基于功率调节的微电网互联与配电网协调优化控制

多微电网互联结构可实现多个微电网间的能量协调,并形成能源互补优势。文章针对多微电网中各分布式电源在天气变化影响下产生的出力不确定性问题,以提高微电网互联系统电压稳定性为目标,研究基于微电网互联结构的微电网间功率协调控制方法。研究单个微电网内分布式电源出力波动特性及其与微电网互联系统、配电网系统之间的能量协调与功率支撑需求特性,建立基于功率平衡控制的微电网间互联控制策略;研究微电网互联系统内各微电网控制系统平衡计算,建立微电网互联系统与配电网间能量交换的控制模型与控制策略。以三机九节点拓扑模型建立微电网互联系统及接入网协调控制模型和算法进行验证,仿真结果表明,文章所提出的微电网协调优化控制方法能够有效减小微电网波动以及对配电网的影响。     

考虑电动汽车用户满意度的微电网双层多目标优化调度

为了解决电动汽车(electric vehicle, EV)大规模接入微电网后,由于无序充电而导致的日负荷波动增大以及运行成本增高的问题,提出了一种考虑用户满意度的微电网双层多目标优化调度方案。方案将微电网日前优化调度过程分为配网层和负荷层,配网层以最小化日负荷方差和最低的系统运行成本为目标,制定了电动汽车聚合商(electric vehicle aggregator, EVA)调度策略。负荷层制定每辆电动汽车的充电策略,在EVA的调度计划下,按照配电网系统层的要求,最大限度地提高用户的综合满意度。通过多场景对比分析,结果表明所提出的优化模型在减少日负荷方差、提高系统经济性的同时,提升了用户综合满意度,增大了用户参与调度的积极性。     

计及制冷负荷柔性调节的微电网两阶段优化运行模型

制冷负荷参与运行调控可以有效降低微电网供能压力和新能源波动偏差。以空调为例建立优化调控模型,提出了一种计及制冷负荷柔性调节的微电网两阶段优化运行模型。第一阶段以运行成本最小化为目标,建立微电网多能设备协同优化模型,优化制冷负荷、储能设备、柴油发电机等设备运行策略与电网购电方案。第二阶段以新能源波动平抑成本与剩余波动偏差最小化为目标,建立含制冷负荷、储能装置等多类型资源调节响应特性的新能源波动功率平抑模型。以三栋商业楼宇与风光柴储组成的微电网系统来验证所提模型的有效性。仿真结果表明,通过制冷负荷优化调控,可以在不影响用户用能满意度的前提下提升微电网运行的经济性,降低新能源波动功率,整体可使微电网总运行成本降低3.3%、新能源波动偏差功率减小约61%。     

主动配电网下多微电网间功率协调优化研究

高渗透率分布式电源以多个微电网集群形式接入配电网,配电网对分布式电源主动控制与管理是智能电网的发展趋势。文章以区域配电网中多个微电网为研究对象,分析了多微电网接入主动配电网的方式及拓扑结构,提出了一种基于熵值的多微网功率协调优化模型,并采用分层的控制结构实现优化模型。采用一种基于量子编码的粒子群算法对模型求解,通过算例计算分析,验证了文章所提方法的正确性和有效性。     

基于CDOA算法的配电网弹性提升方法

近年来频繁的极端灾害对电力系统的稳定运行提出新的挑战。将大型船舶微电网系统集成到配电网中以提高沿海地区或岛屿配电网的弹性和可靠性,提出一种考虑船舶微电网系统的配电网弹性提升方法。在建立最小化船舶微电网系统与配电网的总运行成本的同时,最大化配电网弹性的多目标优化模型;针对不同的系统分别构建船舶微电网系统与配电网系统的约束条件;为了克服模型求解的复杂性和非线性,采用集体决策优化算法（collective decision optimization algorithm, CDOA）对所提模型进行求解。仿真结果表明,在正常情况下,协调调度移动式船舶微电网系统可以提高网络的可靠性,而在极端灾害发生时,通过合理调度船舶微电网系统可以显著提高配电网的弹性,补偿灾后条件下的大量电力。     

