新能源发电为主电源的独立微网多目标优化调度模型和算法EI北大核心CSCD

提出了以新能源发电为主电源的独立微网多目标日前优化调度模型。该模型包括分级分类的用户需求响应和负荷控制机制,并考虑了需求响应的随机性。然后提出了与自适应加权和算法相结合的近似动态规划算法求解该优化问题。在算例中建立了可再生能源渗透率100%的巴基斯坦独立微网模型。在不同的日运行模式下调度结果验证了文中提出的模型和算法的有效性。它们能较好地满足以新能源发电为主电源的独立微网日前调度需求。面对实际运行中电源、负荷和需求响应的不确定性,该文采用的随机优化算法能得出适应性较强的日前调度方案,并且优化效果优于确定性动态规划算法。     

新能源发电为主电源的独立微网多目标优化调度模型和算法

提出了以新能源发电为主电源的独立微网多目标日前优化调度模型。该模型包括分级分类的用户需求响应和负荷控制机制,并考虑了需求响应的随机性。然后提出了与自适应加权和算法相结合的近似动态规划算法求解该优化问题。在算例中建立了可再生能源渗透率100%的巴基斯坦独立微网模型。在不同的日运行模式下调度结果验证了文中提出的模型和算法的有效性。它们能较好地满足以新能源发电为主电源的独立微网日前调度需求。面对实际运行中电源、负荷和需求响应的不确定性,该文采用的随机优化算法能得出适应性较强的日前调度方案,并且优化效果优于确定性动态规划算法。     

计及需求响应和共享储能的多微网系统双层优化调度

在多微网系统中考虑用户的需求响应行为和加入共享储能装置均会对系统内的能量流动及设备出力情况造成影响。在此背景下,为促进储能装置的高效利用和可再生能源的就地消纳,提出一种同时计及耗能用户需求响应和共享储能的多微网系统双层优化调度策略。对共享储能运行模式、多微网系统和耗能用户自主响应行为进行建模;分别以多微网系统净收益最大、耗能用户总购能成本最低为上、下层目标,形成合作型Stackelberg互动均衡模型;将下层模型转换成KKT最优条件,随后用Big-M法和对偶定理对非线性项进行处理,将Stackelberg博弈模型转换为混合整数线性规划问题,对多微网系统的能源定价策略、共享储能动态容量划分和各微网内设备的运行状态进行求解。为促进微网间的功率交互,提出基于交互贡献度的利润分配方案。最后,采用5个方案作为算例验证了所提策略的有效性。     

空调负荷的混合逻辑动态建模和自治控制方法

随机性可再生能源接入微网降低了联络线功率的可调控性与可计划性,聚合大规模空调负荷(ACL)的灵活性可以有效解决这个问题。首先建立了单台ACL的混合逻辑动态(MLD)模型,ACL可基于MLD模型响应控制信号并自行求解开关序列,实现自治控制。其次,为了提高微网对联络线计划功率的跟踪精度,利用空调集群的调节能力校正微网内可再生能源和负荷的日前预测偏差。最后,利用含1 000台ACL的微网算例进行了仿真计算。仿真结果表明,利用ACL的自治性,该方法能够聚合大规模ACL的灵活性提高微网联络线功率的可计划性,同时有效保证用户的舒适度与设备安全。     

考虑激励型需求响应不确定性的微网储能容量优化配置

将可再生能源以微网的形式接入大电网可以有效解决直接并网造成的不稳定问题,且加入储能使能源利用率增加。以含有风光储及需求侧资源的并网型微网为研究对象,在储能造价高的现状下为降低储能配置成本加入需求响应技术,以负荷在时序上最大化贴近可再生能源发电时序为目标进行负荷转移,同时考虑用户参与需求响应技术时的不确定性,包括基线负荷和响应量自身的不确定性。建立激励型需求响应不确定性模型,对用户的可平移负荷在参与响应时用三角模糊数描述其响应量及基线负荷的不确定性,并通过等价清晰处理将其转化为确定性问题。并在满足电网的运行约束条件下,以年综合利润最大为目标,采用CPLEX求解器对模型进行求解。将优化方法经仿真实验后,验证了方法的有效性。     

含风/光/抽水蓄能并计及负荷响应的海岛微网优化配置

利用可再生能源的微网是解决小型海岛供能问题的一种理想方案,但是高昂的投资成本阻碍了它的应用。为此,针对地理条件允许的海岛,使用微型抽水蓄能系统储能,同时以负荷响应参与度标度居民的负荷响应参与意愿,并将可时移电器视为能源资源参与微网的配置优化,提出了考虑负荷响应的含风/光/抽水蓄能的海岛微网优化配置模型,并利用粒子群算法对微网中主要设备的数量或容量进行优化。算例验证了所提方法的有效性,家用可时移电器的负荷响应及抽水蓄能替代蓄电池储能可显著减少微网投资成本。此外还对负荷总量、可时移电器功率,以及抽水蓄能系统水头高度对配置成本的影响进行了敏感度分析。     

