基于目标级联分析法的多微网主动配电系统自治优化经济调度

主动配电系统是未来配电网发展的趋势。随着电力体制改革不断深化,更多具有随机性的分布式电源以微网群形式并入配网;与此同时,各种售电主体在电力市场环境下的利益博弈,给传统的经济调度带来巨大挑战。为此,针对含多微网主动配电系统的分散自治特点,提出一种基于目标级联分析理论的优化调度模型和求解方法,基本思路为:依据利益主体的不同,以生产效益最优为目标,采用机会约束描述分布式电源出力、负荷预测误差等多种不确定性因素。在对配网与微网调度的精细化建模基础上,引入目标级联分析方法,将微网与配网作为不同利益主体,通过联络线功率等效为虚拟发电机与虚拟负荷实现配网与微网运行的解耦,并实现微网自治模型与配网优化模型的并行求解。基于改进的IEEE33节点系统和某实际配电网的算例表明,目标级联分析法应用于含多微网主动配电系统的动态经济调度是有效的,且计算效率和收敛性都能得到满足。     

冷热电联供型多微网主动配电系统日前优化经济调度

多个冷热电联供型系统以微网群的形式接入主动配电网,微网和配网作为不同的利益主体在电力市场环境下的利益博弈,给传统的经济调度带来巨大挑战。在分析冷热电联供型微网中设备组成、能量流动关系的基础上,对各设备进行独立建模,并针对冷热电联供型微网中的负荷类型建立能量平衡约束条件。冷热电联供型多微网和主动配电网作为两个不同的利益主体,采用分布式建模方法,建立不同的经济优化目标,联络线电功率作为两者的耦合变量,等效为虚拟负荷和虚拟电源实现冷热电联供型多微网主动配电系统优化模型的并行求解。天津中新生态城的算例表明冷热电联供型多微网主动配电系统优化经济调度是有效的,能够实现两个利益主体的经济最优。     

含多微网的主动配电系统综合优化运行行为分析与建模EI北大核心CSCD

该文将双层决策(bi-level programming,BLP)模型应用于含多个微电网的主动配电系统中,上层为配网层,下层为微网层;引入主动配电系统和微网的备用容量机制,将其作为新概念并结合整个系统的运行行为分析应用到互动备用博弈矩阵中,用来描述微网之间的合作关系以及微网层对配网层产生的支持作用;最后采用基于结构编码的递阶遗传算法根据不同场景对模型求解。结果证明,该模型能够为系统的各种调度情况提供参考,达到提高配电可靠性、提升环境效益以及改善用电质量的多重效果,并可为进一步研究主动配电系统的经济运行奠定基础,为主动配电系统的应用和扩展提供有益的理论参考。     

含多微网的主动配电系统综合优化运行行为分析与建模

该文将双层决策(bi-level programming,BLP)模型应用于含多个微电网的主动配电系统中,上层为配网层,下层为微网层;引入主动配电系统和微网的备用容量机制,将其作为新概念并结合整个系统的运行行为分析应用到互动备用博弈矩阵中,用来描述微网之间的合作关系以及微网层对配网层产生的支持作用;最后采用基于结构编码的递阶遗传算法根据不同场景对模型求解。结果证明,该模型能够为系统的各种调度情况提供参考,达到提高配电可靠性、提升环境效益以及改善用电质量的多重效果,并可为进一步研究主动配电系统的经济运行奠定基础,为主动配电系统的应用和扩展提供有益的理论参考。     

计及储能和空调负荷的主动配电网多目标优化调度

为了实现可再生分布式能源的充分消纳以及配网负荷峰谷差的降低,提出了一种考虑储能系统和空调负荷的主动配电网多目标调度优化方法。首先,基于空调负荷等效热参数模型和状态列队控制方法,给出了空调负荷虚拟电厂运行参数的计算方法。在此基础上,构建了一种以可再生能源功率削减量最小、配网运行费用最小和负荷曲线方差最小为目标的主动配电网优化调度模型。最后,采用多目标粒子群算法在改进的IEEE 33节点测试系统上对所提模型进行求解和仿真分析。仿真结果表明,所建模型可以有效地提升可再生能源的消纳能力,优化负荷曲线。     