综合考虑多类型灵活性资源的主动配电网优化调度方法研究

随着可再生能源渗透率不断增大,主动配电网的波动性和不确定性问题愈加突出。多类型资源协调优化可以有效提升系统的灵活性,促进可再生能源消纳。针对高渗透率主动配电网的灵活性需求,文章提出了一种综合考虑多类型灵活性资源的主动配电网优化调度方法。该方法从节点灵活性和网络灵活性出发,结合节点灵活性资源的物理特性,对灵活性供给进行量化建模,从而得到系统综合灵活性供给的模型。通过对网络灵活性资源智能软开关的实现原理、控制模式和运行特性的分析,建立了联合储能的智能软开关的运行模型。在此基础上,提出了灵活性充裕率和传输充裕率两个灵活性评估指标,并将灵活性效益纳入优化目标,构建了计及经济性、节点灵活性和网络灵活性的多目标优化调度模型。最后,采用内嵌潮流计算的多目标粒子群算法对所提的模型进行求解,以改进的IEEE33节点系统为例验证了所提方法的有效性。     

基于主从博弈的多微电网储能容量优化配置

为了充分发挥价格杠杆在微电网储能配置中的作用,提升多微电网储能充放电的协调性,提出一种基于主从博弈的多微电网储能容量优化配置方法。配电网作为博弈主体,考虑价格杠杆对微电网储能充放电行为的影响,以配电网运行成本最低为目标对电价进行调整,下发给博弈从体。多微电网为博弈从体,考虑运行策略对容量规划的影响,以各微电网年化总成本最低为目标,建立微电网储能容量双层优化配置模型,确定对应电价下微电网的最优储能容量及运行策略。IEEE33节点系统算例分析表明,通过价格杠杆对微电网的储能容量进行优化配置后,既提高了微电网自身的收益,又减小了配电网的运行成本。     

基于协同进化蚁群算法的含光伏发电的配电网重构

文章提出了一种基于协同进化蚁群算法的含光伏发电的配电网重构方法,该方法将复杂的含光伏配电网重构问题分解为一系列相互联系的子优化问题,建立了以配电网网络损耗最小和负荷均衡化率最小的多目标子区域优化模型,以及以系统总运行费用最小为目标的整体优化模型。各子区域内部采用蚁群算法独立求解,子区域间通过代表个体的交互配合和不断协同进化,最终实现整体最优的目的。由114节点配电网仿真结果表明:文章所提出的方法能有效提高算法的计算速度和求解质量;光伏发电接入配电网后,能够降低运行费用和减少开关动作次数,有助于配电网安全经济运行。     

抽蓄联合全可再生能源孤岛微网配置优化模型

针对全可再生能源孤岛微电网中的源荷功率平衡问题,研究基于抽水蓄能快速启停和强调节能力的风-光-抽蓄联合孤岛微电网电源与储能系统容量配置多场景鲁棒优化方法。针对海岛负荷需求特性及可再生能源、抽蓄资源分布特性,研究了适用于海岛的包含风、光、抽蓄和蓄电池组的孤岛微网拓扑结构模型;考虑海岛抽水蓄能及蓄电池电能储放特性、可再生能源出力不确定性以及岛内负荷需求不确定性,研究了微网功率协调优化方法,建立以孤岛微网成本最小为目标的容量配置鲁棒优化模型及其求解算法。以某海岛的实际负荷需求及可再生能源发电资源数据为基础的仿真结果表明,文章所提出的抽蓄联合孤岛微电网的容量优化配置方法,在实现经济性目标的同时,可以有效地提升可再生能源利用率和微网在多种场景下的运行可靠性。     

基于需求相关性分组预测的主动配电网分布式电源规划方法

为了有效地提高分布式能源的利用率,增加主动配电网供电的可靠性和经济性,提出了一种基于负荷预测的分布式能源和储能系统联合选址定容规划方法。采用需求相关性分组-多时间点方法对负荷进行预测;综合考虑线路损耗、储能系统调峰和新能源发电成本对局域配电系统影响,以功率平衡为约束条件建立了多目标优化模型;采用改进的遗传算法进行多目标优化求解;基于IEEE-RTS 24总线系统对配电网进行规划。结果表明,文章所提出的规划方法能够合理配置分布式系统容量,保证电网经济运行,为主动配电网规划和扩容提供依据和方法。     

