光储互补微网半实物仿真系统设计

利用RTDS、dSPACE的实时仿真特点及信号输入输出的能力,设计光伏、储能变流器以及模拟电网接口,搭建光储互补微网半实物仿真系统,并设计微网能量管理中心。基于该平台,进行微网并网、孤岛模式下的测试及并离网无缝切换实验。实验表明该系统能够很好地完成微网分布式电源、电网状态及微网运行模式的模拟,为分布式电源与电网间相互作用与影响的研究提供较方便的手段。     

基于分布式电源的微电网智能保护控制终端设计

将分布式电源及微网接入大电网并网运行,与大电网互为支撑,是发挥分布式电源和微网效能的有效方式,对改变我国能源结构、节能减排具有重要作用。在研究微网和大电网相互影响和保护控制必须协调处理的基础上,设计了双处理器平台下的微网智能保护控制终端,并利用微网多点电气信息构建全网数据共享,实现了微网区域控制和本地元件保护的相互协调及微网并网与离网之间的平滑过渡,能灵活适应微网并网或孤岛的运行模式。该设计终端在某微网示范工程中已得到应用,行之有效。     

考虑下垂控制策略的孤岛微网最优潮流

考虑到孤岛微网与传统大电网最优潮流的不同,提出一种基于下垂控制策略的孤岛微网最优潮流,构建了下垂控制分布式电源的孤岛微网模型,并建立了以系统发电成本最小和负荷能力最大为优化目标的孤岛微网最优潮流,同时利用模糊数学方法对多目标函数进行了处理,并以改进的33节点微网为例进行仿真模拟,利用最优潮流的经典计算方法——内点法对模型进行求解。结果表明,所提优化方法在求解孤岛微网最优潮流方面具有有效性和实用性。     

分布式电源及微网对中压配电网 接线模式影响

对分布式电源及微网接入中压配电网的影响进行研究,从可靠性、经济性2方面定量评估分布式电源及微网对中压配电网典型接线模式的影响,协调分布式电源及微网接入与中压网架建设之间的关系,确定最优的接入位置,探索适用于分布式电源及微网接入的中压配电网的网架建设模式和发展思路。研究结果表明：微网接入架空辐射状电网时对供电可靠性的提升作用较为明显,且远端接入的可靠性提升作用最优;同时,需提高分布式电源及微网接入的经济性。     

风—光—柴微网系统运行策略及定容选择问题研究

在风—光—柴微网系统具有可靠性和经济性的基础上,进行了微网系统参数设定和功能分析,确定了并网和孤岛两种方式下微网系统的运行策略,并以具体元件的参数设计为基础,对微网系统的元件进行了选择,优化了微网系统设备,为微网系统的运行提供了参考。     

分布式发电技术及其并网后的问题研究

为研究分布式发电技术（DG）及其并网的影响。介绍了分布式电源的概念、分类及特点,并从分布式电源的并网、电压调整、谐波问题、继电保护、孤岛等方面分析了分布式电源对电力系统的影响。分析表明：妥善解决好并网影响将有利于DG的更大发展,不仅能充分发挥DG的优点作为传统供电模式的一个重要补充,还将在能源综合利用上占有十分重要的地位。     

微电网孤岛模式下无功分配及电压优化分层控制策略

针对在微电网孤岛模式下并联运行的分布式电源采用传统下垂控制策略时存在无功功率受并网线路阻抗影响较大、电压偏离额定值等问题,提出了微电网孤岛模式下无功分配及电压优化分层控制策略,将微电网优化控制过程分为两层:初级控制层针对分布式电源无功功率受并网线路阻抗影响较大问题,提出变系数法下垂控制策略,根据下垂特性和线路特性约束方程调整下垂系数,实现无功功率精确分配;二级控制层应用多智能体一致性算法维持微电网电压稳定。仿真模型使用PSCAD/EMTDC搭建,结果表明,分层优化策略使无功功率合理分配的同时提高了微电网电压水平。     

基于随机模拟的微网优化控制方法研究

针对风电机组、光伏单元及电力负荷的动态随机特性,将随机特性分为规律变化部分和随机扰动部分,构建了储能系统的充放电模型、微网系统的随机模拟优化控制模型（包括并网运行模型和孤岛运行模型）,通过案例分析获得了随机的风光出力曲线和负荷曲线,并进行了并网和孤岛运行两种优化控制的模拟控制仿真,优化效果很好,验证了控制策略的可行性。     

微网高渗透并网仿真及电网无功优化

将分布式电源以微网的形式并入配电系统中,研究其在能量高渗透情况下对配电网的影响。研究结果表明,在变功率输出控制模式下,含微网的配电系统将可能改变整个输电网的能量分布,因此有必要对输电网运行进行动态优化。考虑到实际优化中电容器组和可调变压器分接头的调节操作受一定限制,故采用了分时段解耦的简化策略,结合人工智能优化算法对电网进行了动态无功优化。此外,相关结果表明,对接入微网的配电网进行合理的无功就地补偿,可有效地降低系统网损,提高电网运行经济性。     

并网运行模式下微电网能量优化调度算法研究

摘要： 微网与外部电网并网运行,互为补充,为用户带来了多方面的效益。由于不可控微电源出力的随机性与波动性,微电网并网运行时的优化运行受到很大影响。提出了计划层与实时层双层协调优化调度的算法,来解决微电网并网实时能量优化调度的问题。计划层根据微电源功率预测数据,采用改进粒子群算法进行微电网并网系统的经济优化运行;在计划层优化基础上,实时层根据不可控微电源以及负荷在实时功率与预测功率之间的误差,提出采用改进粒子群算法来进行实时优化调度,并将优化结果更新至计划层中各可控微电源及并网联络线的调度功率中。对一个典型的微电网并网系统进行调度算法仿真分析,验证了该方法的可行性与正确性。     

