基于可能度的冷热电联供微网区间优化调度模型

提出了含多种能量转换途径的冷热电联供微网非线性区间优化调度模型。首先,以充分利用光伏、风电等新能源为目标,确定了实现电冷、电热、热冷能量转化的灵活冷热电联供微网系统。然后以此系统为对象,针对光伏、风电、冷热电负荷随机性问题,考虑分时电价、环境效益等因素,建立以系统综合运行成本最低为目标的非线性区间优化模型。根据区间可能度模型,将不确定性模型转化为确定性模型,结合改进粒子群算法进行求解。最后通过算例验证了该模型的合理性、灵活性,并结合仿真结果分析了区间可能度和负荷波动对综合运行成本的影响。     

考虑不确定性的微网日前经济优化调度区间线性规划方法

微网中的可再生能源发电出力和负荷功率都具有不确定性特征,在微网的经济优化调度中如何考虑这些不确定性因素的影响值得深入研究。为了能够表征微网中的这些不确定性因素,采用区间数学对风速以及光照强度变化的不确定性进行了区间数描述,并结合对负荷不确定性的区间描述,提出了微网日前经济优化调度的区间线性规划模型。然后,结合分时电价,考虑微网与外部电网的电能交换问题,应用CPLEX优化软件结合C++编程实现了区间线性规划求解方法。最后,以微网中储能对系统经济运行的影响分析为例,讨论了考虑可再生能源发电出力和负荷功率的不确定性对优化结果产生的影响。算例结果验证了所提模型和方法良好的鲁棒性能,显示了对不确定性优化问题求解的有效性。     

考虑预测不确定性的微网优化调度

针对现有技术下由于微网中不可控微源出力预测和负荷预测均存在误差较大而引起微网优化调度结果不准确的问题,提出在传统微网经济调度模型中增加不确定性描述模型,得到不同侧重点下的微网经济优化结果,并对结果进行分析。首先,通过利用区间数描述预测不确定性,并结合隶属度函数推导容忍度概念。其次,在并网运行模式的微网结构上建立以运行成本最低为目标函数的微网优化调度模型,并将该模型转换为区间数形式表示。最后,利用粒子群优化算法并以MATLAB为主要工具对上述模型进行求解,得到微网24 h出力优化区间解结果,并对结果进行详细分析。算例通过对某并网型微网进行分析,验证了所提模型的科学性和有效性。     

基于区间不确定性的微网有功—无功联合优化调度

针对微网优化调度问题,首先,考虑到可再生能源(如风电、光伏等)功率预测和负荷预测的不确定性,以及微网系统中有功潮流和无功潮流的强耦合性,提出利用区间描述不确定性,并建立微网系统的有功—无功联合优化调度模型。然后,采用区间序关系模型转换方法,将基于区间不确定性的联合优化模型转换成一般的确定性优化模型,以便于优化问题求解。最后,为验证所提出的微网系统优化调度方法,利用专业优化软件(GAMS)在典型的微网系统算例上进行数值仿真试验,并结合试验结果分析区间不确定水平对微网系统运行成本及各微电源出力的影响。     

含可再生能源的热电联供型微网经济协调的多目标优化调度方法

含可再生能源的热电联供型微网系统由于在节能、环保和经济等方面的优势,成为新能源利用的重要发展方向之一。首先构建了含风电机组、光伏电池、微型燃气轮机、燃气锅炉、蓄电池以及热/电负荷的热电联供型微网系统综合模型;随后,针对热/电负荷需求的不匹配性和随机特性,结合分时电价,建立起热电协调成本函数;最后,构建可综合考虑生产成本和热电协调成本的热电联供型微网系统的多目标经济协调优化调度模型。仿真算例表明所提出的多目标优化调度方法可有效提升热电联供型微网系统运行的综合经济性,对含可再生能源的热电联供型微网能量的优化管理具有积极的指导意义。     

计及供热区域热惯性的多微网调度策略

冷热电联供(combined cooling heating and power,CCHP)型微网可实现能量的梯级利用,提高能源利用率。建筑物的热惯性以及微网间的功率交互会对多微网系统的经济调度产生重要影响。针对含冷热电联供系统的多微网,首先建立了考虑供热区域热惯性及微网间功率交互的多微网经济调度模型。该模型以多微网系统经济性最优为目标,考虑了微网间的功率交互,并增加了散热器散热量作为控制变量,将传统热负荷平衡约束转化为室内温度满足人体舒适度要求。之后通过算例分析比较了不同运行方式下,微网中微源的运行情况和多微网系统的经济性。结果表明,综合考虑供热区域热惯性以及相邻微网间功率交互会改变微网中各微源的出力,提高多微网系统的经济性。     

