高比例可再生能源背景下移动式储能规划

分布式可再生能源在配电网中的渗透率不断提升,将影响配电系统的安全稳定运行。作为一种具有时空灵活性的储能系统,移动式储能可提供各类公用事业服务保障配电网的安全稳定运行。为实现合理投资移动式储能,本文提出移动式储能接入位置与容量规划方法。首先,确定影响规划问题的不确定因素,综合考虑各不确定因素自身的时序相关性与相互间的互相关性生成运行场景。而后,构建两阶段随机优化模型,在第一阶段配置移动式储能数量并规划接入位置,第二阶段以不同场景下移动式储能在配电网中经济调度产生的期望效益评估第一阶段优化结果的合理性,并采用遗传算法与优化求解器的进行求解。最后,在IEEE-33节点配电网络和29节点交通网络中验证模型及算法的有效性。     

基于风险理论的配电网储能优化配置方法

合理的配电网储能容量规划对消纳分布式光伏及电网的稳定运行至关重要。提出了一种基于风险理论的配电网储能优化配置方法。首先,从系统灵活性角度给出了面向分布式光伏消纳的条件风险价值计算方法,再给出了储能成本计算方法,并以风险价值和总规划成本最低为目标,在考虑传统火电机组、分布式光伏、储能与负荷之间的协调优化基础上,构建储能的优化配置模型,利用混合粒子群算法进行求解。经对江西省会昌县某配网线路进行分析表明,所提出的规划方法合理有效。     

风电-光伏-抽水蓄能-蓄电池联合发电系统容量及运行协同优化

文章研究离网型风电-光伏-抽水蓄能-蓄电池联合发电系统的容量及运行两阶段协同优化。其中,一阶段容量优化模型以最小化联合系统的平准化度电成本为目标,利用量子粒子群算法求解系统容量优化配置。二阶段运行优化模型以最小化失负荷率为目标,考虑不同储能的运行约束,利用混合整数线性规划求解联合储能协同运行策略。案例分析结果表明:抽水蓄能-蓄电池联合储能通过协同优化运行可有效消纳风电、光伏的多余电能,并补充不足负荷,实现零弃风弃光损失及零不足负荷,从而验证了优化方法以及联合储能系统的有效性。     

风储联合调频中储能的容量优化配置

从风电场自身的一次调频能力出发,将储能控制与风电机组变桨距控制相结合,采用机会约束规划处理可信度和运行成本间的关系,考虑储能全寿命周期成本,以风储联合调频运行成本最小为优化目标,建立机会约束规划模型,利用蚁狮算法进行求解得出风电场储能功率和容量的最优配置方案,通过算例验证,模型可降低系统一次调频总成本和所需配置储能容量。     

台风下调节海上风电爬坡预防控制模型

考虑台风天气对海上风电场的影响，提出了储能参与电网调节的海上风电梯次停运方案，缓解了台风天气对大规模海上风电并网的危害。基于发电机容量及爬坡率的调节能力，根据气象台的台风数据建立了Yan Meng风场模型，能够预测海上风机梯次停运时间，从而延缓海上风电功率爬坡，提前调度火电机组的出力和优化储能配置。在IEEE-RTS24节点系统进行仿真验证，采用CPLEX进行求解，对比了3个不同策略下火电机组不同的出力特性，结果表明所提模型可实现系统安全稳定运行，同时减少系统运行成本。     

计及风电不确定性的区域互联动态经济优化调度方法

结合含风电场的区域互联电力系统运行特点,考虑风电出力、负荷的不确定性因素以及电力系统安全运行约束,建立计及系统燃料费用、机组运行维护成本、风险成本的区域互联动态经济调度优化模型,并以一种融合拉丁超立方采样、场景缩减法和自学习差分算法的优化方法对所提模型进行求解。该方法根据风电和负荷预测误差采用拉丁超立方采样技术生成大量样本,并对所生成样本结合场景缩减法进行缩减,再由自学习差分算法进行全局寻优,得到各场景所对应的最优调度方案。结果表明:采用该方法既能模拟出风电、负荷的不确定性特点,又能避免建立过于复杂的随机性模型,降低了建模和求解的难度,同时所提自学习差分算法具有良好的收敛特性及鲁棒性。因此,所提优化方法对区域互联电力系统优化调度具有参考价值。     

