微电网监控与能量管理系统开发

微电网监控与能量管理系统是以计算机和通信网络为基础,具有数据采集与数据处理、全景图形展示、功率优化控制、电源管理、负荷管理和顺序控制等功能的微电网一体化自动控制系统,实现对微电网的实时监视、控制和能量管理的目的。以某光伏/储能微电网为背景,分析了监控与能量管理系统功能需求,介绍了硬件和软件结构,并对自主开发的系统进行了试验和验证。     

微电网监控与能量管理装置的设计与研发

为满足对微电网进行监控和能量管理的需要,借鉴智能变电站分层体系结构,提出了由设备层、管理层和优化层3个逻辑层次构成的微电网监控与能量管理一体化系统。并基于此,设计了位于管理层的微电网监控与能量管理装置(MMEMD)。MMEMD的主要功能包括:采用异构通信技术对微电网中各类分布式电源、储能、负荷及开关等设备进行实时监控;通过微气象监测功能对风光出力进行超短期预测;将"源—储—荷"的运行信息统一转换为IEC 61850信息模型,并通过通用面向对象变电站事件(GOOSE)通信服务与优化层进行信息交互,以及配合优化层进行微电网的多时间尺度协调控制和能量优化。在介绍MMEMD软硬件设计的基础上,构建了实验平台对MMEMD的主要功能进行了实验验证。     

微电网能量管理研究

微网作为传统电网的衍生,由其自身的网络结构及分布式电源等新特性,使得传统的能量控制方法已不适用于微网。首先对微电网的结构特点进行了描述,接着从单微网的本地能量调度延伸到多微网之间的能量协调以及经济运行优化等方面进行分析,最后对微网能量管理的研究现状进行了总结,指出了微网能量管理的发展需求和趋势。     

直流微电网能量管理综述

随着微电网技术的不断发展,不少技术难题逐渐出现,例如微电网的规划设计、微电网的保护与控制、微电网的能量管理、微电网的仿真分析等。这些技术难题也是微电网领域的研究热点。相较于交流微电网,直流微电网更具有优势。通过总结直流微电网能量管理的研究现状,分析直流微电网中不同的能量管理策略,并比较不同策略间的优缺点,最后总结为该领域的进一步研究和发展提供参考。     

微电网分层分布式能量优化管理

以系统经济性、环保性、供电可靠性为优化目标,提出基于多代理系统的微电网分层分布式能量优化管理策略,将传统集中式能量优化转变为包含细化变量定义域的微电源分布式计算、基于遗传算法的中心控制器优化、修正优化解的分布式并行调节以及生成最终解的全局协调这4个阶段的分层分布式能量优化,并将各微电源的运行特性与用户控制目标以约束条件的形式,分散到各阶段予以实现。在此基础上,分别针对微电网单目标与多目标优化问题,介绍了各单元代理在每个阶段的工作任务和协作关系,并利用MATLAB和JADE平台构建针对未来24 h的系统优化算例。计算结果表明所提分层分布式能量优化策略能够弱化对微电网中心控制器性能的要求,并且具有更快的运算速度和较好的优化效果。     

国电南自智能微电网能量管理与控制系统通过鉴定

<正>近日,国电南自PDS6100智能微电网能量管理与控制系统项目通过中国电力企业联合会在南京组织召开的科技成果鉴定,经中国科学院、国家电网公司、中国电力科学研究院、南方电网科学研究院以及国内知名院所、高校等单位多位专家评审,一致认为该项目设计合理、技术先进,整体达到国际领先水平。该项目在重点调研国内外微电网示范工程与     

多能互补微电网的能量管理研究

微电网系统以其高效性、灵活性的运行优势在电力系统中不断得到重视。为使微电网系统能够稳定、可靠、经济地运行,文中以多种分布式能源为对象,建立了一个以综合成本最小为优化目标、满足多约束条件的微电网能量管理模型。以实际微电网系统为背景,讨论分析多能互补微电网在不同季节典型日条件下的运行经济性,并结合实际情况,给出一个典型微电网的经济运行方案。结果表明,文中所建立的模型具有很好的适用性,能够为微电网实际运行提供一定的理论指导。     

微电网孤岛过程中的能量管理研究

在具有高渗透率单相感应电机(SPIMs)的配电网中,出现由故障引起的孤岛后的电压恢复过程很慢,原因在于低电压引起的单相感应电机失速,在停转期间,单相感应电机会吸收高达3倍额定值的功率,这种现象可能导致诸多问题,包括保护装置动作导致的临界负载损失。对此,探讨了微电网孤岛过程中无功功率支持作用,提出了一种管理基于电力电子变换器的分布式发电无功功率新方法;介绍了一种基于灵敏度因子的弱载母线电压调节算法,将无功优化分配问题归结为线性规划问题,能快速求解,达到实时控制的目的。该两种方法在IEEE标准13节点试验馈线的微电网试验台上得到验证。     

微电网改进多时间尺度能量管理模型

为减小可再生能源随机性和波动性给微电网稳定经济运行带来的影响,考虑到可再生能源预测精度随时间尺度减小而提高的特点以及不同时间尺度能量管理之间的强耦合关系等因素,在常规多时间尺度能量管理框架的基础上,提出了微电网多时间尺度能量管理的改进模型及其协调控制策略,即通过在超短期调度与实时控制之间增加超超短期调度,在长期调度与短期调度之间增加缓冲边界约束,在超短期调度中加入与长期特性有关的储能荷电状态惩罚项等改进措施,实现对微电网能量管理的逐级细化、优化求解以及全局和局部的协调。实际系统验证表明,相比常规多时间尺度能量管理,所提改进模型及其协调控制策略具有精度高、求解速度快、充分协调各时间尺度优化等特点。     

