基于深度强化学习的微电网储能调度策略研究

针对含光伏发电的微电网系统储能调度问题,文章提出了一种基于深度强化学习的微电网储能系统调度策略。为了分析不同场景组合模型对微电网储能调度策略的影响,以住宅用户微电网系统为例,构建了微电网调度问题环境模型。选取两种电价方式和3种场景进行理论分析,利用深度卷积神经网络(DCNN)提取微电网调度时间序列信息特征,以Q值强化学习机制实现微电网储能调度策略。研究结果表明,对于不同电价方式的场景,强化学习算法都能充分发挥模型的自主性,主动学习环境信息,获得最优调度策略。其中,实时电价方式下"光伏预测量+时间序列信息"的场景组合使微电网获得最大运行收益。与无干扰场景相比,在加入20%光伏发电量的随机干扰场景下,文章所建立的基于强化学习的场景组合模型使微电网获得的运行收益的偏差仅为2.5%。     

基于多目标粒子群算法的微电网优化调度

提出了一种经济与环保相协调的微电网优化调度模型,针对光伏电池、风机、微型燃气轮机、柴油发电机以及蓄电池组成的微电网系统的优化问题进行研究,在满足系统约束条件下,建立了包含运行成本、可中断负荷补偿成本以及污染物处理费用的微电网多目标优化调度模型,并利用多目标粒子群算法（MOPSO）求解微电网优化调度问题,仿真结果表明该模型对微电网优化调度具有一定的指导作用。     

含钠硫电池储能系统的微网多时间尺度能量管理策略

摘要： 针对包含钠硫电池储能系统的微电网,文中以微网运行成本最小化为目标,同时考虑钠硫电池的荷电状态和使用寿命,提出一种针对含钠硫电池储能系统微网的多时间尺度能量管理策略,分别对微网能量管理策略的日前调度和实时调度进行建模。最后以一个微网系统作为算例,通过日前调度结果和实时调度结果的比较分析可知,多时间尺度的能量管理策略可提高微电网运行效益,而实时调度计划基于超短期功率预测,可对日前调度计划进行较大程度的修正,保证微电网的经济优化运行。     

考虑储能系统健康状态的多微电网阶梯调度策略

为有效提高微电网(MG)并网运行的可靠性,降低系统运行中储能系统(ESS)的寿命损耗,提出一种考虑ESS健康状态的多微电网不同时间尺度分层控制方法。首先,综合考虑单体电池不同荷电状态(SOC)、健康状态(SOH)对寿命损耗的影响,采用SOC均衡控制方法对ESS中各个单体电池进行均衡控制;其次,考虑多微电网(MMG)中各个单元的供需特性,以MMG经济运行特性及负荷供给满意度为目标,建立基于机会约束规划的日前调度模型;然后,考虑ESS健康状态和日前调度误差,提出一种基于模型预测控制的分钟级日内调整方法;最后,对本文所提策略和模型进行仿真验证。结果表明,采用所提出的调度策略可提高系统运行经济性,有效平抑母线功率波动,还可大幅提高ESS运行寿命。     

与需求响应联合优化的联网型微电网储能容量随机规划

针对含分布式电源、需求响应资源的联网型微电网,提出一种与微电网内多类型需求响应资源联合优化运行的储能系统容量配置优化规划模型。模型以微电网用能成本与储能设备年投资成本之和最小为目标函数,考虑需求响应资源可柔性调节区间、储能设备的荷电状态、微电网与主网间变电容量等约束条件,并计及分布式电源出力的不确定性影响,建立储能容量随机优化规划模型,利用混合整数线性规划算法求解。对某实例微电网仿真分析优化配置储能容量对提高微电网运行和规划的经济性的影响,结果表明模型可实现微电网储能系统最佳容量配置决策,同时优化需求响应资源和储能系统的运行策略。     

并网型光伏-储能微电网优化配置研究

针对并网型光伏-储能微电网,以平准化度电成本最小为目标,考虑孤网运行时间、年最低发电量和年电量交换率等约束条件,建立了电源容量优化配置模型,分别对办公型、酒店型、住宅型等不同场景进行仿真模拟,以研究光伏和储能容量配置与系统成本的关系;并对不同储能策略下,光伏-储能微电网接入3类建筑时的经济性和可靠性进行了对比分析。     

