考虑供需自平衡和独立运行能力的并网型微电网容量优化配置

研究风光储并网型微电网在考虑供需自平衡和独立运行能力影响因素下的电源和配电变压器容量优化配置问题,建立以微电网总投资收益作为优化目标的数学模型,在模型中计及变压器容量成本,并提出一种并网型微电网的商业运行模式;此外,还设计一种电源边际成本与需求侧管理相结合的能量优化运行策略,并采用年时序仿真方法对微电网全年的运行状态进...     

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。     

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。     

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。     

考虑网内实时电价的微电网经济优化运行研究

为提高风-光的利用率,结合需求响应中的基于负荷率的实时电价模型与微电网优化运行模型,采用混沌烟花算法对微电网中需求侧负荷使用时间与电源侧微源的有功出力进行综合优化。Matlab仿真结果表明,当负荷曲线得到合理优化后,风-光的利用率有明显提升,微电网系统运行的经济性相应地也有所提升,验证该算法求解此类问题的可行性和精确性。     

基于CDOA算法的配电网弹性提升方法

近年来频繁的极端灾害对电力系统的稳定运行提出新的挑战。将大型船舶微电网系统集成到配电网中以提高沿海地区或岛屿配电网的弹性和可靠性,提出一种考虑船舶微电网系统的配电网弹性提升方法。在建立最小化船舶微电网系统与配电网的总运行成本的同时,最大化配电网弹性的多目标优化模型;针对不同的系统分别构建船舶微电网系统与配电网系统的约束条件;为了克服模型求解的复杂性和非线性,采用集体决策优化算法（collective decision optimization algorithm, CDOA）对所提模型进行求解。仿真结果表明,在正常情况下,协调调度移动式船舶微电网系统可以提高网络的可靠性,而在极端灾害发生时,通过合理调度船舶微电网系统可以显著提高配电网的弹性,补偿灾后条件下的大量电力。     

并网运行模式下微电网能量优化调度算法研究

摘要： 微网与外部电网并网运行,互为补充,为用户带来了多方面的效益。由于不可控微电源出力的随机性与波动性,微电网并网运行时的优化运行受到很大影响。提出了计划层与实时层双层协调优化调度的算法,来解决微电网并网实时能量优化调度的问题。计划层根据微电源功率预测数据,采用改进粒子群算法进行微电网并网系统的经济优化运行;在计划层优化基础上,实时层根据不可控微电源以及负荷在实时功率与预测功率之间的误差,提出采用改进粒子群算法来进行实时优化调度,并将优化结果更新至计划层中各可控微电源及并网联络线的调度功率中。对一个典型的微电网并网系统进行调度算法仿真分析,验证了该方法的可行性与正确性。     

基于分层控制的微电网混合储能协调优化策略研究

复合储能是保障微电网安全稳定的关键技术之一,本文根据储能电源的各自运行优势特点,提出了基于上层下垂-下层倒下垂的分层协调控制策略,上层全钒液流电池储能运用自主下垂控制,超级电容运用倒下垂控制策略,以增加系统稳定性、减少系统建设成本、增加实际工程可行性为优化目标,应用PSCAD专业软件对系统进行模拟仿真,仿真验证本文所采用的控制策略可控制微电网稳定运行,对微电网大容量储能系统的配置与设计提供有价值的参考和帮助。     

基于风能和太阳能互补的微电网建模与仿真分析

根据光伏电池的数学模型在MATLAB上建立了仿真模块,同时利用MATLAB里已有的异步风力发电机模型及蓄电池模型构建了风光互补的微电网系统。采用直流微电网与交流微电网混合的方式对直流负荷和交流负荷供电,在交流侧,仅采用一个独立的公共DC/AC变换器,在满足了负荷需求的同时节约了变换器资源。针对微电网的并网运行模式,建立了PQ控制模型;针对微电网的孤岛运行模式,采用了V/f控制方法,在电感电流内环电压外环的基础上,加入了负载扰动前馈补偿,同时,对逆变器连续状态空间表达式进行离散化,建立了控制模型。最后,通过对微电网并网运行和孤岛运行时的实例仿真,验证了控制方法的可行性及有效性。     