含多微网的主动配电网分层调度策略

近年来,可再生能源高渗透率接入电网面临着明显的弃风弃光现象。微网为可再生能源的充分利用提供了良好的平台,主动配电网下多微网间的协调调度将进一步提高可再生能源的利用率。将分层控制理论与多微网并列运行的配电网架构结合,提出一种以配网协调能力最强为目标的先配网后微网的两步动态分层调度策略。重点研究配网能量管理中心和微网EMS的信息交互过程,旨在最大化利用可再生能源,减少主动配电网与主网的交互功率,同时保证微网运行的经济性。最后,以含多微网的主动配电网为例分析,验证所提出策略的正确性。与其他策略的对比体现了所提策略在充分利用可再生能源、减少主动配电网与主网的交互功率、缩短优化用时方面的优势。     

细胞-组织认知下的主动配电系统双层多目标控制策略

近年来,大规模的可再生能源已被广泛集成到电力系统中,配电系统的主导形式也从传统配电网逐渐转变到微网集群。由于风、光等可再生能源具有不确定性,为了优化可再生资源在电力系统中的整合效果,并考虑对微网集群的智能化管理以改善配网运行水平,基于"细胞-组织"结构提出了一种新型双层多目标动态能量管理策略;然后在主动配电系统中将主动配电网和微网集群之间的关系进行了分类,并提出能量博弈矩阵和双层多目标控制策略对主动配电网和微网集群的能量管理进行描述和实现;最后采用分层-带精英策略的快速非支配排序混合遗传算法(hierarchical genetic algorithm-NSGA-Ⅱ,HGA-NSGA-Ⅱ)求解能量管理问题,并通过对基于多微网的混合IEEE-33电力系统的仿真分析,验证了所提控制策略在功耗水平、能源利用率和仿真运算时间等方面上的优势。     

基于帝国竞争算法的主动配电网多目标优化研究

随着传统能源的日益枯竭,越来越多的新能源接入到配网中,为了适应新能源大规模的接入,在负荷侧提出了需求响应构建主动配电网,使负荷参与到系统的优化调度中。以配电网的运行成本和环境成本为目标,建立了主动配电网多目标优化运行模型。采用改进帝国竞争算法求解模型,算例结果表明优化运行模型能够很好地平衡配网运行成本和环境成本之间的关系。     

含多微网稀疏通信优化的主动配电网分层分布式协调控制

针对多微网及主动配电网协调运行时控制目标的不同,通过多智能体系统构建含配电网级、微网级、元件级的三层协调控制架构,将调度管理过程分为配电网级智能体调度和微网级智能体调度两个部分,提出了稳态运行时主动配电网和多微网之间的互联、互动的新方案,并在元件级智能体上设计了一种基于分布式稀疏通信网络的二级优化控制器,可以实现微网内负荷波动时元件上电压、频率的快速恢复,以及联络线有功功率的精确分配。另外,为了分析通信时滞对多微网智能体之间协调控制的影响,根据图论的基本理论对通信拓扑进行了优化设计。最后,以一个含三微网群的主动配电网为例,在PSCAD/EMTDC仿真平台上,验证了所提控制策略的有效性。     

一种区域主动配电网能量管理系统及方法

正近日,国家知识产权局公布专利"一种区域主动配电网能量管理系统及方法",申请人为中国农业大学。本发明公开了一种区域主动配电网能量管理系统及方法。该系统包括:配网控制层、微电网控制层和过程层;过程层包括一次设备的测控终端;微电网控制层包括微网协调控制器;配网控制层包括:主动配电网运行调度模块和微电网调度与评估模块;微电网调度与评估模块用于根     