考虑储能效益的微网经济调度

针对风电并网对微网系统调度的影响,结合储能系统快速释放和吸收电能的特点,提出了以储能供应商为主体的微网经济调度双层优化模型。模型构建以储能供应商套利收益最大为上层目标,以微网运行效益最大为下层目标;在模型求解上,将下层优化模型运用KKT条件转化后得到新的混合整数线性规划模型。以某一微网系统为数值算例,计算并分析了影响上层优化最优值的相关因素及微网中的不确定因素对调度结果的影响,为下一步实践提供了重要依据。     

考虑不同群体效益的微电网经济调度模型研究

针对微网运行期间不同受益群体追求的目标不同,提出在传统微网经济调度模型中加入描述电力系统可靠性水平的期望失负荷指标,建立含3种受益群体的微网经济调度模型。首先给出了基于热电联产的微网结构。之后,提出运用层次分析法建立考虑经济因素、可靠性因素和环境因素的以微网日运行成本最低为目标函数的微网经济模型。最后,结合粒子群优化算法和典型调度策略在MATLAB环境下对上述模型进行求解。算例结果表明该模型能够在满足不同群体要求的基础上达到经济最优,实现经济调度,验证了模型的科学性、真实性和有效性。     

交直流混合微网优化配置研究

交直流混合微网结合了交流微网与直流微网的优点,其优化配置问题是目前研究的热点。围绕包含风力发电、光伏发电和储能电池的交直流混合微网系统,综合考虑了换流器配置、设备的随机故障、微网的运行模式、子微网间的交互功率和微网与主网的交互功率波动约束,建立了以安装成本、运行成本和可靠性成本之和为目标的优化模型,运用混合整数线性规划求解。讨论了不同直流负荷比率下的合理配置,并与传统交流微网进行了对比分析。算例表明:交直流混合微网在成本和可靠性方面有一定优势,并随着直流负荷比率的增大优势更加明显。     

基于区间优化的冷热电联供型多微网日前优化调度

冷热电联供型多微网系统日前优化调度需综合考虑源荷的不确定性、微网间热电功率交互及不同利益主体间的博弈。将各微网作为不同的利益主体,利用区间数描述风光分布式能源和冷热电负荷功率的波动性。以各微网中可控微源出力、可调度电负荷以及微网间的热电交互功率和交互电价为优化变量,建立目标为各微网运行成本最小的纳什议价合作博弈模型。将该非凸优化问题等价变换为两个凸优化子问题,并采用区间序关系和可能度将对应子问题的区间优化模型转化为确定性的凸优化模型。为保证用户的隐私,利用加速的交替方向乘子法对两个子问题进行了分布式求解。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性和合理性。     

基于区间线性规划的区域综合能源系统日前优化调度

针对区域综合能源系统在市场环境下的优化调度中未充分考虑多个系统互联及光伏/负荷的预测误差等不确定性的现状,研究基于区间线性规划的区域综合能源系统日前优化调度方法。采用区间数对光伏出力及负荷的不确定性进行区间描述,以能源服务公司利益最大化为目标,综合考虑多能互补和网络互联及环境效益,并采用分时电价制度,建立基于区间线性规划的区域综合能源系统日前经济优化调度模型,其目标函数及优化变量均以适宜区间来表示。采用强化区间线性规划方法进行求解,能够保证解空间的绝对可行性。通过算例分析验证了该方法的可行性与合理性,仿真结果表明:在多个能源服务公司参与交易的背景下,区域综合能源系统及配网的互联可提高能源服务公司总盈利,区间形式的最优解为决策者提供了选择空间,可以反映系统中不确定因素对能源服务公司盈利的影响。     

基于改进混沌粒子群算法的多源独立微网多目标优化方法

针对目前独立微网优化运行中微源类型与场景设计较为简单、未充分考虑可控负荷作用等问题,以可控负荷作为网内功率平衡的辅助手段,研究多源独立微网的调度优化问题。建立了使发电成本、切负荷补偿成本及微网环境效益最优的多目标优化模型。根据工作日、周末和晴、阴雨天组合设计了四种典型场景,在满足功率平衡等约束的前提下实现独立微网的经济调度。针对优化变量多、场景复杂的微网优化模型,提出了改进的混沌粒子群算法(Chaos Particle Swarm Optimization, CPSO)用于优化问题求解,验证了模型和算法对不同场景微网优化问题的有效性。     

含电动汽车的微网鲁棒经济调度

微网中风电、光伏等新能源的渗透率通常较高,其固有的随机性和波动性给微网安全经济调度带来了新的挑战。针对微网运行中各种不确定性因素的影响,综合考虑风电、光伏、柴油机组、燃料电池等分布式电源的运行特性,建立计及电动汽车V2G放电损耗成本的鲁棒经济调度模型,并提出协调鲁棒调度经济性和鲁棒性的不确定集优化方法。该方法通过评估调度计划的弃风弃光和切负荷风险,将调度计划的鲁棒性转化为经济成本,优化出使得综合成本最小的不确定集。算例讨论了不确定集选取与微网运行成本、风险成本、综合成本的关系,分析了切负荷成本、动力电池放电损耗成本对调度计划的影响,从而验证了所提模型和方法的可行性和有效性。     