基于储能剩余电量预估的微电网切负荷策略

当长期运行于并网状态的微电网转为孤岛运行时,若微电源和储能元件容量不足以保证微电网内所有负荷的正常供电,为最大限度地保证重要负荷供电不中断,需要切除微电网部分负荷。本文提出一种基于储能剩余电量预估的微电网切负荷策略,根据微电网孤岛运行期间微电源发电功率和负荷用电功率的预测值,对储能装置储电量进行预测估计和比较分析,按照微电网实时功率平衡原则和负荷分级体系,优化确定不同级别负荷的投切时刻,以保证微电网内重要负荷的持续供电和其余各级负荷停电时间最短。建立基于该切负荷策略的算例微电网仿真系统,仿真结果表明此策略的正确性和有效性。     

计及制冷负荷柔性调节的微电网两阶段优化运行模型

制冷负荷参与运行调控可以有效降低微电网供能压力和新能源波动偏差。以空调为例建立优化调控模型,提出了一种计及制冷负荷柔性调节的微电网两阶段优化运行模型。第一阶段以运行成本最小化为目标,建立微电网多能设备协同优化模型,优化制冷负荷、储能设备、柴油发电机等设备运行策略与电网购电方案。第二阶段以新能源波动平抑成本与剩余波动偏差最小化为目标,建立含制冷负荷、储能装置等多类型资源调节响应特性的新能源波动功率平抑模型。以三栋商业楼宇与风光柴储组成的微电网系统来验证所提模型的有效性。仿真结果表明,通过制冷负荷优化调控,可以在不影响用户用能满意度的前提下提升微电网运行的经济性,降低新能源波动功率,整体可使微电网总运行成本降低3.3%、新能源波动偏差功率减小约61%。     

基于混合储能的直流微电网孤岛运行控制策略研究

分布式能源越来越受到人们的重视,但由于分布式能源发电的不稳定性特点,也加大了大电网的波动风险。微电网能够弥补分布式电源的缺点,减轻大量入网对电力系统的影响。由于微电网运行中,负载不断变化导致母线电压波动,因此维持母线电压稳定,将有利于微电网平稳运行。为提高微电网的经济性与可靠性,采用锂蓄电池-超级电容混合储能系统,并针对混合储能系统的直流微电网孤岛运行策略进行研究。根据微电网储能系统、锂蓄电池储能和超级电容器储能等基本原理,针对孤岛运行模式下微电网母线电压波动及储能系统运行性能下降的问题,设计了一种基于混合储能的直流微电网孤岛运行状态下的控制策略。用电压电流双闭环的储能系统控制方式,以DC-DC变换器进行功率分配,锂蓄电池对低频部分功率进行补偿,高频部分功率由超级电容器补偿。同时该混合储能系统能有效减少锂蓄电池充放电变化,避免过充过放现象的发生。通过Matlab/Simulink软件搭建仿真平台进行仿真模拟,证实了所设计的控制策略在稳定母线电压,避免蓄电池频繁充放电及过充过放现象中具有良好的优化作用。     

基于多策略改进PSO算法的微电网优化调度研究

为解决微电网中随机性、波动性和分布式电源出力管理困难问题,提出一种并网模式下微电网优化调度的综合经济模型。首先,考虑蓄电池和峰谷电价的影响,计及失负荷和蓄电池超容惩罚成本,建立以微电网运行成本和污染物排放成本最低的目标函数;其次,引入白鲨优化算法（WSO）的全局动态捕猎特性,对粒子群优化算法（PSO）进行了Tent混沌映射、动态时间因子和多项式变异的多策略改进,并将其应用于求解多目标多约束非线性的微电网优化问题。仿真结果表明,与PSO算法和麻雀搜索算法（SSA）相比,改进PSO算法用于微电网优化调度可降低微电网运行成本、减少环境污染并提高新能源供电的可靠性。     