光伏微电网的多主体合作运营模式及效益分配

摘要： 新电改方案允许拥有分布式电源的用户或微电网系统参与电力交易,有利于微电网经济效益的提高。该研究针对由多方经济主体构成的微电网,包括光伏运营商、储能运营商和用户等,分析了电力市场环境下光伏微电网内各主体的市场交易模式,分析形成联盟的动力,提出各经济主体之间合作博弈的模型。光伏微电网以最大化联盟收益为目标采用分时调度模型,对各主体的运行状态进行实时决策,并采用Shapley值法根据各个主体的贡献度对收益进行了分配。可见,合作模式下光伏运营商、储能运营商和用户均提高了经济效益,各方的效益相互间达到平衡,计算复杂度低,有利于促进光伏微电网规模化发展。     

计及蓄电池使用寿命的热电联供型微电网经济优化

热电联供型微电网与当前能源互联网发展联系紧密,具有经济、节能、环保等优点。为了使热电联供系统的经济模型计算更加精确,文章在微电网经济调度优化模型中,考虑了蓄电池充放电深度和荷电状态SOC对蓄电池寿命的影响,利用加权吞吐量法计算其运行成本,建立了含风电机组、光伏电池、储能系统、燃料电池、空调机以及热电联供的并网型微电网系统的日运行成本优化模型,采用改进型遗传算法优化各微源出力,使其日运行成本最小。通过仿真算例,验证了考虑蓄电池使用寿命的微电网运行成本模型更符合实际运行工况。     

计及储能系统的微电网优化调度模型

为了缓解含风电、光伏等新能源微网并网对系统安全运行的影响,提出了在分时电价下,考虑储能系统的微网优化调度策略。以微网总成本最低为目标,分别考虑了投资成本、污染惩罚成本及主网购电成本,建立了微网主网联合运行优化模型,并以典型日负荷出力情况为例分析了不同情景下的优化结果。算例结果表明,所提策略和模型能有效实现微网优化调度,有效降低了含电动汽车和蓄电池等储能设备的微网年运行成本,同时能够保障微网和主网的联合安全运行。     

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。     

基于策略驱动的混合能源微电网动态调度

针对混合能源微电网动态调度优化问题,提出基于多模式调度策略和调度激励相结合的策略驱动优化调度方法,以实现储能单元与外部电网功率互补,优化电源出力。首先,综合考虑混合能源微电网基本结构,建立微电网模型,基于爬坡功率、发电单元出力、能量守恒等约束条件,提出运行成本和环境整治成本最小的目标函数;其次,在成功经验和专家知识的基础上,结合调度激励机制提出微电网调度策略驱动模型;最后,通过Matlab仿真及算法对比表明,该优化算法具有收敛速度快、局部与全局的搜索能力强等特点。     

实时电价理论下含蓄电池的微电网系统运行优化

在实时电价理论指导下,针对微电网系统并网运行优化的问题,提出一种直观的启发式微电网并网运行优化调度策略。该策略根据分时电价机制将全天划分为峰、平、谷3种时段。根据当前调度时刻所处不同时段和蓄电池荷电状态所处的不同范围,建立分时段运行控制策略。在比较各微源实时电价与主网实时电价的基础上,设计阶梯性的蓄电池罚系数,并计入目标函数。采用Pareto寻优路径非支配排序遗传算法(POP NSGA-Ⅱ)优化可控型微源出力、蓄电池充放电及微电网与主网的交互功率,实现微电网对主网移峰填谷的作用,提高微电网运行的经济性。以一个典型的冷热电联供型微电网的日调度优化为算例,验证所提策略和模型的有效性。     

考虑随机性的微电网日前调度与储能优化模型

针对微电网中可再生能源发电的随机性,以运行成本最小为优化目标,建立了微电网日前调度和储能优化的调度模型。首先,分别对传统发电机组和储能系统建立了确定性模型,并对可再生能源发电机组建立随机模型。然后,考虑到可再生能源发电机组的线性成本函数和传统发电机组的二次成本函数,并结合功率平衡和功率交换限制等约束条件建立了优化模型。通过不同成本函数的可再生能源发电机组和传统发电机进行了仿真。结果表明,该模型可以获得最优调度结果,同时实现储能电池的最优储能。     