微电网能量管理系统开发与应用

通过电气结构和控制架构设计,完成了硬件系统的搭建;在此基础上,围绕微电网与配电网友好互动的目标,进行软件系统平台和应用功能设计,开发了基于四维能量管理空间的微网能量管理系统,实现了微网短时的功率平衡和长期能量管理。     

多时间尺度微电网能量管理优化调度方案

提出一种多时间尺度微电网能量管理优化调度方案,该方案包括日前经济优化调度和日内调度2个阶段。在日前调度阶段,推导出锂电池运行成本函数,在不同放电深度下将锂电池寿命损耗归算于相应具体运行成本;考虑峰谷平各时段电价、光伏运行于MPPT和输出功率可控2种发电状态;根据日前光伏与负荷预测,以包含锂电池和燃料电池的运行维护成本、可中断负荷的中断补偿、从大电网购售电等总运行成本为目标函数进行功率优化分配,解决混合整数非线性规划问题(mixed-integer nonlinear programming,MINLP)。在日内调度阶段,根据功率波动、各时段电价以及分布式电源发电成本来调配分布式单元的运行,并且在调度过程中计入附加成本便于准确计算总运行成本。最后,针对算例,在优化调度的2个阶段分别使用LINGO 11.0与C++进行编程仿真计算,实验结果验证了调度策略的合理性。     

适用于工业园区的微电网系统能量管理

为了提高微电网系统输出特性,满足工业园区并网要求,提出一种基于功率预测、前馈控制的微电网系统能量管理策略。通过功率预测,高效控制微电网系统输出功率,跟踪厂区负荷;基于前馈控制的储能波动平抑,有效平滑系统输出,并提高电池应用效率。在RTDS实时仿真平台上,结合能量管理器,搭建微电网系统硬件在环测试平台,MW级风光储微电网系统工程的长期稳定运行验证了所提算法的有效性和稳定性。     

多微电网互联系统能量管理方法研究

随着微电网技术的快速发展,一定区域范围内的多个微电网能够互联互供满足区域供电需求,催生了多微电网系统的发展。多微电网系统是微电网的延伸和深化,对多微电网系统进行合理有效的管理成为解决微电网规模化运行的关键问题。多微电网存在着较多的分布式电源,风、光出力的不确定性也将影响到多微电网的运行。建立了多时间尺度能量管理,基于预测数据确定日前计划,在此之上,实时调度中对可再生能源最恶劣的运行条件进行优化。引入了考虑风、光不确定性的微电网能量管理系统鲁棒优化模型。通过列约束生成算法(CCG)对双层鲁棒优化问题进行求解。通过算例仿真,验证了所提微电网互联系统能量管理方法的有效性。     

基于下垂特性的微电网孤岛能量管理

微网孤岛工况下,采用灵活的控制方式提高系统供电可靠性与电能质量,具有深远的研究意义。文中分析了微电源的下垂控制特性,建立了无互联线的多微源并联控制系统。各微源根据P-f和Q-U下垂特性独立控制其输出的有功功率和无功功率,保障微网内的功率平衡;利用小信号法建立了逆变器并联系统的数学模型,设计出下垂控制参数,建立了等容量与异容量双微源并联微网仿真系统,验证了下垂控制方法的可行性及下垂参数选取的合理性。通过单微源实验,对下垂特性进行了实验验证,通过理论分析,计算实时监测反馈数据,与实验波形显示参数进行对比验证,表明了参数设计的正确性和下垂控制策略的有效可行性。     

用户侧微电网的能量管理方法综述

用户侧微电网是协调分布式发电与用户负荷的有效载体,而能量管理系统是提高其运行效用的重要途径。从用户侧微电网的能量管理需求与应用特点出发,系统论述了在线凸规划、在线模型预测控制、李雅普诺夫优化和在线线性规划等四类在线算法的基本原理。综述了其在微电网或类似系统能量管理中的应用情况,分析了不同在线算法的特点、性能、适用范围及评价指标。最后,简要总结了目前存在的难点问题与发展前景。     

智能微电网监控系统

文章设计了一套可应用在居民小区、小型工厂和偏远农村地区的微电网监控系统;基于STM32F103C8T6单片机组成下位机部份,主要负责控制微电网系统的运行、系统的并网接入、三相负载功率的平衡调节、上下位机的无线通信、保障系统安全运行的电流电压实时监测;由通信模块和软件平台模块构成上位机部分,主要负责微电网系统的远方控制以及系统内综合信息化管理,可在手持移动设备和笔记本上运行;该系统功能齐全,使用方便,能够实现一定意义上的智能电网。     

微电网逆变器能量管理策略分析与应用

文章旨在总结国内外有关微电网逆变器能量管理策略的最新研究成果,并为今后的研究工作提出建议。首先,介绍了逆变器能量管理策略在微电网运行控制中所发挥的作用。其次,总结了微电网逆变器能量管理策略的最新研究成果,针对不同方案的特点进行了分析比对。最后,为逆变器能量管理策略的进一步研究工作提出了建议。     

基于动态随机模型的微电网群能量管理方法

微电网可以协调调度分布式电源、储能装置和负荷,最大限度地利用可再生能源。文中以互联微电网群为研究对象,研究微电网间能量交易方法。针对微电网的动态随机因素,采用多时间尺度方法进行处理,包括日前调度和日内优化,提出微电网能量管理框架。然后建立微电网能量管理模型,包括日前调度模型和日内优化模型,确定其目标函数和约束条件,利用粒子群算法求解实现日经济成本最低,提高微电网群的经济性。选取3个微电网构成的微电网群系统进行算例分析,对所提动态随机模型、能量交易方法和能量管理模型进行验证和分析,仿真结果表明,文中所提微电网群能量交易方法能够有效提高微电网群的运行经济性。