基于弃风弃光分段惩罚的孤岛型微电网鲁棒优化经济调度

针对可再生能源发电和负荷需求具有不确定性的孤岛型微电网,设计了鲁棒优化经济调度算法。在日前计划阶段,基于微电网系统中的不确定性和孤岛模式下的弃风弃光,寻找不确定性环境下的最恶劣场景,对弃风弃光功率进行分段惩罚,采用列约束生成算法求解出最恶劣场景下的经济最优调度方案;在日内调度阶段,利用可再生能源发电和负荷需求的实时数据,对日前计划阶段的优化解进行微调补偿,改善微电网实时运行的经济性能。算例仿真验证了本文设计算法的有效性和经济性。     

含电动船充电站的海岛光储微网系统容量优化配置

海岛光储微电网作为电动船充电站的主要电能来源,其容量配置受到电动船需求不确定性的影响。提出了含电动船充电站的海岛光储微网系统容量优化配置方法。首先,结合电动船的用能特点对其充电站的电能需求进行分析;然后,以综合经济成本最小化为目标函数构建了考虑电动船能耗不确定性的海岛光储微网容量配置鲁棒优化模型;最后,通过仿真实验验证了本文构建模型的有效性和合理性。仿真结果表明,所提模型得到的微网容量配置方案可以有效保证电动船的电能供应,方案的选择与决策者对供能可靠性和经济成本的偏好程度有关。     

考虑不确定性的微电网储能系统容量配置

文章对含有光伏、风电等微网系统的多储能形式的容量进行配置。首先,根据分布式电源及负荷的不确定性,确定微网系统中储电、储热、蓄冷3种储能形式的容量区间;其次,以微网经济运行成本最小为优化目标,以储能容量不越限为约束条件,保证微网向电网功率输出满足要求,求取各个储能形式的容量;最后,通过算例分析,验证最优容量配置与其他不同容量取值的优劣性,确定此方法在保证微电网系统经济运行的同时,有效提高微电网电能上网率。     

基于改进灰狼优化算法的孤岛微网系统容量优化分析

孤岛微网的日前调度安排对岛屿配电网的安全稳定运行意义重大。为了对孤岛微网的日前调度进行安排,更好地优化微网结构,文章针对含有光伏和抽水蓄能电站的孤岛微网进行建模分析,将光伏阵列数量、额定功率和抽水蓄能电站上水库的容积作为决策变量,等年值平均投资成本和负荷失电率为目标函数,使用Matlab对某岛屿的天气和负荷数据进行分析。为了使光电-抽水蓄能协同运行的效益最大化,采用灰狼优化算法求解微网模型。优化结果表明,灰狼优化算法在孤岛微网模型的容量优化问题中可以节约投资成本,实现环境友好型供电。     

含潮汐电站的海岛微网多目标优化调度

潮汐能是一种蕴藏量巨大的可再生能源,且潮汐能发电具有周期性和可预见性。然而现有海岛供电方案中少有考虑海岛自身拥有这一良好的天然条件。提出了一种以潮汐发电为主,配合风电场、抽水蓄能电站以及柴油发电机组的孤网海岛供电方案。对潮汐电站、风电场、抽水蓄能电站以及柴油机组分别建模,考虑各自的运行状况和约束条件以及负荷需求,提出了海岛微网多能互补的优化调度的方案。通过对比多个不同的典型场景,验证了该方案及优化调度模型的可行性和有效性。 关键词： 海岛;潮汐发电;风电;抽水蓄能电站;优化调度     

考虑源荷双侧不确定的孤岛型微网能量管理优化模型

鉴于源侧风电出力和负荷侧预测误差的双重不确定性对微电网规划运行的影响愈发显著,采取分布式鲁棒优化联合机会约束方法对孤岛型微电网进行能量管理优化,降低系统运行成本,通过历史数据将风电出力和负荷侧预测误差转化为盒式模糊集,将机会约束转化为易求解的形式,建立了混合整数二阶锥规划模型。通过孤岛运行的微网算例分析及与其他优化方法的对比求解,验证了所提模型和求解策略的有效性。     