基于CMOPSO的混合储能微电网多目标优化研究

针对可再生能源发电效率低和发电成本过高的问题,采用自适应网格多目标粒子群(CMOPSO)算法对混合储能的风光互补系统进行多目标优化设计分析。首先,分别建立微电网的成本、失负荷概率和失能量率数学模型;其次,将CMOPSO算法和经典多目标优化算法NSGA-Ⅱ对比,证明CMOPSO的优越性;最后,运用CMOPSO和NSGA-Ⅱ算法分别对单一储能和混合储能的微电网进行多目标优化设计,考虑可靠性和成本分别进行两目标优化分析,考虑系统的可靠性、成本和能源量费率,进行三目标优化分析对比。结果表明,无论是考虑两个目标或三个目标,在可靠性满足要求时,相比单一储能,采用混合储能微电网综合性能要好,CMOPSO优化效果更好。     

计及混合储能荷电状态的光伏直流微网功率分配策略

针对光伏直流微电网中光伏出力和负荷投切产生的功率波动,将锂电池和超级电容器构成的混合储能系统（hybrid energy storage system,HESS）运用在直流微网中可以平抑系统功率波动和稳定直流母线电压。在考虑超级电容荷电状态（SOC）的二次功率分配的基础上,提出一种基于光伏单元,混合储能系统和负荷三者协调运行的控制模式。根据光伏电池出力情况和负载消耗功率的关系以及各储能单元间SOC的不同,将光伏直流微电网分为4种运行模式,实时调节各储能单元的出力情况,使系统各微源间的功率达到动态平衡。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了一个含混合储能系统的光伏直流微网仿真模型,结果表明所提控制策略既能稳定运行在各种工作模式,又能保证直流微网系统稳定可靠运行的前提下优化各微源间的出力,验证了该控制策略的有效性和准确性。     

面向配电网优化的混合储能系统控制策略

文章提出一种面向配电网优化运行的混合储能系统控制策略。首先建立光伏-混合储能系统柔性并网模型,针对配电网"源-网"经济运行和节点电压优化目标,提出光伏-混合储能系统参与配电网优化运行策略,获得混合储能最优目标功率;然后根据荷电状态及其充放电状态,提出混合储能多目标分频和内部能量协调控制策略,合理分配蓄电池和超级电容器的充放电功率。仿真结果表明,该策略不仅可以有效实现配电网经济运行和节点电压越限治理,而且能够充分发挥不同储能介质的技术特性,延长混合储能系统的运行寿命。     

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。     

光储微电网功率优化方法及协调控制策略研究

光储微电网作为一种友好发电模式具有平抑网侧功率波动、光伏发电产能趋稳以及可调度性等优点,是实现“源-网-荷-储”系统稳定运行和可再生能源充分消纳的优选方案。围绕光储微电网功率优化与灵活运行提出了组件级配置方案和协调控制策略,进一步释放光伏发电潜力以及促进储能单元高效运行。首先,针对光伏组件失配导致的“木桶效应”及储能变换器效率低的问题,分别配置组件级光伏功率优化器和储能部分功率变换器,实现太阳能和电能最大化利用。其次,讨论光伏阵列和储能单元在并/离网工况下多种模式切换,考虑微电网各单元间功率动态平衡,提出一种光储微电网协调控制策略,实现各单元在不同控制模式之间平滑切换及功率自主分配。最后,利用Matlab/Simulink搭建30kW光储微电网仿真平台,验证所提协调控制策略的可行性与有效性。     

分时电价机制下采用改进鸟群算法的微电网运行优化

针对微电网经济环保多目标优化调度以及传统智能算法易陷入局部最优和早熟收敛的问题,利用二元对比定权法将经济环保多目标转化为单目标优化模型,提出了在分时电价机制下含蓄电池充放电的微电网优化调度策略,并采用一种新型的以鸟类觅食、警惕和飞行行为为依据的基于Levy飞行策略的自适应改进鸟群算法(LSABSA),同时利用5个典型测试函数对LSABSA、鸟群算法(BSA)、粒子群(PSO)和改进粒子群算法(GPSO)进行仿真对比分析,验证了LSABSA算法的优越性。最后,以包含冷、电负荷的夏季典型日微电网系统作为算例,采用LSABSA算法对经济、环保和多目标模型进行仿真,结果表明了改进算法的可行性以及多目标优化的有效性。     

考虑预测误差的综合能源系统优化调度模型

研究综合能源系统优化调度,实现预测误差下的经济可靠运行。分析综合能源系统的结构和负荷特性;在考虑风光负荷预测误差的条件下,建立基于风电、光伏发电、柴油发电及储能系统运行成本的优化调度模型;采用改进粒子群算法进行算例求解。经验证,优化储能系统和柴油发电调度模型,使系统既能较好地平抑风光负荷的波动性,又能实现最优经济运行。