基于协同演化博弈算法的微网和配电网动态优化

微网和配电网在互动运行时是相互影响、相互制约的。为了使整个系统获得最好的效益,需要整合考虑微网和配电网的效益。微网和配电网作为两个需要同时优化的主体,具有一定的效益冲突。研究微网和配电网互动运行时相互影响情况,分别分析其运行效益,将效益目标作为虚拟博弈参与者建立了模型,并采用模糊数学方法将其隶属化。结合演化博弈理论和协同进化算法,提出了一种协同演化博弈算法(Co-evolutionary Game Algorithm,CGA)对模型进行求解。在此基础上,考虑分布式能源随机性影响建立了基于不满意度的动态优化子模型,对协同演化博弈算法进行动态调整。对某一欧洲典型微网接入IEEE 33配电网结构的系统进行仿真,并且与传统的多目标优化方法进行对比。结果表明,最终优化稳定策略可以使微网和配电网整体达到最佳运行状态,证明了所提模型和算法的有效性和优越性。     

基于双层博弈的配电网与多综合能源微网协调优化

为充分挖掘综合能源微网(integrated energy microgrid, IEM)的潜在价值,促进可再生能源消纳,针对同一配电网下的多个IEM协同管理问题进行研究,提出了一种基于双层博弈的配电网-多IEM协同优化模型。对于IEM模型的构建,考虑在热电联产机组中加入碳捕集系统以及电转气装置,用来获取低碳效益。同时,针对IEM中可再生能源与负荷不确定性问题,采用鲁棒区间规划进行处理。首先,构建配电网运营商(distribution system operator,DSO)与IEM联盟系统模型框架,分析其不同主体间的博弈关系。其次,对于双层博弈,分为主从博弈与合作博弈。DSO作为博弈领导者,以自身效益最大为目标制定电价引导IEM联盟响应。IEM联盟作为博弈跟随者,以自身运行成本最小为目标,通过成员间互相合作能源共享响应DSO的决策。同时采用纳什谈判理论解决IEM联盟的合作运行问题,使用二分法与交替方向乘子法结合求解模型。最后,在算例中验证所提模型与方法的可行性和有效性。     

不同时间尺度下虚拟微网优化调度策略

随着售电侧的改革,提供新能源发电服务的第三方供应商成为新的独立利益主体。针对独立利益主体以虚拟微网的形式接入主动配电网后的调度问题,基于虚拟微网的概念,提出了虚拟微网在不同时间尺度下的优化调度模型及其优化算法。优化调度模型包括日前调度和实时调度模型,日前调度以虚拟微网利益最大化为优化目标,实时调度则以虚拟微网安全稳定运行为控制目标。最后,基于改进的IEEE 33节点网络结构以及负荷预测和分布式电源出力预测,利用微分进化—细胞膜混合算法求解虚拟微网优化调度模型,算例结果表明通过优化调度,减少了虚拟微网网损,显著提高了虚拟微网的收益和新能源利用率。     

基于储能SOC状态的微电网能量优化调度策略研究

为了满足微电网能量调度要求,根据储能系统在不同运行模式下的功能定位,提出了一种基于储能SOC状态的微电网能量优化调度策略。在调度响应方面,利用该策略可实现微电网与配电网功率交换遵循调度计划,保证调度计划的有效性。在经济运行方面,利用该策略可实现公共连接点配电变压器的最佳运行,降低电力系统损耗。该策略充分考虑了电力公司通过改变用电电价鼓励用户参与需求侧管理的需求,结合实时电价调整储能SOC状态实现用电成本最低。利用该策略可实现微电网离网时稳定运行,提高可再生能源利用率,保证重要负荷的供电,防止蓄电池的过充及过放等。     

