得到Pareto最优解集。对浙江某并网型微电网进行24h优化调度进行计算分析,在和传统的单目标GA算法进行对比后,验证了其可行性和有效性。     

基于区间数的改进NSGA-Ⅱ算法在微电网优化调度中的应用

针对分布式电源出力和负荷波动随机性等不确定因素对微电网运行稳定性和经济性的影响,提出在微电网的优化调度中结合有功和无功优化,以满足安全性和可靠性要求。引入区间数来表述含不确定因素的优化调度目标函数及约束条件,并建立以微电网发电费用、电压偏差量和网损为优化目标的动态多目标优化调度模型。同时提出一种基于区间数的多属性决策NSGA-Ⅱ算法来求解上述模型中的线性多目标函数,从而得到整个调度周期内的多目标优化调度Pareto最优解。最后利用17节点微电网仿真系统进行了仿真计算,计算结果表明本文方法可以协调优化调度问题中的经济性、安全性和可靠性,同时相比单一的有功或无功优化调度可以得到更优的微电网运行费用。     

并网模式下交直流混合微电网的优化调度研究

交直流混合微电网通过双向AC/DC功率变换器将交流微电网和直流微电网互联,其优化调度不同于传统微电网。研究以微网系统综合经济成本最优为目标,以系统可靠性为约束条件,建立了微网内各可控单元的优化调度模型。采用改进的萤火虫算法进行优化求解,得到并网模式下交直流混合微电网的优化调度结果及综合运行成本,并与传统交流微电网和直流微电网进行了对比分析。结果表明,交直流混合微电网能够有效降低系统综合运行成本,提高清洁能源利用率。     

基于蒙特卡罗算法的孤岛供电系统随机调度研究

徽电网具有灵活的运行方式和可调度性,既可与主网并列运行,也可以在主网发生故障时以孤岛形式独立运行.研究孤岛形式下微电网调度问题是经济性和环境友好的要求.传统微网调度模型中将光伏发电和风力发电的出力处理为已知量,没有反映二者的随机特性.建立了分布式电源的随机调度模型,考虑了光照强度Beta分布和风速Weibull分布,求解基于蒙特卡罗算法的光伏发电单元和风力发电单元随机出力.在建立分布式电源模型的基础上,提出了微电源运行和折旧成本最低、环境和综合效益最高等优化目标函数,探讨了针对离网孤岛系统的随机调度策略.以1个小型微电网为例,验证了所建模型的合理性.     

考虑微电网供电潜力的配电网孤岛划分

针对含微电网的配电网发生故障后恢复供电的孤岛划分问题,提出考虑微电网供电潜力的配电网多目标孤岛划分优化模型。首先提出了考虑微电网内间歇性电源与负荷随机性的基于风险电量的微电网供电潜力评估方法,在此基础上建立了以恢复供电的负荷加权和尽可能大、孤岛数尽可能少、孤岛平均供电综合置信度水平尽可能高为目标函数的配电网孤岛划分优化模型;通过比较单目标方向寻优所得非劣解构成的Pareto解集与理想目标的满意度距离,建立了求解多目标优化问题的优化方法。算例表明所提多目标孤岛划分模型与方法能够得到较为满意的供电恢复方案。     

基于灰靶决策和多目标布谷鸟算法的微电网分布式电源鲁棒优化

风机、光伏等可再生能源出力和负荷需求的不确定性给微电网稳定运行带来挑战。首先,针对这一特性,构建约束条件的不确定集,综合考虑运行成本和环境成本,建立微电网多目标鲁棒调度模型,并引入鲁棒不确定预算调节不确定集合的保守度。其次,采用基于Pareto支配策略的改进的非线性多目标布谷鸟算法求出Pareto最优解集,并利用多目标灰靶决策从Pareto最优解集中选择出满意方案。最后,针对一个小型微电网系统建立优化模型并求解,对比分析仿真结果,验证了所提方法的可靠性和有效性。     