交流微电网能量管理双层控制系统及其策略研究

为满足分布式电源和微电网技术发展的需要,针对含有光伏发电系统、风力发电系统、双馈风电模拟实验平台、储能系统以及负荷的微电网实验系统,设计开发了微电网能量管理双层控制系统,即本地智能控制层和专家协调控制层;分析了交流微电网在并/离网两种状态下的实时能量管理策略和锂电池储能系统经济运行模型;最后在该微电网实验系统主控单元中完成了对能量管理系统的调试,运行结果验证了所提能量管理策略的有效性和实用性。     

基于等微增率法的混合微电网无功协调控制

在馈线潮流控制(FFC)和单元输出功率控制(UPC)两种控制模式下的混合微电网中,FFC模式下分布式电源(DG)的无功裕量不能满足增加的无功负载时,会引起微电网和大电网之间馈线无功潮流的变化,且馈线无功潮流值越大,脱网时公共连接点(PCC)电压偏差越大。为此,提出了一种考虑微电网内部节点电压稳定性的多台DG无功协调控制策略。该策略以FFC模式下DG为主要补偿设备,当不能满足负载需求时,采用等微增率法求解优化模型,从而确定UPC模式下DG无功输出参考值。算例结果表明,该控制策略能在维持微电网与大电网之间馈线无功潮流恒为最小值的同时,使得微电网内部节点电压更稳定。     

基于“风-光-储”测量数据融合的孤岛微电网一次调频参数优化模型

针对多种分布式电源接入孤岛微电网,使潮流分布更加复杂,导致微电网频率控制难以满足需求的问题,文章提出一种基于"风-光-储"测量数据融合的孤岛微电网一次调频参数优化模型。研究分布式电源参与微电网调频的调差系数和调频容量模型,基于"风-光-储"测量数据融合对"风-光-储"调频参数进行修正。考虑到"风-光-储"分布式电源调频的稳定性控制,以孤岛微电网中系统一次调频备用成本最小为目标,基于机会约束规划对调频参数进行优化,并采取基于拉丁超立方抽样的确定性转化方法进行模型的求解。仿真算例结果表明,文章所提出的优化模型,能够降低一次调频备用成本,提高了孤岛微电网的频率稳定性与经济性。     

考虑需求侧响应的微网混合储能优化配置

在微网中配置混合储能并引入需求侧响应机制,有利于提高电网运行时的灵活性,降低分布式电源对电网带来的冲击。针对含风力发电机、光伏、储能的并网型微电网,引入需求侧响应机制,建立了以混合储能全寿命周期净现值、微网购电成本和需求侧响应成本为目标函数的微网混合储能优化配置模型,对混合储能容量进行优化配置,采用改进差分算法求解该模型。结合某地实际微网进行验证,结果表明,混合储能可有效改善分布式电源对微电网的影响,需求侧响应可显著降低混合储能成本,提高微网运行的经济效益,为类似微网混合储能优化配置提供了参考。     

基于清洁能源发电系统的微网技术

清洁能源发电系统联网对于缓解传统电网供电压力,改变能源结构具有重要作用。通过分析以清洁能源发电为主的分布式电源大量联网的局限性,引入了微网技术,介绍了微网的相关概念及其基本结构、三种微网的基本控制模式：恒功率控制、考虑分布式电源功率限制的功率控制和联合最优功率控制．最后提出了微网研究中需要重点解决的问题。     

基于多目标的独立微电网电源容量优化设计

针对独立型水-光-柴-储微电网,综合考虑经济性、环境效益和供电可靠性,提出了微电网的电源容量多目标优化配置模型,即采用粒子群优化算法在一定的控制策略下对所提出的电源容量多目标优化配置模型进行求解,得到微网系统中储能装置和各分布式电源的容量。以我国西藏某地区为算例对微电网进行电源容量优化设计,通过对模型求解结果与柴油发电机单一供电计算结果及单目标容量优化结果的对比分析,验证了所提模型的合理性和优越性。     

Loss cost reduction and power quality improvement with applying robust optimization algorithm for optimum energy storage system placement and capacitor bank allocation

Power losses cause the underutilization of distributed generation (DG) units in addition to the cost increasing in microgrid. Minimizing these losses has been focused in many papers. Using energy storage system (ESS) is a crucial solution for loss reduction. ESS can balance the power exchange in on-peak times where its location and size optimization can improve the microgrid efficiency and reduce the loss cost significantly. Moreover, to ensure the power quality by improving the voltage profile, capacitor bank can be installed optimally on some buses. Optimization of size and location of the capacitor bank can enhance the reactive power that is leading to power loss reduction. In other words, the capacitor bank is applied to compensate the total reactive power and consequently, the current is reduced that results in power loss reduction. In this article, the problem is defined as the optimum location and size of ESS and capacitor bank in the microgrid. Due to the complexity of the problem in many options for selecting the buses to implement these elements (ESS and capacitor bank), robust approach using the particle swarm optimization algorithm and general algebraic modeling system are applied for optimization process. In addition, the uncertainty of renewable DGs such as photovoltaic and wind turbine is modeled by probability density functions and Monte-Carlo is used for selecting more probable cases in optimization processes. The results show the loss cost reduction and improvement in voltage and power profile with less fluctuations and more stability.     

基于改进布谷鸟算法含光伏电站的无功优化

针对光伏电站并网运行给配电网无功优化带来的问题,根据光伏发电的运行特性,构建了含光伏电站的配电网无功优化数学模型,并提出改进的布谷鸟算法求解无功优化模型的方法,对含光伏出力的IEEE 33节点配电系统进行无功优化。结果表明,所提出的改进算法能有效降低配电网的有功网损,各节点远离电压崩溃点。