基于相关机会规划的风电并网容量优化分析

风能的随机性和间歇性强，所以与传统发电形式相比，风电场容量可信度低，如何计算系统中的最大风电并网容量是风电规划所面临的重要问题。基于相关机会规划理论，在保证系统安全运行的前提下建立了计算风电并网容量的优化分析模型，模型中引入了风电的发电能力约束，并考虑了风电场减出力控制措施的影响。该模型适用于不确定环境下的随机事件评估，基于IEEE 39节点系统的风电并网容量优化结果验证了模型的可行性。     

含分布式能源的主动配电网“源-网-荷-储”协调经济调度

与传统配电网运行模式相比,主动配电网通过对分布式电源、储能装置、用户侧需求响应资源等多种需求侧资源实行主动有效的调度管理,能够实现"源-网-荷-储"的协同管控,提高系统效率。针对主动配电网"源-网-荷-储"协调经济调度中面临的多重不确定因素,本文提出了基于区间参数规划和随机鲁棒性优化的混合优化模型,以实现主动配电网优化辅助决策。该方法能够有效处理系统中多种形式的不确定信息,保证最优调度方案在不确定风险下可兼顾系统运行可靠性和经济性,并探索价格型需求响应机制对主动配电网"源-网-荷-储"协调优化调度的影响。通过算例分析,验证了此混合优化方法的可行性与有效性,为含分布式能源的主动配电网决策者提供不同风险偏好下的决策参考。     

场景削减技术在配电网损耗分析中的应用

配电网中风机接入量不断增加,而含风电的配电线路损耗分析需要求解大量系统状态情况,存在计算量大的问题。笔者提出基于场景削减技术的系统损耗分析方法。首先由实际风速数据和风机功率模型求解风机输出功率;然后采用场景削减技术将风机输出功率削减为8个风功率场景;最后将风功率场景应用于系统损耗计算中,并与所有风机输出功率情况下系统损耗值对比,说明所提方法的有效性。     

基于NSGA-Ⅱ的多目标风光水储互补优化模型

构建以新能源为主体的新型电力系统逐渐成为电力行业转型升级的发展趋势。由风电、光伏、水电、储能电池多种新能源组成的多能互补系统,通过对出力条件（风力发电机出力、光伏组件出力、水电站水轮机组出力）、储能电池容量以及充放电功率等约束的综合考虑,建立以系统出力波动性最小和运行经济效益最大为目标的多目标优化模型。利用改进粒子群优化算法和NSGA-Ⅱ优化算法,以中国西北地区某风电场、光伏电站、水电站以及电化学储能电站组成的多能互补系统为例,验证目标模型和求解方法的有效性。算例与结果表明：相比改进MOPSO,采用NSGA-Ⅱ算法求解此风光水储联合系统中的多目标问题可以减少15%的出力波动,提高28 835元/年的经济效益,相对风-光-储互补系统,小型水电站的加入通过NSGA-Ⅱ算法可降低31%的出力波动。     

考虑配电网安全性的虚拟电厂博弈优化调度

虚拟电厂(VPP)的调度研究多以经济性为主,忽略了对配电网安全运行的影响。基于非合作博弈理论提出一种兼顾经济性和安全性的优化调度。首先,分别以VPP收益最大和配电网电压平方差最小为目标,建立经济调度模型和安全性模型;其次,分析博弈要素,建立考虑经济性和安全性的非合作博弈模型;最后,通过算例仿真,对3个模型的仿真结果进行对比。结果表明：所提优化调度在VPP经济收益较大的同时使配电网各节点电压更趋近额定电压。     

考虑尾流效应与载荷损耗的风电场优化控制

为降低尾流效应对风电场内风电机组输出功率和所受载荷影响,分析了风电机组运行状态与尾流分布、功率输出、载荷损耗之间关系,提出一种考虑尾流效应与载荷损耗的风电场优化控制模型。针对控制模型维数高,耦合参数多的问题,采用一种基于改进非线性收敛因子和引入混合蛙跳算法最差蛙位置改变策略的改进鲸鱼优化算法(IWOA);以模型轴向诱导因子为控制变量,功率输出最大和载荷损耗最小为目标函数,对丹麦Horns Rev1风电场进行仿真分析。结果表明,所提优化控制方法可有效提高风电场输出功率,降低风电机组载荷损耗。     

配电网检修计划优化模型设计

从中国配电网的实际情况和配电网设备检修工作的实际需要出发，挖掘和提炼了电网企业最关心的检修计划优化目标以及制定计划中所要考虑的各种影响因素和约束条件，建立了在保证配电网安全运行的前提下，以最大限度提高配电网的供电可靠性、降低设备检修造成的网损为目标的优化模型，并针对该模型探讨了相应的求解方法。     