风光互补发电系统混合储能系统容量优化方法研究

风光互补发电系统受风光资源影响发电功率波动较大,配置适当的储能系统可提高新能源发电的消纳能力和电能质量。针对风光互补发电系统储能容量优化配置问题,将运行投入成本作为优化目标,提出以抽水蓄能为基础,蓄电池和超级电容参与的混合储能系统模型。该储能模型以跟踪负荷曲线作为平抑目标函数,利用集合经验模态分解和滑动平均法,对抽水蓄能机组、蓄电池和超级电容设备进行功率分配。建立了风光发电系统模型,利用带免疫的粒子群算法对储能配置容量进行寻优求解。计算结果表明,所提基于抽水蓄能的混合储能容量优化模型,对发电系统输出功率波动情况改善明显,电能消纳能力和运行经济性有所提高。     

计及源荷不确定性的微电网分布鲁棒优化调度

高比例可再生能源的接入给微电网的稳定运行带来的巨大挑战，传统随机优化和鲁棒优化方法在处理不确定性方面仍存在一定的局限性。综合考虑风电、负荷的双重不确定性，采用分布鲁棒优化方法，构建了基于豪斯多夫(Hausdorff)距离的微电网两阶段分布鲁棒优化调度模型，第一阶段利用场景预测信息，制定包含储能充放电计划、购售电计划的预调度方案，第二阶段基于各典型场景信息制定微电网各单元出力调整计划；然后采用列与约束生成算法(columns and constraints generation, CCG)进行迭代求解，得到最恶劣概率分布下运行成本最低的调度方案；最后，通过算例仿真分析验证了所提方法的有效性，所得到的决策方案兼顾了经济性和安全性。     

多形态冷热负荷平抑风电不确定性的鲁棒优化方法

风电不确定性所引起的弃风和功率波动,成为限制风电大规模并网的关键因素。针对冷热负荷响应速度快且聚合容量大的特点,分析了包含分散式冷热负荷和集群式冷热负荷的多形态冷热负荷模型。为研究多形态冷热负荷平抑风电不确定性的鲁棒优化方法,以消纳风电和平抑风电功率波动为目标,对分散式冷热负荷功率和集群式冷热负荷功率进行优化,建立多形态冷热负荷两阶段鲁棒优化模型,并利用CCG算法对模型求解。最后,以IEEE39节点系统建立仿真模型,对鲁棒优化方法进行仿真分析。结果表明,多形态冷热负荷两阶段鲁棒优化方法能够有效平抑风电不确定性。     

含小水电集群的互补微网混合储能容量配置

针对功率型和能量型储能装置的特点,提出了一种由小水电群等多种分布式能源构成的微电网混合储能容量最优配置方法。基于风、光、水年出力特性曲线与全网年负荷曲线,以购置成本、运行与处理成本为目标,系统储能容量、微网瞬时功率、系统最小功率、蓄电池放电深度以及超级电容充放电电流与电压等条件为约束,采用自适应遗传算法对目标函数进行求解,得到混合储能系统中蓄电池和超级电容的最优容量。结果表明,较之传统的蓄电池储能系统,混合储能系统可以大大减小购置与运行成本。     

基于改进型运行策略的独立微电网容量优化配置

建立独立微电网对于解决离岸岛屿等传统供电不便地区的可靠自主供用电问题具有非常显著的实用性。针对风/光/蓄/柴独立微电网,提出了一种考虑系统净负荷大小的改进型运行控制策略,通过权重法将系统经济性和环保性指标整合并加入可靠性经济惩罚共同作为优化目标,考虑多种约束条件,建立基于改进型运行策略的风/光/蓄/柴独立微电网容量优化配置模型,并采用混合量子遗传算法(HQGA)对我国沿海某岛地区独立微网实施优化配置。结果表明,与采用常规运行策略的配置结果相比,所提运行策略具有正确性和优越性。     