考虑风电消纳的区域多微网分层协调优化模型

随着电力市场改革不断深入,研究配电侧多微网间的能量交易问题对提升区域经济性具有重要意义。为减少微网运行经济成本、促进可再生能源消纳以及降低微网大规模接入对配电网运行造成的不利影响,以相邻范围内多微网间能量交易作为研究对象,构建了基于合作博弈的区域多微网分层协调能量优化管理模型。该模型上层为管理中心统一定价,下层为各微网自治优化。下层考虑不同类型负荷的需求响应,并通过协议签订形式形成与用户间的协调运行;采用二阶锥松弛技术将含潮流约束的非凸非线性规划问题转化为可有效求解的二阶锥优化问题,并采用对偶理论、Big-M法等分解理论将原双层规划模型转化为易求解的单层规划模型。上层管理中心制定电价并与微网进行多次决策交互以获得区域多微网经济运行的均衡状态,随后基于Shapley值对区域多微网进行收益分配。最后通过算例验证了该模型对于提升微网收益、促进可再生能源消纳的有效性。     

考虑充放储一体站与电动汽车互动的主从博弈优化调度策略

针对大规模电动汽车(electrical vehicle,EV)接入微电网造成的负荷压力,提出一种考虑充放储一体站(charging-discharging-storage integrated station,CDSIS)与EV互动的主从博弈优化调度策略。首先,通过建立CDSIS模型,并针对CDSIS多场景进行分段设置。其次,建立动态路网模型并结合EV出行特性,预测城市区域路网约束下的EV充电负荷时空分布。并根据预测结果建立EV及CDSIS多目标主从博弈优化调度模型,对EV用户、CDSIS收益进行多目标协调。最后,以某城市主城区域部分交通路网结合IEEE33节点配电系统进行仿真,分析电价与CDSIS储能设备容量对城市区域内EV用户和CDSIS站收益的影响。结果表明,所提主从博弈模型与调度策略能够使得EV用户与CDSIS双方得到最大收益。     

基于无迹变换随机潮流建模的主动配电网优化调度

为了解决风电和电动汽车大量接入主动配电网所引发的随机优化调度问题,利用基于无迹变换的随机潮流计算方法处理风电出力的波动性、电动汽车充电的随机性以及电网负荷的随机波动。进而建立了以电动汽车充电功率和分布式电源出力为优化变量,以配电网运行费用最小、有功网损最小和负荷方差最小为优化目标的主动配电网随机优化模型。同时,采用多目标粒子群算法对模型进行求解,并以改进的IEEE 33节点测试系统为例对该模型进行仿真。仿真结果表明:考虑不确定性和电动汽车有序充电的优化调度模型,可以有效地减少配电网运行的成本、降低网损和缩小峰谷差,验证了所提模型的正确性和有效性。     

计及源—荷时空相关性的主动配电网分布式优化调度

首先,建立不同光伏之间以及光伏与负荷之间的相关性约束,并利用拉丁超立方抽样和Cholesky分解技术相结合的处理方法对该非线性的相关性约束进行场景化分析。其次,建立主动配电网分布式优化模型。由于配电网和微电网联络线上存在有功无功功率以及临界节点电压耦合关系,采用复制节点的区域分解方法实现配电网和微电网的解耦。在此基础上,引入目标级联分析法实现配电网和微电网之间的迭代求解。最后,采用改进的IEEE 123节点作为算例对所提模型进行了验证,并着重研究源—荷时空相关性对优化结果的影响。     

含多微电网的柔性中压直流配电中心优化调度方法

提出了一种含多微电网的柔性中压直流配电中心优化调度方法。首先介绍了中压直流配电中心系统的控制架构,集中控制器可以实现系统的局部自治和协同优化。分别对交流配电管理系统、中压直流配电中心和微电网进行建模。对于不同的集中控制器,采用不同的调度方法。微电网集中控制器采用日前调度和滚动优化相结合的调度方法,以微电网的运行成本最小为目标。MMC集中控制器采用实时调度的调度方法,以配电网的有功损耗和交流线路负载均衡率的加权和最小为目标。最后通过算例验证调度方法的可行性。