热电联供型微网经济负荷分配研究

针对孤岛运行模式下的微网经济运行问题,本文对基于孤岛运行模式的热电联供型微网经济负荷分配问题进行研究,并在孤岛运行模式下,建立了含有微电源、储能装置和热电负荷的微网系统经济负荷分配数学模型,采用改进粒子群优化算法对模型进行求解,优化各微源的出力。仿真结果表明,与基本的粒子群方法相比较,采用改进的粒子群方法可以节省发电成本665.01美元,节省环境成本29.79美元,总共节省694.8美元。该算法能有效减少微网系统的综合成本,为工程实际应用提供了理论基础。     

储能系统在微网中的供电性能分析

根据微网中光伏、风电顶荷功率的预测数据,分析了微网独立运行模式下储能系统的供电特性.研究表明,微网中的储能容量配置对微网的供电可靠性影响很大.     

区间不确定信息下微网小干扰稳定性分析方法

针对微网发电、网络以及负荷的不确定性,研究了一种基于二阶摄动理论的微网小干扰稳定性分析方法。首先建立区间不确定信息下描述微网振荡模式阻尼比分布情况的复模态二阶摄动模型,在此基础上,揭示微网参数在不确定区间内连续变化时,振荡模式阻尼比的运动轨迹,并据此评估系统参数的不确定变化对振荡模式阻尼比的影响,为运行人员提供更加全面的小干扰稳定信息,以改善不确定信息下系统的小干扰稳定性。通过算例验证了该方法的正确性和有效性。     

基于模糊多目标粒子群算法的热电联供型微网环境经济调度

热电联供型微网具有安全可靠、节能环保的优点。兼顾经济和环保目标,提出了计及制热收益的热电联供型微网环境经济调度模型。针对微网中存在的可再生能源出力随机波动及负荷预测误差等问题,采用基于机会约束规划的模糊多目标混合粒子群算法求解模型,引入模糊全局最优解和同步粒子局部搜索以提高寻优效率。对一个含储能装置的热电联供型微网系统,分别给出了其并网运行方式下经济最优和环保最优的调度策略及多目标Pareto最优解集,算例表明本调度模型能兼顾微网运行的经济性和环保性。     

空调负荷参与微网调频的控制策略研究

针对新能源微源出力随机性造成微网频率波动问题,以空调负荷群为控制对象,提出了基于暖通空调类负荷的主动参与度动态调频策略.首先,分析了空调负荷在孤岛运行微网中的调频特性;然后,提出空调负荷的等效热力学参数模型、状态空间模型及简化模型,并分析了空调负荷的温度及功率变化特性.综合考虑用户意愿和分散控制下空调的触发温度,对居民...     

基于电力电子变压器的微网并网装置仿真研究

针对传统微网并网方式供电可靠性低、稳定性差、潮流无法控制等问题,该文设计了一种基于电力电子变压器的新型微网并网装置,提出了其在不同运行模式下的控制策略。对于电网跟随控制下的微网系统,并网装置采用V/f控制策略;对于微网并网点潮流恒定控制下的微网系统,并网装置采用PQ控制策略。利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对所提的控制策略进行了仿真,结果表明,该文提出的并网装置及控制策略不仅可实现微网与大电网的联网运行,还能精确控制并网点潮流,减小并网过程中微网DG、负荷波动时对主网的影响。     

计及微网对外供电的配电网可靠性评估

研究对象为含微网的配电网,微网由柴油机、光伏发电系统和负荷组成,考虑配电网故障时微网对邻近配电网负荷供电的行为,并分析此行为对配电网可靠性的影响。在传统时序模拟法可靠性评估算法的基础上,建立了负荷和光伏发电系统的时序波动模型、基于下垂特性的柴油机组复功率模型。微网对外供电区域的划分计及了有功无功平衡和系统电压/频率约束。提出了微网支撑率和微网支撑电力期望两个可靠性指标,并对改进的RBTS Bus6配电系统进行了可靠性评估,算例结果验证所提模型和算法的合理性。     

计及需求响应和蓄电池综合损耗的微电网优化调度

文中针对并网型微电网优化运行问题,在充分考虑微电网中需求侧资源的前提下,建立了含风机、光伏、微燃机和储能系统的并网型微电网经济优化调度模型.模型中结合分时电价和需求响应中的可转移负荷,并考虑储能寿命损耗和安全运行条件.构建以系统运行总费用最小和系统净负荷最小的多目标函数.采用遗传算法,通过MATLAB对所提模型进行求解,算例结果表明文中提出的模型在充分考虑可转移负荷和储能实际运行损耗的前提下,实现微网的经济运行.     

