基于混合整数线性规划的家庭微电网能量优化研究

灵活互动的智能电网鼓励用户侧与电网的积极互动,在互动中促进用户与电网企业的互利共赢。实时电价可作为电网企业发布系统调节需求的一种方式。同时,光伏系统、储能系统与电动汽车为家庭积极响应电网调节提供了可能。在实时电价的环境下,在含有光伏系统、储能系统和电动汽车的家庭微电网中,以蓄电池和电动汽车作为家庭中参与能量优化的主要对象,首先建立了蓄电池的充放电模型和电动汽车的充电模型;其次建立了以家庭微电网系统总运行费用最小为目标的能量优化模型,并采用了混合整数线性规划法对模型进行了求解。最后仿真验证,该模型能够有效地减少系统运行费用。     

基于分时电价和蓄电池实时控制策略的家庭能量系统优化

为增强家庭负荷优化调度策略的灵活性以及保证蓄电池的安全运行,提出一种基于分时电价和蓄电池实时控制的家庭能量管理系统优化调度策略。首先,以可调度负荷和蓄电池工作状态为约束条件,以家庭用户用电成本最小和净负荷曲线平坦度最优为目标建立了家庭能量管理优化调度模型。然后,从蓄电池动态控制方法出发,提出一种基于分时电价和蓄电池实时控制的家庭能量管理系统优化调度策略。该调度策略根据分时电价和蓄电池实时荷电状态对蓄电池充放行为进行控制,有助于降低家庭用户用电成本,并保证蓄电池安全运行。最后,采用二进制粒子群算法对模型进行求解。算例结果验证了所提调度模型和调度策略的有效性和优越性。     

基于退役动力电池的家庭储能容量优化配置

将退役动力电池梯次利用于家庭智能用电系统的储能,可有效提升动力电池使用寿命,实现资源的高效利用。考虑到家用电动汽车的普及化,文章提出了一种家用电动汽车退役动力电池梯次利用于家庭储能的容量优化配置方案。从家庭常用负荷、家庭可调控负荷、梯次储能系统、电动汽车和家庭光伏等角度,建立了家庭能量系统模型;综合考虑梯次储能的投资成本,以用户用电投入最少为目标函数,以家庭能量系统中元件的运行条件为约束条件,构建了梯次储能容量优化模型;分析了基于改进粒子群算法和模糊控制算法的梯次储能容量优化步骤;结合算例,对所提模型和算法的可行性进行了验证。结果表明,与无储能的系统相比,梯次储能的优化配置可有效降低家庭日电费量,且效果显著。     

基于用户满意度的家庭能量管理系统协调优化调度

家庭能量管理系统能够合理地调度用户侧的用电需求。建立了光伏发电模型、蓄电池储能模型以及家庭用电负荷模型,重点是针对考虑用户意愿情况下对可调度的柔性负荷工作状态矩阵建模,并建立用户电费最小的优化目标函数的基础上,提出了一种基于用户满意度的光蓄互补型家庭能量管理的协调优化调度策略。该策略既考虑了用户用电的实际情况,还整合了智能电网中新能源、储能以及需求响应等新技术,具有重要实际意义。最后进行算例分析,比较不同调度模式下的用户电费的情况,并验证了其模型的有效性。     

户用微电网能量调度日前计划研究

针对户用微电网能量管理实际情况,建立了基于储能水平控制的户用微电网日前用电计划优化调度模型,并给出了基于矩阵实数和0、1整数的混合编码方式的遗传算法的求解方法。通过控制储能单元的储能水平、合理安排可时移家用负荷的用电时间,使得家庭用电成本最小、可再生能源发电利用率最大。最后通过算例验证了所提出的模型与算法的可行性和有效性,该模型与方法不仅能够降低用户用电成本而且对上级电网起到削峰填谷的作用。     

计及电动汽车参与多元需求响应的微电网多时间尺度优化调度模型

为深入挖掘电动汽车的可调度潜力，缓解含高比例新能源微电网的供能压力，结合多元需求响应技术，提出一种考虑电动汽车资源参与的微电网多时间尺度优化调度模型。在日前调度阶段，一部分电动汽车资源与价格型需求响应技术相结合，以用户的综合满意度为目标进行优化。微电网基于价格型电动汽车资源的调度计划，以经济低碳成本最低与灵活性满足度最大为目标进行优化，确定各侧可调资源的调度安排。在日内调度阶段，另一部分电动汽车资源与激励型需求响应技术相结合。微电网能量管理中心作为领导者，以运营成本最小为目标，激励型电动汽车群作为跟随者，以用电成本最小为目标，构建微电网日内主从博弈模型进行滚动优化，双方基于补贴价格与用能策略进行博弈。最后，基于某微电网场景进行仿真验证，结果表明所提模型能够降低用户用电成本，减少负荷曲线的峰谷差，实现新能源的全消纳。     

含电动汽车参与的微电网调度策略研究

大量电动汽车入网无序充电会给电网稳定性和可靠性造成不利影响.考虑到电动汽车充放电,以及蓄电池损耗成本和峰谷电价对微电网运行产生的影响,建立以微电网运行成本和环境保护成本最小化为目标的微电网调度模型.应用基于差分进化的改进多目标免疫算法对模型进行优化.通过算例仿真,对比分析在微电网环境下电动汽车无序和有序的调度模式,证明...     

