考虑需求响应的各季节能量枢纽优化运行

综合能源系统中能量枢纽的优化运行有助于提高能源利用效率,是综合能源系统中研究热点之一。基于能量枢纽结构和运行机制,建立了通用型能量枢纽模型,以运行费用最低为目标函数,采用粒子群优化算法对能量枢纽进行优化运行研究。该方法有效地考虑了能源价格和不同季节负荷特性对能量枢纽运行的影响,并与以热定电和以电定热两种运行模式进行对比分析。算例仿真表明,能量枢纽的优化运行不仅更具有经济效益,而且还有利于电网安全稳定的运行。     

考虑气电网络架构的沼-风-光综合能源微网优化调度

传统能源系统不考虑多种能源之间的协同和互补,仅对电、气、热中的某种能源进行分析和利用。文中采用能量枢纽的概念表示各能源之间的耦合关系,同时考虑气电网络架构的运行约束。在实现各能源间转化、转移和存储等协同工作的基础上,建立含沼-风-光的综合能源微网优化模型,并对其优化调度进行了研究。为保证该模型的可求解性,对其中的电力系统潮流约束采用二阶锥松弛方法,对气管网约束进行泰勒展开,将原模型转换成凸规划模型。在由TEST6节点系统、6节点天然气系统和1台沼气池装置组成的综合能源微网测试系统上进行仿真分析,结果表明,考虑气电网络架构的调度优化结果满足实际运行要求,且该综合能源微网系统在可持续性、经济性和稳定性方面都具有一定的优越性。     

基于NCPSO的微网群优化调度策略研究

传统的粒子群优化（PSO）算法因在微网优化中不易达到全局最优而导致微网运行成本过高,该文采用小生境混沌粒子群优化（NCPSO）算法对混合微网群的运行策略进行协同优化,以实现区域微网经济性最优、环境治理成本最低、风光等可再生能源利用率高等目的。根据所提出的调度策略,建立的优化调度模型包括动态电价下的负荷模型、经济收益模型以及成本模型等,使用NCPSO算法得到多微网在一个周期内的最佳运行状态,实现微网群系统综合能源的互动调控、空间互补。通过分析微网群的功率交互动态、可控能源的发电以及储能电池的荷电状态等,验证微网群的电力负荷响应动态电价,表明了NCPSO算法优化微网群运行的优越性、有效性。     

考虑通信延迟的独立微电网并联VSG控制

分布式一致性控制是实现微电网中分布式电源并联协同运行的重要方式。在实际工程中,分布式一致性控制存在通信延迟,严重影响、制约分布式电源的性能。文章首先介绍了独立微网的运行模式及分布式电源的虚拟同步发电机控制策略,分析了并联虚拟同步发电机的分布式一致性控制架构及其通信延迟问题。提出了考虑通信延迟的并联虚拟同步发电机分布式控制策略,并分析了通信延迟裕度及其关键影响因素。最后,设计了典型通信拓扑和运行工况,仿真验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

工业园区综合能量管理系统的设计与应用

[目的]工业园区一般具备冷、热、电、气等多种能源形式,大多数工业园区内各种能源耦合性不强,未能有效地实现能源的相互协调转换,造成工业园区普遍存在能源浪费、能源紧缺等现象,因此需要开展工业园区综合能量管理系统的研究,以实现对工业园区内能源的运行优化控制.[方法]针对工业园区能源的特点,设计了工业园区综合能量管理系统的系统...     

基于一致性算法的直流微网多储能SoC均衡策略

针对含有多个储能单元的孤岛型光储直流微电网,提出一种基于一致性算法的多储能荷电状态均衡策略。在改进下垂控制中采用了一种事件触发控制下的平均一致性算法,各分布式储能单元只需在满足事件触发条件时与相邻单元通信,即可实现储能单元间的荷电状态均衡。通过该策略可提高系统不同容量储能单元间的电流分配精度;实现荷电状态均衡和维持母线电压的稳定,在保证控制性能的同时有效减少通信次数。在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,仿真结果验证了所提策略的有效性。     

基于云平台的综合能源信息服务框架设计

目前设计综合能源信息服务框架难以综合分析能源能量流动平衡问题，导致服务框架运行过程中能耗和运行成本过高，需求响应和运维状态难以满足运行要求。为了解决上述问题，基于云平台设计一种新的综合能源信息服务框架。在系统架构中设置一个上层代理和多个下层代理，同时运行下层代理中的中心代理、数据求解代理、综合能源区域控制代理和综合能源多区域管理代理实现协同优化。通过协议模块、采集模块、储存模块、服务模块和展示模块组成技术架构，利用边缘层和感应层组成云平台架构。计算电力能量、天然气能量、热力能量、其他综合能量的流动平衡，根据能量平衡计算结果实现服务数据控制。实验结果表明，基于云平台的综合能源信息服务框架能够很好地降低运行能耗，节约运行成本，对用户终端的需求响应低于0.01s,运维状态能够很好地满足运行要求。     