“双碳”目标下灵活性资源的多维度实时调控模型北大核心CSCD

基于我国提出的“双碳”目标,针对多主体可调控灵活性资源的多维度实时调控进行建模。分析了灵活性资源的基本含义和分类,说明了“双碳”目标对灵活性资源的要求,提出了包含若干微电网的灵活性资源调度结构,阐述了多层级资源优化协调的流程关系。建立了灵活性资源优化调度的双层模型,下层模型负责微电网内部优化,上层模型确定与主网和天然气网络的交换功率。说明了能量管理系统与微电网集群管理商的信息交换模型在数据传输过程中数据与能量管理系统的匹配度。利用仿真分析验证了文章提出模型的有效性。     

分时电价环境下计及电动汽车充放电影响的微电网优化控制策略

文章结合电动汽车出行特性与电池特性,提出了电动汽车有序充放电模型;以计及电动汽车充放电影响的负荷曲线为基础,提出了以经济效益和环境效益为优化目标的微电网运行优化模型。在典型微电网中,通过差异进化算法求解模型,比较不同情况下电动汽车的充放电功率变化与微电网的优化控制策略及优化结果,验证了所提策略的正确性与有效性。     

直流微电网的多端虚拟储能协调控制技术

直流微网中可控性逐渐增强的源-储-荷需要高效的协调方法充分发挥其并网支撑潜力,将可控负荷、风机向储能归类处理后,使其虚拟出储能设备的充放电响应,便于提升系统的能量管理及运行能力。分析了可控负荷、风机旋转动能与电容储能间的转换关系,分别建立源于负荷和风机的虚拟储能模型。考虑负荷收益、储能折损和调风成本,建立基于虚拟储能的源储荷协调优化模型,计算不同时段的虚拟电容值,以实现系统长期经济运行。在此基础上,通过划分直流微电网的运行区域,提出虚拟储能的协调控制方法,以提高系统的电压稳定性。通过搭建直流微电网仿真系统,仿真结果表明,所提控制策略可显著提高微电网的经济效益和直流电压稳定性。     

基于MAS微电网的需求响应互动定价优化模型

新能源发电不同于配电网中常规机组发电,其可调节性差,调度弃电损失大。文章考虑到微电网中柔性负荷的可调度性,使用需求响应作为经济杠杆,以尽可能利用新能源供电,减少弃电量和提高用户侧与供电侧经济性为目标,提出含弹性因子的分时定价策略对负荷功率进行日前调度。为实现微电网的发电侧与用户侧的互动及其复杂调度,采用JADE软件平台,构建基于Multi-Agent System(MAS)的微电网需求响应互动定价优化模型,通过联合多个代理体使用改进的粒子群算法寻优验证了所提方法的有效性。     

分布式电源电动汽车充电站储能系统电价分析

含分布式电源的电动汽车充电站的可再生能源供给常常小于电动汽车充电负荷,须要配电网辅助补充部分电能,不利于配电网的稳定运行。文章提出基于微电网内不平衡率的充电站储能系统的电能与电网电能联动策略。考虑配电网有峰、谷、平3种电价,故将充电站储能系统SOC分成3部分与之相对应,根据微网内可再生能源实时出力与负荷求出不平衡率U_R。当充电出现缺额时,由充电站储能系统和电网以不平衡率为比例协同补充充电缺额,实现了微电网内的能源协调控制。文章采用蒙特卡洛方法模拟电动汽车负荷,通过对比不同用户响应度的配电网等效负荷和充电站储能系统SOC,验证了该策略在微电网运行优化的有效性。该策略充分发挥了充电站储能系统和电网的联合运行优势,减小了电网负荷峰谷差,优化了电网负荷曲线。     

基于分层微电网的分布式协同控制策略研究

为了满足微电网系统稳定经济运行的功率精确分配要求,提出了基于分层微电网的分布式协同控制策略。以多变流器下垂稳定控制作为一级基础控制层,设计二级分布式电压修正控制策略,用于克服一级电压偏移问题;以各微源综合发电成本为目标函数,实现微源与负荷供需功率匹配为约束的三级一致性分布式优化控制策略。通过以上三级控制策略,减小微网系统各个微源下垂输出电压波动,增强系统稳定运行的鲁棒性,实现微网系统最优功率分配。文章以搭建的仿真模型验证了所提出的控制策略在微网稳定经济运行方面的有效性。     