微电网运行的稳定控制研究

稳定运行是微电网的首要目标,针对微电网运行过程中功率不平衡的问题,搭建北京建筑大学微网实验平台,选用beckhoff的TwinCATPLC作为主控制,编写控制方案以调节储能、改变负荷,实现了微电网系统的稳定运行.试验结果表明,编写的控制方案能较好地模拟微网的不同状态,使微电网发出功率平衡,且可以实现不同状态下微网的平滑过渡.     

考虑储能及多负荷需求响应的微电网优化运行

微网综合能源系统是提高能源利用率和可再生能源消纳能力的一种有效手段.针对传统微电网中电池储能系统成本高、灵活性差的问题,建立了基于电热氢能量转换方程的微网混合储能系统模型.在此之上,为解决微网源荷匹配度低与弃风严重问题,提出一种考虑电热多种负荷需求响应的园区微网综合能源系统优化模型.以系统综合运行成本最小为目标函数,综...     

多运行目标下的分布式光伏接入配电网极限容量多模型评估方法

作为异构能源的重要组成之一,分布式光伏电源并网运行时由于其出力的随机性、波动性等特性,对传统配电网络的安全稳定运行构成了较大程度的冲击和威胁;同时,随着发电容量的进一步提升,配网接纳分布式光伏电源的能力将成为主要制约因素。为此,在兼顾多运行目标的前提下,构建多模型学习方法,设计并整合光伏出力变化预测模型、负荷分布预测模型以及配网接纳分布式光伏极限容量评估模型,全过程分析光伏接入对配网运行产生的影响。构建Elman神经网络模型,确保光伏发电出力变化的预测精度;建立BP神经网络模型,在保障配网负荷时间、空间分布预测精度的同时,兼顾预测效率;在多约束条件下,基于PSO模型提出针对分布式光伏发电最大准入容量的优化模型,实现配网接纳分布式光伏发电极限的准确评估。实例结果表明,所提出方法可为配网安全稳定运行提供保障,并能够为配网接纳分布式光伏发电极限容量提供规划参考。     

分时电价下直流微网优化运行和容量配置研究

针对小型直流微网的优化运行和容量配置问题,以含直流负荷、蓄电池、光伏的直流微网为研究对象,综合考虑各组成部分成本和收益,建立以用户侧日收益最大为目标函数的微网能量优化模型。采用粒子群算法求解优化问题,得到系统优化运行策略和最优容量配置,并以某高校实验楼照明系统为例进行计算,得到其调度曲线,提出该系统最优配置的计算方法。研究结果表明,该方法与直接采用"自发自用,余电上网"方式相比,收益增加了17.29%,说明该调度方法能有效地处理分时电价下的直流微网优化运行和容量配置的问题。     

计及蓄电池寿命的微网群优化调度模型

为延长蓄电池使用寿命,减少微网群运行成本,构建了计及蓄电池寿命的微网群多目标优化调度模型.以包含风、光、储、柴、燃料电池的两个子微网所构成的交流微网群作为研究对象,采用改进后的加权吞吐量法构建蓄电池寿命模型并预测蓄电池寿命.综合考虑系统发电成本、环境污染成本和蓄电池寿命损耗成本,在满足负荷供需平衡、不同微源出力等约束条件下,通过加权系数法将多目标函数归一化为综合目标函数,并利用二元对比定权法确定权系数,把对蓄电池的重视程度分为较低、中等、较高三种情况.采用粒子群优化算法进行求解,并对三种情况下的微网群调度结果与蓄电池寿命损耗情况进行对比分析.结果表明,该优化调度模型可有效提高微网群经济效益,并减小蓄电池损耗,验证了该模型的有效性.     

基于多代理系统的微网协同控制研究

针对传统集中控制和分散控制的缺陷,提出了一种基于多代理系统的微网控制策略协调和调度方法,设计和部署了总控制Agent用于调度和多个子Agent用于独立管理微网中的不同实体。总控制Agent对微网中不同的子Agent的控制策略进行协调和调度,子Agent根据具体调度策略进行本地执行,以保证微网物理设备满足电约束,这些Agent共同作用保证了微网在变化的环境中始终保持稳定运行。借助开源的JAVA代理开发框架,并遵循FIPA标准定义对Agent之间交互提供支持。利用Matlab/Simulink搭建了微网系统模型,模拟了微网在并网运行、孤岛运行以及并网/孤岛切换情形下各Agent协调和调度过程,仿真结果表明该设计可行、有效。     