智能电网中的家庭用电系统建模与优化分析

为了实现电网削峰填谷、节约居民用电成本的目的,需要对家庭用电负荷进行更加合理的引导。综合考虑家庭用电负荷的连续性、可中断性以及负荷之间的关联性、顺序性、强依附性等特性,以分时电价为背景,建立了计及储能系统的家庭智能用电系统模型,包括负荷运行模型、蓄电池充放电模型和经济性优化模型。提出利用0—1变量对模型决策变量进行编码,将优化问题转化为混合整数线性规划问题,并采用Gurobi数学规划软件包求解,大大降低了问题的求解难度。在Matlab环境下,对家庭用电负荷数据进行仿真计算,仿真结果表明,模型和优化策略能够实现转移家庭用电负荷以及降低用电费用的目的。     

计及电动汽车不确定性的有序充电调度策略

大量电动汽车的接入,对智能电网调度提出了新要求。采用合理的充电调度策略可以充分发挥电动汽车在智能电网中削峰填谷等作用。在此背景下,首先分析影响电动汽车充电负荷的因素,根据电动汽车充电特性建立电动汽车充电负荷模型。然后,综合分析电动汽车用户的使用需求,在此基础上建立考虑电动汽车充电不确定性的电网调度随机最优潮流模型。最后,以一标准33节点配网测试系统为例,比较自由模式下和有序充电调度模型下电网负荷曲线,证明了所提出电动汽车充电调度模型在平滑电网等效负荷波动方面的有效性和可行性。     

基于MOHSA的智慧社区能量管理系统优化调度研究

家庭负荷是电网负荷的重要组成部分。在智能电网环境下,家庭负荷的灵活调度能够有效缓解电力供应紧张问题,有利于需求响应在用户侧的实施。本文提出了一种基于多目标和声搜索算法的社区能量管理系统优化调度方法,以减少用户的用电成本和平抑配电网侧负荷波动为目标,建立了计及分布式电源、储能系统和可调度负荷的智慧社区能量管理系统模型。根据Pareto理论,通过改进的多目标和声搜索算法求解,并与其他算法进行对比。仿真结果表明,所建模型和调度方案能够有效减少用户用电成本和平抑配电网侧负荷波动,改进的算法具有更强的寻优性能。     

面向居民智慧用电的智能电器控制策略优化研究

针对典型的家庭用电方式,划分了家庭用电的类型,并给出了典型用电设备,如做饭,洗衣,空调,电热水器以及电动汽车的用电策略和约束,以用电费用最小化为目标函数,构建了居民智能家居用电管理调度控制策略优化模型,利用编程和结合实际典型家庭的数据,得到了用电控制策略的最优解。研究发现,智能用电管理能有效节约家庭的用电费用,并且对于用户用电曲线有移峰填谷的作用,对电力工业节能减排有一定效果。     

融合分时电价的居民可控负荷优先级控制策略

在智能电网背景下,智能终端及智能家电大规模普及导致家庭用电量大幅增加,为应对电力负荷高峰逐年攀升,缓解电力供应趋紧的压力,合理利用用户侧大量可控负荷资源参与需求响应对电网的运行和发展有重要意义。提出基于智能家庭能量管理系统的融合分时电价的居民可控负荷优先级控制策略,对家庭中多类可控负荷（空调、热水器、电动汽车、洗衣机、洗碗机）进行控制,在“填谷”控制中考虑分时电价的影响。通过仿真验证对多场景下居民负荷用电进行对比分析,结果证明,所提控制策略可改善电网负荷曲线,实现削峰填谷,在满足用户用电舒适度的同时,进一步为用户节约用电成本,验证了所提方法的有效性。     

Optimal Energy Management for Smart Grid System Considering Battery Characteristics

This paper discusses optimal energy management considering battery characteristics for smart grid and microgrid systems. Energy storage systems are very important for energy peak shifting and peak load cutting in microgrid and smart grid systems, but optimal battery formulation and energy management in the use of expensive energy storage system and methods of taking account of battery characteristics are still in the developmental stage. First, the optimal battery placement for a smart grid system with lithium‐ion batteries is considered as a means of lifetime extension. The battery choice index for this optimal battery utilization problem of optimal energy management is discussed. Second, a smart grid system with a distributed battery system for grid frequency control with consideration of distributed control and battery characteristics is discussed. Optimal controllers for distributed battery systems to reduce the battery load and to expend the battery lifetime are designed. Simulations are used to demonstrate the effectiveness of the proposed method in comparison with conventional methods.     