基于PSCAD的微电网控制系统建模与仿真

为微电网系统的各种高性能控制策略提供有效的动态仿真与分析平台,并克服Matlab仿真环境下所建模型的动态性能方面存在的不足,文章采用PSCAD仿真软件建立了微电网控制系统的动态仿真模型。文章中微电网在并网模式下采用PQ控制,孤岛模式下采用Droop控制。在PSCAD中分别建立控制系统模型,并对处于不同运行模式下的系统进行仿真研究,验证了控制系统模型的有效性。     

虚拟聚合下多微电网功率交互提升配电系统灵活性研究

可再生能源大规模并网加剧了配电网的波动性与不确定性,致使电网调节灵活性不足。文章提出了一种基于虚拟聚合的多微电网功率交互提升配电系统运行灵活性的方法。该方法首先考虑负荷特性和配电网拓扑结构,提出了基于电气相关强度（Electrical Correlation Strength, ECS）的微电网虚拟聚合方法,将一个配电网虚拟聚合为微电网群,每个微电网都可以作为一个虚拟微电网进行功率的交互,通过对每个虚拟微电网的单独控制与多个虚拟微电网的功率交互,实现对整个配电网的能量管理与灵活性提升;然后,以最大限度地减小配电网的功率损耗和运行成本为目标,构建虚拟聚合下多微电网功率交互提升系统运行灵活性的多目标优化模型;最后,鉴于该模型是一个非线性复杂约束优化问题,对提出多目标进化捕食策略进行求解,并在IEEE-33节点系统对所提出的优化模型进行了测试,仿真结果表明,文章所提的方法在自平衡度、净负荷特征方面,提升了配电网的灵活性。     

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。     

微电网并网/孤岛转换安全域分析

微电网并网运行状态进行安全域分类,能够确保微电网在发生非计划孤岛时能够转换成功。文章提出了并网运行过程中转换安全域的概念,提出了从功率空间映射到向量空间的孤岛安全域的分析方法,采用微电网总有功/无功作为孤岛转换稳定判据,减小了判定维度,在微电网仿真平台通过时域仿真确定在不同运行方式下的电压及频率波动情况。最后依据电压/频率波动限值,采用最小二乘支持向量机方式进行模式识别,给出了固定参数的微电网并网/孤岛转换安全域。     

基于主从博弈的风光储型微电网优化配置方法

随着微电网技术的发展和电力市场主体多样性的提高,微电网的投资权和经营权逐渐存在分离的情况。针对微电网投资决策主体与运营决策主体不一致的情形,基于主从博弈理论建立微电网优化配置模型。其中主体博弈者为微电网投资决策者,以微电网设备投资方案为博弈策略,以最小化综合投资成本为博弈目标;以微电网运营决策者为从体博弈者,以给定微电网配置方案下的系统优化运行计划为博弈策略,以最小化系统综合运行成本最小构成博弈的支付。分析得到模型的Nash均衡并采用混沌粒子群算法分别设计模型的主体模块和从体模块求解流程。仿真算例表明,所建立的主从博弈模型能够适用于微电网投资主体和经营主体分离下的微电网优化配置问题。研究成果可用于指导工程实践。     

微电网孤岛模式下无功分配及电压优化分层控制策略

针对在微电网孤岛模式下并联运行的分布式电源采用传统下垂控制策略时存在无功功率受并网线路阻抗影响较大、电压偏离额定值等问题,提出了微电网孤岛模式下无功分配及电压优化分层控制策略,将微电网优化控制过程分为两层:初级控制层针对分布式电源无功功率受并网线路阻抗影响较大问题,提出变系数法下垂控制策略,根据下垂特性和线路特性约束方程调整下垂系数,实现无功功率精确分配;二级控制层应用多智能体一致性算法维持微电网电压稳定。仿真模型使用PSCAD/EMTDC搭建,结果表明,分层优化策略使无功功率合理分配的同时提高了微电网电压水平。     

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。