基于含多微网接入的主动配电系统自主优化经济调度

针对含多微网接入的主动配电系统经济调度方法在中断负荷的影响下,调度结果与微网出力情况不一致导致的经济性差的问题,提出基于含多微网接入的主动配电系统自主优化经济调度方法。以多微网的电源特性为依据,计算主动配电系统的运行成本和环境成本,以运行成本和环境成本经济效益最大化为目标,建立自主优化经济调度目标函数,并从环境成本和运行成本两方面设计目标函数的约束条件,进行支路潮流约束,限制微网的输出功率等,使配电系统输出功率变化与电池出力情况变化趋势保持一致,在约束条件下求解目标函数,获得目标函数解集,求解集合中各个解与理想权重的接近程度,筛选出最优解,实现主动配电系统的自主优化经济调度。实验结果表明：设计的调度方法在中断负荷的情况下,运行成本低,优化水平高,微网输出功率稳定,并且与电池出力情况一致,该方法的经济性得到了提高。     

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。     

考虑可削减负荷参与的含风光储微网经济优化调度

现有的微网经济运行大都以分布式电源及储能单元为可控变量进行优化调度,对微网负荷资源的管理关注较少。首先提出了微网中可削减负荷补偿代价模型,其次以微网运行一天综合经济成本最低为目标建立了可削减负荷、分布式电源、燃料电池联合优化调度的四种模式。以一典型微网系统为例,在Matlab环境下编写了优化算法程序,针对四种模式建立了能量优化调度策略,分析了四种模式下微网优化运行结果。仿真结果表明,微网与主网间的能量双向交互能明显降低微网的运行成本,可削减负荷的参与能够有效提高微网运行的经济性。此外,优化模型为微网中联合优化调度进一步发展提供参考依据。     

电动汽车与分布式电源的微网经济调度

微网的运行可以很好地利用分布式能源,并实现需求侧管理的效益最大化,但是分布式电源的波动性使得微网的运行风险增加,同时也需要一定的储能投资。电动汽车电池作为一种储能装置可以为微网系统运行提供辅助服务。建立了分布式发电和电动汽车经济调度的多目标优化模型,以微网系统运行成本最低、系统等效负荷波动最小以及电动汽车车主的充电成本最少为目标,求得电动汽车的充放电功率,很好地配合了系统负荷以及分布式电源的出力波动,优化了系统的运行。     

计及分类需求响应的孤岛微网并行多目标优化调度

孤岛微网优化调度中的源荷协调性非常重要,却常被忽视。针对孤岛微网的运行特点,计及分类负荷需求响应,构建了以系统运行成本及污染排放最小化为目标的微网源荷协调多目标优化调度模型。并引入多核并行运算环境和多种群并行交叉变异机制,构建新型的并行多目标微分进化(PMODE)算法对模型进行高效求解,以调和常规智能算法寻优深度和速度间的矛盾。结合应用结果分析了分类负荷发生转移及削减前后对微网内各分布式电源的出力影响和负荷的峰谷调整状况。表明所提出的孤岛微网源荷协调优化调度模型可有效实现节能减排和提升风光消纳率,并验证了PMODE算法的优越性能。     

含DG的主动配电网供电路径优化的研究

含分布式电源(distributed generation,DG)的主动配电网供电路径优化可以提高配电网运行的经济性和可靠性,并达到平衡负荷的目的。不确定性的DG出力、负荷的描述及求解是研究的难点。文中引入区间数以描述DG出力和随机负荷的不确定性,建立了以区间数表示的网络损耗为目标的主动配网供电路径优化模型;在Ybus高斯迭代潮流方程的基础上结合区间分析建立了区间潮流计算模型,对区间的加减法引入仿射运算有效地克服了区间运算过于保守的问题;最后,结合邻域搜索以及克隆选择算法提出了求解上述模型的优化方法,以实现考虑多种不确定因素下配电网供电路径的优化。算例分析验证文中所提方法快速性和有效性。     

基于多模态多目标果蝇优化的风光燃储微网优化调度

为了实现风光燃储微电网经济环保优化运行,提出了基于种群分区多模态多目标果蝇优化的微网优化调度算法。引入可平移负荷和可中断负荷响应,建立了以风光燃储微电网的运行经济成本和环境污染成本最小为目标函数的多目标优化模型。模型的求解采用三分区的多策略多模态多目标果蝇优化算法——将果蝇种群分为3个区并引入特殊拥挤距离,自适应地调整收敛性和多样性。与5种其他算法进行对比仿真实验,结果表明,所提出的风光燃储微网优化调度算法在全局最优求解、收敛性、多样性以及所得到的最优解集精度等方面具有明显的优势,能有效降低微电网优化的运行成本和环境成本。