考虑机会约束的多能源微电网双层优化配置

为提高微电网的供电经济性、可靠性以及清洁能源消纳能力,提出考虑源荷不确定性的风/光/水/沼/储微电网容量双层优化配置模型。外层为多目标配置优化层,内层为运行优化层。为应对源荷的不确定性,使用基于场景缩减的典型日选择方法,并在内层模型中引入机会约束,利用概率约束代替传统确定约束。算例表明,所提方法降低了微网建设与运行成本,提高了清洁能源消纳能力、供电可靠性以及应对源荷不确定性的能力。     

需求侧管理参与的孤岛型微电网多目标优化调度

分析了MG中分布式电源的功率特性和需求侧响应的基本理论与相关政策,并建立了DG的数学模型和基于负荷分类的DR模型;综合考虑微源的出力成本、需求侧管理成本和环境治理费用,建立了考虑需求侧管理的多目标微电网优化调度模型,引入不同的孤岛微电网运行评价指标评价DR对微电网经济性、环保性以及可靠性的影响,并选择不同的场景分析验证。采用改进粒子群算法优化外点法对规划问题进行求解,在将约束条件纳入目标函数的同时,尽可能避免求解规划时陷入局部极值的问题。算例分析表明,通过考虑需求侧管理,可以增加可再生能源的消纳,减轻负荷高峰时段的供电压力,缓解孤岛系统供电不足的问题,并有效提高微电网的整体效益。     

基于多储能技术经济性比较的可再生能源发电系统多目标容量优化

研究基于蓄电池、熔盐储热、抽水蓄能及储氢技术经济性比较的可再生能源发电系统多目标容量优化。该容量优化模型以最小化平准化度电成本及失负荷率为目标,应用4种代表性多目标进化算法进行求解。提出基于超体积的多目标算法综合评价指标,此外考虑了储能运行特性及资源不确定性提高仿真计算的准确性。算法性能比较结果表明,非劣排序遗传算法的平均排序等级为1.6,其具有最优的综合性能;储能的定量技术经济性比较结果表明,不同可靠性条件下熔盐储热系统的经济性均为最优;不同负荷曲线及不同资源水平的敏感性分析验证了储能经济性比较结果的有效性。     

基于频谱功率分配的微电网微源容量优化配置

光伏等新能源发电具有波动性,将其与可控发电装置或储能等可控微源相结合以微电网的形式发电,可减小功率波动对电网的影响。针对含光伏的独立型微电网,对其中微燃机和储能进行协调容量优化配置,通过对微电网的净负荷进行频谱分析,并考虑微燃机与储能对负荷波动的响应特性,利用优化频域分频点的方法确定微燃机与储能的功率分配策略,根据此功率分配策略,计及储能和微燃机的运维成本及储能的循环使用寿命,将分频点和电源容量作为优化变量,建立了以年综合成本最小为目标的双层优化配置模型。算例结果表明,合理的分频点可使储能与微燃机的容量配置更为经济,并可提高储能的循环使用寿命和降低微燃机的运行成本。     

考虑需求响应与火蓄调峰的优化调度模型研究

为了应对风电等可再生能源接入引起的系统调峰压力增大且影响系统经济运行的问题,进一步挖掘新型调节电源、传统调节电源和负荷侧协同调峰的潜力,综合利用负荷侧的需求响应和电源侧的抽水蓄能、火电三种调峰措施联合调峰,构建考虑需求响应和火蓄参与深度调峰的电力系统两阶段优化调度模型。第一阶段优化模型中引入负荷侧的需求响应,以最小化负荷与风电差值的平方之和为目标,优化负荷曲线,降低系统峰谷差;第二阶段优化模型利用电源侧的抽水蓄能和火电深度调峰,计及火电深度调峰电量损失成本、抽蓄调峰成本和弃风成本,以系统总运行成本最小为目标,在第一阶段模型的基础上优化各机组出力,增加风电上网空间。以改进的IEEE30节点系统进行算例分析和两阶段优化模型有效性验证,结果 表明,所建模型可提高调峰能力,促进风电消纳,并降低系统总运行成本。火电机组进一步降低出力,积极参与深度调峰,能够有效促进系统风电消纳。三种调峰方式有机结合联合参与调峰,降低了负荷的峰谷差,不仅有效降低了弃风率,还减轻了系统的调峰压力,缩短了火电深调时段。     