考虑抽蓄-风-光-火联合系统运行经济效益的日前优化调度研究

可再生能源大规模开发与利用将助力我国"碳达峰、碳中和"目标的实现。为应对未来大规模具有随机性、波动性和间歇性的可再生能源并网,在兼顾已有火电机组运行的基础上,需推进灵活性储能与可再生能源的联合运行,以实现可再生能源安全经济并网。构建了抽蓄-风-光-火联合运行系统日前优化调度模型,运用Yalmip优化工具箱进行求解,得到联合系统在多种工作场景下日前优化调度结果。结果表明,抽水蓄能可提高联合系统运行经济性,降低系统治理污染成本,减少系统CO₂排放量,提升火电出力稳定性;不同容量配比下的各场景经济性有所差异,联合系统经济效益与可再生能源渗透率呈现非线性相关关系。     

双重体制下分布式风电技术适用性多维综合评价研究

计划与市场双重体制下,分布式风电并网将对电网的安全、稳定运行造成不同维度的影响。为此,提出一种双重体制下分布式风电技术适用性综合评价模型。首先,构建风机出力-风速模型,模拟分布式风电出力;其次,分别从可靠性、安全性、灵活性和经济性等维度构建多维评价指标体系,建立了基于最大熵原理和离差平方和的组合赋权模型;最后,运用综合评价模型进行评分与仿真分析,算例结果验证了所提方法的有效性。     

基于改进遗传算法的储氢容量优化

针对储氢设备容量配置存在的经济性和并网风电质量往往不能兼得的问题,建立了风氢互补发电系统储氢容量配置双层规划模型,同时以"泛在电力物联网"为背景,将氢能交易带来的利润计入成本当中。根据风电波动特性,选用改进中值滤波算法以特定频率对风电输出信号采样,改进算法的选择算子以提高遗传算法全局搜索能力。最后在Matlab中仿真对比3种方案,结果证明改进算法具有一定的优势且所提优化方案可降低风电波动率以及储氢容量。     

基于粒子群算法的风电——抽水蓄能联合运行优化研究

从提高风电场效益与供电可靠性的角度出发,建立了风电—抽水蓄能电站联合运行系统的优化模型。利用混沌初始化与混沌扰动的思想对基本粒子群优化算法进行了改进,并对模型进行了求解。运用算例验证了计算方法的正确性,证明了风电—抽水蓄能电站的联合运行,能够提高风电场的收益和供电可靠性,有效缓解了风力发电的随机性和间歇性难题。     

基于改进引力搜索算法的风电功率短期预测优化调度研究

考虑到风电功率本身的随机波动特性,在制定日前市场经济预调度方案过程中,需要将风电功率不确定性因素考虑进来。因此,利用机会约束规划方法来建立包含风电场在内的日前经济调度随机优化模型,并选用改进的引力搜索算法来求解所建立的模型。最后,选用具体算例,结合IEEE-30节点网络调试系统进行模型仿真,并利用仿真结果探讨了负荷水平对系统所容纳的风电容量的影响、风电功率预测偏差对预调度惩罚成本的影响、风电预测功率下不同成本系数对日前市场的影响。研究结果表明,利用改进引力搜索算法进行优化仿真的收敛速度比粒子群算法和遗传算法的收敛速度快,可靠性高。研究所得成果为日前市场经济下风电功率短期预测研究提供参考。     

基于过程状态特征化的电容器动态规划与控制

研究了电容器规划与动态控制问题，首先建立了给定时段内配电网有功能量损耗的评估模型，并在考虑负荷变化的情况下，依靠过程状态特征化的概念构造了一个以系统能量损耗最小为目标的无功优化策略，适当的线性化处理和逐步修正思想大大简化了电容器规划与动态控制问题的数学模型，降低了求解难度，运用静态计算方法解决了动态优化问题，有效降低了动态无功优化所需的计算量。应用所提出的策略对IEEE-69节点配电系统进行了仿真计算，验证了所述方法的合理性和有效性。     

平抑算法对风电并网平滑度判据标准研究

风电场并网母线出口侧建设储能系统,能平抑风电有功功率波动,使风电有功功率满足国家电网风电并网标准。分析了3种不同的储能系统的风电有功功率波动平抑算法对风电并网平滑度的判据,针对装机容量50 MW的风电场限定了其并网功率在1 min和10 min内功率波动的最大变化率,并对风电系统输出功率的平滑度判据标准和储能系统最大功率及配置容量进行了比较,结果认为模型预测控制平抑算法对风电并网平滑度效果较好,经济性更优。