海上风场与海岛微网交互调频机制及控制策略研究北大核心CSCD

为缓解大规模海上风电接入末端薄弱电网对系统频率造成的冲击,文章提出了海上风场与海岛微网交互调频机制及控制策略。首先,构建海上风场与海岛微网互联下的电力系统负荷频率控制模型,基于虚拟惯量控制方法,利用海岛微网可调分布式电源支撑海上风场参与调频;其次,为避免风机在提供虚拟惯量过程中发生转速恢复状态跳变,造成系统频率二次扰动,进一步设计了自适应动态量化因子,根据风机不同运行工况实时调控海岛微网支撑能力;最后,基于仿真模型验证了该交互机制及控制策略的有效性。     

考虑光热电站参与的新能源热电联供型微网运行优化

针对传统热电联供型微网运行存在的问题,文章引入光热电站,并结合风力发电、光伏发电、电加热器、储能系统构成热电联供型微网,提出了一种计及微网运行成本的新能源热电联供型微网运行优化策略。该优化策略综合考虑与外部电网交互成本、各设备维护成本、储能老化成本及热电功率平衡约束等因素,建立了热电联供型微网运行优化模型,并采用YALMIP工具箱进行求解。结果表明:该模型运行成本降低了6.2%,电加热器配合光热电站可以提高微网的运行灵活性,实现电-热能量的双向流动,光热电站在一定范围内增大了发电规模,可有效降低微网运行成本。     

基于分层微电网的分布式协同控制策略研究

为了满足微电网系统稳定经济运行的功率精确分配要求,提出了基于分层微电网的分布式协同控制策略。以多变流器下垂稳定控制作为一级基础控制层,设计二级分布式电压修正控制策略,用于克服一级电压偏移问题;以各微源综合发电成本为目标函数,实现微源与负荷供需功率匹配为约束的三级一致性分布式优化控制策略。通过以上三级控制策略,减小微网系统各个微源下垂输出电压波动,增强系统稳定运行的鲁棒性,实现微网系统最优功率分配。文章以搭建的仿真模型验证了所提出的控制策略在微网稳定经济运行方面的有效性。     

基于PSCAD的光储联合微网控制仿真研究

摘要： 光储联合微网的控制技术研究对提高微网可靠运行具有十分重要的意义。针对光储联合微网的能量控制问题,利用PSCAD平台建立了基于主从控制的光储联合微网发电系统模型。对光伏微电源,联网/孤岛模式下均采用了PQ控制方法;对储能微电源,联网模式采用同样的控制方法,而孤岛模式则采用了V/F控制方法。结果表明,采用该控制方法,联网时能够保证光储微网的能量可控及双向流动;孤岛时储能微电源能够为光储微网提供稳定的参考电压和频率,并调节与平抑光伏及负荷的功率波动。实现了光储联合微网在联网/孤岛模式运行下的能量可控性及良好的动态调节性。     

基于热泵群灵活控制的电热微网联络线功率分层协同平抑策略

为有效平抑电热微网的联络线功率波动,提出一种基于热泵群灵活控制的电热微网联络线功率分层协同平抑策略,即根据热泵启停控制与功率调节控制的特点,灵活运用两种控制方式使热泵群有效参与微网联络线中低频波动功率的平抑。建立含蓄热水箱的热泵群模型,并将波动功率协调分配层分频后的波动功率平抑目标在热泵与超级电容间分配;由热泵群优化控制层分析热泵群优先度序列,通过模拟退火算法优化启停方案,同时调节热泵动态运行功率;最后调节超级电容出力平抑剩余波动。算例结果表明,该策略能有效优化微网电热能流,平抑联络线波动功率,提升微网运行可靠性。     

复合储能在微网中的应用研究

微网是接纳分布式能源的有效方式之一,储能技术应用于微网可以改善电能质量、控制功率平衡、提高运行稳定性以及优化能量管理等。复合储能系统将功率型和能量型储能元件有机结合,兼具两类储能元件的优点,可以有效发挥储能技术在微网运行控制中的作用。从复合储能在微网中的应用模式、控制策略以及优化配置三个方面研究其在微网中的应用情况。首先根据储能元件在系统中连接方式的不同,分析集中式与分布式复合储能的应用模式和适用场合;然后基于储能单元改善微网运行特性的控制方法,分析复合储能系统中各储能元件的协调控制以提高系统动态响应特性和运行经济性;最后分析复合储能在微网中的优化配置问题,结合复合储能在微网中的运行控制提出其优化配置建议。     