电网友好型多用电设备协调控制模型与策略

为提高电网频率稳定性,并兼顾用户用电综合满意度,建立一种电网友好型多用电设备协调控制优化模型,并提出其控制策略。该模型综合考虑友好响应电网频率以及用户用电综合满意度,其中友好响应电网频率以用电设备参与频率响应量进行衡量;用户用电综合满意度包括以用电设备累计中断负荷或减载运行总时间的平均值表示的用电设备受控满意度指标以及以用电设备的受控时间与运行时间建立的模糊隶属度函数表示的设备正常供电满意度指标。IEEE 14节点测试模型仿真结果表明,所提频率控制策略能有效应对频率波动。     

基于用户响应度的电动汽车有序充放电策略

针对大规模电动汽车接入对微电网经济运行造成不利影响的问题,提出基于峰谷分时电价的电动汽车有序充放电控制方法.采用传递闭包法对峰谷电价时段进行划分,并考虑到用户的响应度,分析车主不同充放电行为对于微电网负荷的影响,构建在保证微电网稳定前提下,增加微电网收益的电动汽车有序充放电的优化调度数学模型,并采用混沌理论改进灰狼算法...     

基于改进粒子群算法的微电网多目标优化调度

微电网优化调度作为智能电网优化的重要组成部分,对降低能耗、环境污染具有重要意义.微电网的发展目标既要满足电力供应的基本需求,又要提高经济效益和环境保护.对此,提出了一种综合考虑微电网系统运行成本和环境保护成本的并网模式下微电网多目标优化调度模型.同时采用改进的粒子群算法对优化模型进行求解.仿真结果表明,该模型可以有效降...     

智能微网运行的低碳综合效益分析

从用电侧的能源条件和负荷需求入手,设计规划了智能微网主要发电单元的装机容量,并从经济性和低碳化两个方面分析了智能微网运行的效益形成机理,进而利用低碳经济要素将两方面效益统一,提出了低碳综合效益的概念.结合智能微网的建设成本,建立了智能微网运行的低碳综合效益分析模型,阐述了以低碳综合成本最低为目标的智能微网日前调度原则,并依据典型的智能微网设计方案所提出的模型对智能微网的投资收益情况进行了分析.结果表明:智能微网的运行方式与传统电网相比,有着很大的低碳综合效益优势;参与到电网互动的智能微网,能够发挥其成本调节作用和灵活运行能力;未来通过降低分布式能源的发电成本,优化电力市场电价系统,加快低碳经济的开展,可达成智能微网运行的经济性与低碳性的高度统一     

考虑综合评估的孤立微网优化调度

针对微网孤岛运行模式下的优化调度,从经济性和可靠性2方面考虑,提出在传统微网经济调度模型中加入综合评估模型,得到不同侧重目标下的最优调度方案。首先,在热电联产的微网结构上,建立了包含运行成本最低和负荷缺电率最低为目标函数的微电网优化调度模型;其次,考虑到不同目标之间存在的矛盾,应用多目标粒子群算法结合调度策略,在MATLAB环境下对所建立的优化调度模型进行求解,得到一系列Pareto最优解;最后,通过利用基于层次分析法的综合评估模型对Pareto解集进行评价,再结合实时需求分析,为决策者提供最优调度方案。算例通过对某孤岛型微电网进行分析,验证了模型的可行性和实用性。     

智能电网发展影响因素的解释结构模型分析

智能电网是实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好目标的必然选择,其发展受到很多因素的影响。以智能电网发展影响因素为研究对象,运用解释结构模型对影响智能电网发展的29项因素进行了分析。结果表明：影响因素分为6个层次,其中电力电子技术、电能质量优良需求、资源环境压力、政治经济环境、自然灾害威胁是最深层次的影响因素;电力系统综合智能规划技术、智能电网调度技术、智能型配电自动化技术、智能家居及智能用电小区、超导技术、多目标自趋优控制策略等为智能电网发展的直接影响因素;其他因素处在中间层次,发挥交叉衔接作用。     

微电网环境下考虑日前预测误差的电动汽车多时间尺度优化调度模型

针对微电网中电动汽车充放电及风光荷预测误差带来的问题,提出一种在微电网环境下考虑日前预测误差的电动汽车多时间尺度优化调度模型,由日前调度计划和日内短期滚动优化调度构成。日前调度模型兼顾微电网与电动汽车车主双方利益,以微电网运行成本最低、所有电动汽车车主充电总成本最低为目标;滚动调度模型以实际等效负荷与日前调度计划中等效负荷匹配程度最大为目标,将实际车主充电总成本不大于日前计划车主充电总成本作为约束条件考虑。最后使用适用于电动汽车充电优化问题的灰狼优化算法求解,优化结果表明,微电网通过多时间尺度优化调度可以有效降低运行成本,并减小预测误差带来的影响,同时电动汽车车主也可以获得一定的经济利益。