计及综合需求响应和不确定性风险的电气热耦合型微电网协同优化

多能耦合型微电网是提高系统运行效率和促进风电消纳的重要手段,文章提出了计及综合需求响应和不确定性风险的电气热耦合型微电网协同优化模型。该模型在分析多种能源交互响应特性的基础上,基于价格的综合需求响应引导用户用能行为,平滑系统负荷曲线。另外,通过分析不确定性的随机特性和模糊特性,提出一种基于可信性理论的风险评估方法,定量分析了风力发电的不确定风险,用来权衡多能耦合型微电网运行的效益和风险。最后,利用进化捕食算法求解所提模型,仿真结果表明,所提模型提高了可再生能源利用率,增强了微电网对不确定风险的抵御能力,并降低系统运行费用。     

考虑通信灵活性的5G基站与含光伏电源配电网多目标区间规划

提出一种考虑通信灵活性赋能的5G基站与含光伏电源配电网多目标区间协同规划方法。首先,在深入分析5G基站与配电网交互机理的基础上,综合考虑基站能耗、通信容量及覆盖范围等方面特性约束,计及单基站级（带宽灵活分配）与基站群级（蜂窝呼吸机制）灵活性资源,构建5G基站需求响应模型。鉴于系统经济性和环境性之间的固有矛盾,分别以系统投资运行成本最低和碳排放量最小作为优化目标,建立5G基站与含光伏电源配电网协同规划的多目标区间优化模型。该模型通过对5G基站设备配置及接入节点选择、配电网扩容、RES配置及运行管理策略优化,并利用区间方法处理电力/通信负荷和RES不确定性,达到系统经济和低碳效益的同时优化。利用区间序关系和可能度法将所建模型转化为确定性优化问题,采用NSGA-Ⅱ算法进行求解。算例采用修改的IEEE-33节点系统,计算结果验证了所提方法能有效降低协同规划成本,促进可再生能源的消纳利用。     

考虑灵活性负荷异构性质的多类型储能优化配置北大核心CSCD

灵活性负荷与多类型储能协调优化是实现电力系统电力电量平衡的重要方法,随着大规模灵活性负荷广泛接入电网并参与需求侧响应,灵活性负荷的异构特性已难以适应电网规模化调控需求、无法充分挖掘其调节潜力。本工作提出了考虑灵活性异构负荷的多类型储能优化配置策略,通过聚类灵活性异构负荷建立泛化模型,匹配负荷特性与电网调控需求。首先,基于灵活性异构负荷用电曲线和调节潜力的差异化特性,将典型异构负荷聚类为可转移负荷、可削减负荷和可调节负荷,并建立相应的泛化模型;基于此,提出灵活性异构负荷与多类型储能协调优化策略,以计及发电侧、电网侧、储能侧和负荷侧成本的系统综合运行成本为优化目标,利用混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)实现多类型储能的最优配置;最后,通过算例对比分析验证了所提协调优化方案的可行性与有效性,相比于单独考虑灵活性负荷、储能参与系统调控,灵活性负荷与多类型储能协调优化不仅可以实现地区电网电力电量平衡,而且可以降低系统运行成本,提升电网经济效益。     

考虑风光不确定性的分布式能源集成虚拟电厂收益-风险均衡模型

文章将风电场、光伏发电、小水电站等分布式能源聚合为虚拟电厂,并考虑价格型需求响应负荷及激励型需求响应负荷,以运营收益最大化为目标,综合考虑负荷供需平衡约束、机组运行约束以及旋转备用约束等,构建虚拟电厂常规调度优化模型,利用条件风险价值法(CVaR)和鲁棒随机优化理论构造虚拟电厂风险规避优化模型。最后,以独立微电网作为实例对象,验证了模型能够在最大化经济效益的同时,最大化利用清洁能源,合理控制运营风险,实现虚拟电厂最优化运营。