分时阶梯电价-微电网联合优化调度的不确定二层规划方法

微电网为分布式电源并网提供了有效的技术途径,微电网的优化运行是微电网领域的重要研究课题。电价是影响微电网系统经济收益的重要因素,为进一步提高微电网的经济效益,计及系统不确定性,采用不确定二层规划模型提出分时阶梯电价-微电网联合优化调度方法。首先建立分时阶梯电价下的负荷响应模型。其次以分时阶梯电价为上层决策者,以微电网综合效益最大为上层目标,以微电网优化运行方案为下层决策者,以综合运行成本最小为下层目标,分别计及必要约束条件,建立Maximin形式的不确定二层规划模型。采用混沌粒子群结合不确定函数模拟组成的综合智能算法对所提出的模型进行求解。最后通过一个算例表明,该模型适用于分时阶梯电价机制下微电网优化运行,其各项运行指标要优于原有分时电价机制下的。     

计及天气对电动汽车接入家庭型微电网供需侧影响的经济调度模型

天气因素对电动汽车接入家庭(vehicle-to-home, V2H)微电网经济调度有显著的影响,仅从供给或需求侧量化其影响无法反映源荷间的实际联动关系。从分析典型V2H微电网结构入手,在供给侧和需求侧,分别搭建了受天气影响的光伏与储能装置出力模型和电动汽车负荷与家庭负荷模型;由此,建立了以局域用户电能支出成本为目标的V2H微电网经济调度模型,并采用粒子群算法对4种典型天气情形下的经济调度策略进行求解。仿真实验表明,为克服天气对V2H微电网经济效益的显著影响,选择合理的储能单元是必要手段,其单元容量、充放电次数等性能参数对优化调度结果有直接影响;同时考虑供给侧和需求侧的微电网经济调度模型较传统单一侧调度更能反映实际系统联动情况,验证了所提模型的合理性与有效性。     

基于分时电价和需求响应的家庭微电网系统协同控制策略及其实现

家庭微电网是智能配电网的重要组成部分和主要建设内容,随着智能电网的不断发展,家庭居民用电将参与电网的优化调度运行。为了适应社会的这种需要,首先以家庭可调度负荷、电动汽车和家用蓄电池工作状态作为约束条件,以用户用电成本最低和净负荷曲线平坦度为优化目标,建立了家庭微电网系统优化调度模型。其次,结合空调和热水器的工作负荷特性,提出了一种基于分时电价和需求响应的家庭微电网系统协同控制策略。对以北京市某居民小区的典型家庭微电网系统为实例的分析结果表明,采用基于所提出的优化调度模型的家庭微电网系统,可以实现对分布式光伏发电、家用蓄电池、电动汽车、家庭负荷设备的优化调度和控制。     

电力市场环境下的微电网双层经济运营优化模型

随着清洁能源的快速发展,微电网凭借其对分布式电源灵活高效的集成能力,已成为智能电网的重要发展方向。电力市场环境下,微电网如何协调优化好内外部资源,取得最大经济利益对其生存和发展至关重要。为有效促进电力市场环境下微电网的经济优化运营,提出了电力市场环境下的微电网双层经济调度优化模型。模型中上层考虑微电网参与售电侧市场和电力辅助服务市场竞争,制定微电网市场交易计划,优化微电网运营收益;下层考虑微电网内部分布式电源优化调度,协调内部各种资源最优分配,使运行总成本最低。通过算例分析验证建立双层优化,微电网可在电力市场竞争环境下获得更好的经济效益。     

基于机会约束的微电网混合整数规划优化调度

为解决微电网短期及超短期优化调度问题,考虑微电网运行过程中不确定因素的影响。以最小化微电网运行成本为目标,综合考虑功率平衡、机会约束等约束条件,提出了一种基于机会约束的微电网混合整数规划优化调度模型。针对模型中机会约束确定性转化问题,采用基于采样的机会约束条件确定性转化方法,将机会约束变为混合整数线性约束。同时,为了提高计算速度,将目标函数中的非线性函数进行分段线性化。算例结果表明,基于机会约束的微电网混合整数规划优化调度模型具有较好的可行性和有效性。     