基于猫群算法的风光储微电网电源容量优化配置研究

在风光储微电网中建立孤岛运行方式下风、光、储的容量优化配置模型,该模型以负荷缺电率作为微电网供电可靠性的约束条件,以微电网运行成本最小为目标函数.利用猫群算法对所提模型进行求解,确定出风电机组、光伏组件和蓄电池的最优容量配置方案.最后,通过算例证明了所提模型与方法的有效性.     

基于合作博弈的风-光-电氢微网容量配置

当风电场、光伏电站、电氢混合储能系统分属不同的投资者时,微网容量配置存在微网整体运行最优与各投资者自身运行最优的矛盾,同时风、光出力的不确定性也会影响容量配置。针对上述问题,提出一种考虑风、光不确定性,基于合作博弈的风-光-电氢微网容量配置方法。首先,依据有序聚类和K-均值聚类提取出风-光-负荷典型月场景;其次综合考虑影响微网运行的因素,构建基于不同投资者的经济模型,在典型月场景下,分析完全合作博弈、部分合作博弈、非合作博弈模式下各投资者与联盟的收益关系;最后,以月净收益最高为优化目标,利用改进灰狼优化算法配置投资者装机容量,并基于shapley值分配合作联盟投资者收益。根据算例结果和关键参数灵敏度分析可知,微网在完全合作博弈模式下兼顾经济性与低碳性,且各投资者利益分配合理;电价、风光补贴价格的波动对各投资者影响不同。     

风-光-蓄-火联合发电系统的两阶段优化调度策略

针对风电、光伏出力的随机性、间歇性和波动性而导致其在大规模接入电网时对电网发电计划制定和调度产生的影响,提出一种风-光-蓄-火联合发电系统的两阶段优化调度策略。利用抽水蓄能的抽蓄特性,将风电和光伏出力进行时空平移,使风-光-蓄联合出力转变为稳定可调度电源,具备削峰填谷的功能,与火电机组共同参与电网调度。以风-光-蓄联合出力最大和广义负荷波动最小作为风-光-蓄联合削峰模型的优化目标,火电机组运行成本最小作为经济调度模型的优化目标,建立两阶段优化调度模型,分别采用混合整数规划方法和粒子群算法求解。改进IEEE-30节点算例系统仿真结果表明：所提调度策略可以提高风能和太阳能的利用率,缓解火电机组调峰压力,大幅降低风电的反调峰特性对电网的影响,从而保证电力系统安全、稳定、经济运行。     

Research on optimal confguration of hybrid energy storage capacity for wind-solar generation system

储能系统可以有效解决微电网中分布式可再生能源特别是风光互补发电的间歇性、波动性以及“源”与“荷”错位的问题。不同储能技术在响应时间、容量规模、技术成熟度及成本等方面各有特点,两种或多种储能技术耦合将可以更有效地满足用电系统的技术性和经济性的要求。针对电力用户对分布式可再生能源的利用情况,本文提出一种由压缩空气储能、锂电池和超级电容器组成的混合储能系统,建立了三种储能的数学模型,针对其不同的特性,提出了基于二次移动平均滤波的储能系统功率分配方法和基于连续性运行的容量优化配置方法。基于某个实际的用户负荷进行了案例分析,得到了混合储能系统的功率和容量配置结果,并分析了其运行特性。研究表明,在分布式可再生能源微电网中,多种储能技术耦合既能充分发挥每种储能的优势,又可以通过相互配合弥补各自的劣势,这对于可再生能源的充分利用和满足用电负荷的严苛需求具有重要的作用和意义,在分布式能源利用领域具有较好的工程应用前景。