含光伏的冷热电联供园区微网多类型储能协调鲁棒优化配置

含光伏的冷热电联供(CCHP)园区微网中有储冷、储热和储电多种类型储能装置,其合理协调配置能够对日负荷曲线进行削峰填谷和平抑光伏出力的不确定波动,进而提高微网运行的安全性和经济性.该文采用盒式不确定集描述光伏出力和冷热电负荷的不确定波动特性建立含光伏的CCHP园区微网中储冷、储热和储电多类型储能的协调鲁棒优化配置模型.该双层优化模型以微网年等值投资和运行费用之和最小为目标函数,通过采用Benders分解法,将双层优化问题分解为寻找某个场景下的配置方案主问题和寻找微网典型日运行费用最大的极端场景子问题进行交替迭代求解,以得到对于光伏出力和冷热电负荷不确定波动具有鲁棒性的储冷、储热及储电装置的协调优化配置方案.最后,以某个CCHP园区微网为例,通过与确定性优化配置方案和只优化配置蓄电池储能方案的比较,表明鲁棒配置方案更有利于平抑光伏出力和负荷的不确定波动,有效提高微网运行的安全性,同时多类型储能协调配置比只配置蓄电池储能方案的经济效益更好.     

考虑多重不确定性的交直流混合微网多目标优化运行

交直流混合微网拓扑结构复杂，分布式清洁能源出力随机性强且用电需求灵活多变，对微网的经济可靠运行以及清洁能源的消纳构成了挑战。针对这一问题，提出一种考虑多重不确定性的交直流混合微网多目标优化运行方法。首先基于多场景技术表征风光荷以及电价的不确定性，并考虑需求侧响应更新负荷预测水平。随后以运行成本最低，污染物排放最少，清洁能源消纳率最高为目标建立交直流混合微网多目标优化模型。针对常规NSGA-II算法局部搜索能力和收敛性等问题，将天牛须算子引入到NSGA-II中得到BAS-NSGA-II算法，并通过测试函数验证了该算法的准确性。最后通过算例对优化方法进行验证，结果表明，所提方法在保证经济性和环保性的同时能够有效提升清洁能源的消纳，且对不确定因素有着较好的适应性。     

基于复杂网络的含微网配电网结构输电效能评估指标研究

将分布式电源与就地负荷联结成微网接入配电网是发挥分布式发电效能的有效方法,而如何评价微网接入后对配电网结构及输电效能的影响则是合理规划含微网配电网的重要环节。引入复杂网络理论中的特征路径长度概念,结合配电网的结构和运行特点,考虑支路阻抗、负荷分布和微网渗透率,对配电网进行节点和边的加权复杂网络建模,在此基础上构造了用于配电网输电效能评估的量化指标。利用69节点网络对无权、加权模型的效能指标进行对比,并仿真分析了微网的渗透率、接入位置等因素对效能指标的影响,论证了指标的有效性。     

微网环境下的电动汽车换电站运营策略

包括分布式电源和电动汽车的微网通过内部优化运行,可以减小分布式电源的出力波动对电力系统的影响,这已被广泛认为是解决分布式电源接入系统的有效方法.电动汽车换电站由于可以避免车主长时间等待充电,已经成为大型城市发展电动汽车的主流模式.此外,换电站作为储能单元参与微网运行,可以提高微网接纳分布式能源的能力并改善微网运行的经济性.在此背景下,主要做了下述工作:(1)研究了换电站电池调度策略,制定了电池分组规则和调度优先级顺序;(2)分析了电池充放电状态并在满足车主用车需求和电池荷电量约束的前提下计算了换电站充电需求和最大充放电功率;(3)制定了以最大程度响应微网调度信号为目标的换电站电池调度流程.最后,采用包含分布式电源、电动汽车换电站和居民负荷的模拟微网系统来说明了所发展的模型与方法.     

供暖热水锅炉房的热负荷预测

通过对供热负荷特点的分析,建立了基于时间序列分析方法的供热负荷预测的数学模型,给出了供热负荷预测的计算流程,并将供热负荷的预测理论应用于牡丹江西海林小区集中供热系统。实际运行结果表明,用本文所研究的供热负荷的预测理论预防的供热负荷与实际运行结果相比,预测精度是令人满意的。     

基于同步控制的微网多工况小信号稳定分析

针对风机接入微网后较严重的频率稳定和功率平衡问题,提出微网环境下的双馈风机同步控制策略.在风机的转子侧,通过引入风机主动降载控制使双馈风机具有向系统提供功率备用和一次调频的功能,可以更有效地向微网提供频率支持.针对采用同步控制策略的典型风机-储能微网系统进行小信号稳定分析,计算得到的多工况主导特征根表明,微网的主导模式主要与风机轴系以及风机、储能控制内/外环两类控制参数密切相关.通过风速、负荷等扰动仿真分析表明:风机的降载运行有助于改善微网系统的小扰动性能,协调设计风机和储能的有功下垂系数亦可有效改善主导特征根的阻尼.