基于运行最优模拟的综合能源系统经济评价方法

基于综合能源项目全生命周期分析法,通过系统运行优化调度模拟,提出了一种聚合燃气轮机、锅炉、风机、光伏、电热储能、电负荷、热负荷等的综合能源协调优化调度模型和全生命周期的经济分析模型的经济评价方法,解决了综合能源规划设计中粗放式经济分析估算的问题;并以重庆某一园区CHP型综合能源系统为例,通过对供能调度模拟及经济指标的分析,验证了该经济评价方法的有效性。结果表明,所提出的基于运行最优模拟的综合能源系统经济评价方法能够极大地提高综合能源规划设计经济分析的精确性和灵活性,能够更好地评价系统方案的合理性和可操作性。     

考虑小水电季节特性的微网经济运行

针对小水电集中地区微源运行和小水电、风电的互补特性,考虑小水电发电的季节差异,基于分时电价,以计及微网运行、网际交易、折旧等要素的总成本最低为优化目标,并运用AHP层次分析法建立微网的调度和经济运行模型。通过所建模型优化微源出力,灵活调度蓄水库运行,合理配置主网与微网之间的电能交易。选取典型微网为案例,并根据不同季节的典型负荷曲线进行仿真,结果表明季节特性对于小水电集中地区微网有较大的影响,针对丰水期和枯水期分别制定不同的调度策略是相当必要的;同时也证明了风水互补运行对于提高微网经济性和可靠性都具有重要意义。     

考虑不确定性和含换电站的直流微电网优化研究

为了提高直流微电网的经济效益和缓解电动汽车行驶里程有限、充电时间长所带来的问题,提出了一种含分布式能源和电池交换站的直流微电网孤岛运行优化模型。建立了以直流微电网日运行成本、污染治理成本和电池交换站日运行成本及其约束为目标的经济调度模型,同时考虑了可再生能源如风力发电、光伏发电等存在输出功率不稳定的严重问题,利用鲁棒优化对其不确定性进行建模,利用CPLEX软件求解该混合整数规划问题。最后通过算例验证了所提出的优化模型可以降低含电池交换站的孤岛直流微电网的运行成本,提高风力和光伏的利用率。     

基于改进粒子群算法的微电网多时段经济调度

分布式微电源与储能装置的广泛接入使微电网联网系统的能量交换形式更为复杂。研究微电网系统中各个时段的分布式电源和储能装置的协调优化调度,将大大降低微电网运行成本,提高系统电网经济调度能力。论文考虑负荷需求、微电源维护成本、购电、售电价格和网络损耗等微电网运行约束条件,建立了微电网经济调度目标函数模型,分别研究了微电网处在孤网和并网下多时段经济调度。运用了动态规划算法来协调微电网各时段的经济调度,即将各时段储能的最大容量离散成若干个小区间分别作为储能的上下限,同时提出在各时段的每个区间容量采用改进粒子群算法对微电源出力进行优化,最终求出各时段储能的最优状态及其它微电源的最优出力。通过算例验证了所提微电网多时段经济调度方法对各个时段的微电源及储能装置协调优化调度和微网运行经济成本,取得很好的效果。     

含海洋能发电的海岛微网能量优化调度方法

针对海岛微电网分布式电源和负荷的独有特性,以海岛系统运行经济性为目标,考虑新能源消纳因素,提出一种海岛微电网能量优化调度方法。首先在分析典型海洋能发电出力特性的基础上,建立了含风、光、柴、储、波浪能、潮汐能以及可控负荷的海岛微网能量优化调度模型;而后面向日前和日内2个时间尺度,采用CPLEX完成混合整数规划,利用日前调度计划与日内实时滚动推演结果比对,依据日内滚动计算结果修正日前调度计划,实现当日微网能量调度全局最优。算例分析表明,由于利用了日前和日内相结合的滚动计算方法,使对岛上源、荷的预测精度逐级提高,该优化调度方法在兼顾海岛微电网功率平衡和可再生能源利用率的同时,最大限度降低了海岛微电网运维成本。