基于模糊控制与非线性优化的孤立微网能量管理策略

为减小可再生能源输出功率波动对孤立微网电能质量的影响,本文设计了一种基于模糊控制与非线性优化的能量管理策略并应用于风/光/储/柴构建的微网系统中。以能量平衡、瞬时功率控制、锂离子电池及超级电容混合储能综合协调控制为目标,开展仿真研究,并在已有的150 kW风/光/储/柴微网实验平台上进行了验证。研究表明,在非线性优化的作用下,系统动态响应快、瞬时功率缓冲控制效果好,该策略具有实用价值。     

计及需求响应的综合能源系统协同优化策略

综合能源系统（Integrated Energy System,IES）可以实现多能协同互补、促进能量梯级利用,同时综合需求响应作为柔性负荷的直接调控手段,在提升IES经济与可靠运行方面展现出巨大潜力。文章基于电-气互联系统,综合考虑多元储能系统的运行特征及IES多能耦合特性,构建了IES多能耦合模型;进一步地,将传统电负荷需求响应拓展到IES中,提出了多元负荷的综合需求响应机制;进而以IES系统运行成本最小化为优化目标,建立了计及多元负荷需求响应的IES优化调度模型,并借助商用求解器实现了IES优化模型的高效求解。算例分析验证了所提模型可以充分发挥多元柔性负荷需求的响应潜力,促进可再生能源消纳,同时提高IES运行的经济性。     

区域能源互联网的“源-网-荷-储”运行优化研究

传统微网系统能源利用率低、运行成本高,文章提出区域能源互联网的"源-网-荷-储"多能互补系统构架;以系统运行成本、环境保护成本和一次能源使用率最低为目标函数,建立了电-气互联的区域能源互联网的"源-网-荷-储"的日前动态经济调度多目标优化调度模型。分析了电-气互联的区域能源互联网的"源-网-荷-储"系统的综合运行效益;制定了支持电-气互联的区域能源互联网的"源-网-荷-储"系统设备的运行策略;通过春夏、秋冬季典型日负荷仿真分析,验证了在传统微网系统中加入气网和储能,系统日总运行成本比传统微网系统日总运行成本节约13%左右。     

基于数字孪生的多能源送端系统能量耦合协同优化控制

针对多能源送端系统中电、热、气传输时间尺度不同所导致的能量流一体化传输控制难度增加的问题,文章通过研究多能源送端系统各能量流传输特性,根据不同能量流传输时间尺度的差异,提出了一种基于数字孪生的多能源送端电网多时间尺度协同优化控制方法。首先,根据送端系统中各能量流不同传输时间尺度,建立不同能量流传输动态模型;其次,结合数字孪生模型架构,建立多能源送端系统数字孪生控制架构模型;再次,分析多能源系统能量流信息耦合特性,建立了基于数字孪生的多能源控制模型;最后,以我国东北某多能源送端系统进行仿真,结果表明,所提控制方法能够实现多能源系统中信息的快速感知、传输、控制,进而提高送端系统输出功率的稳定性。     

基于无功电流自适应下垂系数控制的多微网调度与控制协调运行

提出一种控制与功率调度相结合的管控一体化策略,该策略将多微网分为子微网控制层和多微网功率调度层。在子微网控制层中,各子微网按照无功电流自适应下垂系数控制策略运行。当子微网负荷发生变动时,对下垂系数进行修正,提升子微网的无功功率均分效果。此外,针对频率和电压偏差问题,提出频率和电压估计装置对频率和电压进行补偿,保证频率和电压能够维持在额定值上。当子微网负荷超过其发电容量时会触发多微网功率调度策略,调度层根据子微网的运行状态,抽象出负荷节点和发电节点,基于最优潮流实现子微网间的能量互济。最后,搭建了多微网仿真模型,验证了所提出策略的有效性。     

基于标准化矩阵模型的综合能源系统优化方法

针对集成能源系统的优化问题,提出一种标准化的集成能源系统矩阵建模方法并建立了综合能量系统的线性规划模型。在此基础上,实现了综合能源系统的结构优化、设计优化和运行优化。以综合能源效率为目标函数,建立了系统结构优化的数学模型,对区域综合能源系统进行优化结构规划。在满足区域用户总冷、热、电需求的基础上,提出了对同一类型的能量转换设备选择两种或两种以上设备并联运行的建议,进一步提高系统的综合能效和可靠性。针对区域综合能源系统运行优化,以运维成本为目标函数,对区域综合能源系统进行优化运行规划,优化各设备单元的小时运行策略。     

多能源互联系统优化运行与控制技术研究现状与前景展望

针对多能源互联系统的运行与控制这一能源互联网发展的核心技术问题,从多能源微网概念、微网潮流分析与控制、多能源互联系统能量潮流模型、多能源系统运行优化和能源路由器与能源路由策略等方面,阐述了当前国内外已开展的有关研究,并进行分析和总结,提出和探讨了微网、多能源互联系统与能源路由器运行分析与控制领域的技术内涵和技术特征。