基于综合需求响应和主从博弈的多微网综合能源系统优化调度策略

随着园区综合能源系统的发展,在同一配电区域往往存在多个园区微网综合能源系统,形成多微网综合能源系统或称冷热电联供多微网系统。针对含电能交互的多微网综合能源系统,提出一种基于综合需求响应和主从博弈优化调度策略。首先,建立包含可转移可中断电负荷、可转移不可中断电负荷、灵活的热负荷和冷负荷等多类型负荷的综合需求响应模型。之后,以多微网系统为领导者,各微网负荷聚合商为跟随者,形成一主多从互动均衡模型,同时优化多微网系统定价策略、各微网用户需求响应方案以及多微网系统内各类能量转换耦合设备的出力,并对博弈均衡解的存在性和唯一性进行证明。最后,通过算例分析论证所提方案的合理性和有效性,多微网系统的利润和各微网用户的综合效益与用能成本都得到了改善。     

计及储能和用户需求响应的并网型微网优化调度模型

为实现并网型微网优化经济运行,计及用户需求响应和储能系统的有效配合,提出了一种并网型微网优化调度模型。在所构建的优化模型中,除考虑需求响应和储能系统之外,还将分布式发电系统、从电网购电和用户的用电满意度等进行考虑,达到了在保证供电质量的前提下,减少微网操作成本的目的。并选用改进的遗传粒子群算法,对优化调度模型进行求解。最后,通过MATLAB仿真,验证模型及算法的有效性,并对四个方案进行对比分析,结果表明需求响应和储能系统在本文所提出的模型中,能起到有效减少操作成本的作用。     

考虑温控负荷聚合功率不确定性的楼宇微网鲁棒优化

随着集成楼宇微网系统的快速发展,温控负荷(thermostatically controlled loads, TCLs)逐渐成为重要的需求响应资源,然而其分布的分散性和响应的不确定性也对集成楼宇微网的调控提出更高的要求。针对TCLs的分布分散特性,文章提出了一种基于楼宇热阻热容(resistance-capacitance, RC)模型的TCLs聚合方案。该方案在对楼宇RC传热模型进行线性化处理后,依据大数定律实现TCLs聚合,可充分计及楼宇建筑的物理结构参数,不但能适应楼宇建筑的差异化建模需求,且方案的计算效率较高。基于此TCLs聚合方案,文章建立了一种适用于集成楼宇微网系统的两阶段鲁棒优化模型,分别对TCLs聚合功率和分布式可再生能源出力的不确定性进行建模,并采用列和约束生成算法进行求解。算例结果表明,所提TCLs聚合方案在各种室外温度和光照强度下都能满足微网调度决策的精度要求;同时,所建立的两阶段鲁棒优化模型能有效减少实际运行下的联络线功率调整量,增强微网系统运行的稳定性和鲁棒性。     

基于需求响应潜力模糊评估的电动汽车实时调控优化模型

针对快充场所电动汽车(EV)大规模接入造成的配电网过载问题,提出了EV需求响应潜力模糊评估方法与实时调控优化模型。首先,基于EV电池安全电量、EV充电需求、充电桩额定功率的限制建立用户客观响应能力约束模型,以及考虑激励水平的用户主观响应意愿评估模型。其次,结合客观响应能力和主观响应意愿建立用户响应潜力评估模型,采用模糊推理确定充电电价、当前电量需求和剩余驻留时间等因素对用户响应意愿的影响。然后,提出激励型实时需求响应的双层优化模型及其求解方法,上层优化模型以EV聚合商激励成本最小化为目标对EV聚合商激励电价进行优化,下层优化以用户平均充电满意度最高为目标对EV充放电功率进行优化,从而充分挖掘用户的响应潜力,兼顾电网公司、EV聚合商、用户各方的利益。最后,通过多组仿真验证了所提模型和方法的有效性。     

基于虚拟电价的含电动汽车并网型微网经济调度策略

大规模可再生能源和电动汽车接人微网,可再生能源出力的波动性和电动汽车充放电行为的无序性会导致微网弃风弃光严重,也给微网的经济调度带来了挑战.在传统峰谷电价基础上结合可再生能源出力及等效负荷的功率差额提出了含电动汽车并网型微网经济调度策略.首先根据微网可再生能源和负荷功率水平分析微网调度优先级.以微网的运行成本最小和最大化消纳光伏为目的 ,构建虚拟花费最小的目标函数优化模型.最后在实例中采用改进的粒子群算法进行求解,对比采用动态虚拟电价和传统峰谷电价、实时电价3种方式下微网一个调度周期的光伏利用率、负荷峰谷差、微网的运行成本来验证所提方法的有效性.     

面向用户需求的DG与配网网架多目标联合规划

考虑电力用户的多样化供电需求和可再生能源DG出力随机性,提出了面向用户需求的DG与配网网架多目标联合规划方法。根据用户对供电电压质量和可靠性等多样化的需求,对负荷需求整理分类;根据可再生能源DG出力的概率模型和机会约束规划方法,处理不确定性问题;以年社会成本、电压偏移率和用户停电缺失量综合最优为目标函数,建立了DG与配网网架多目标联合规划模型。基于pareto优化理论,采用多目标混合粒子群算法和熵权修正的AHP-TOPSIS多属性决策策略相结合的方法,求解模型。最后,利用算例验证所建模型的合理性和有效性。     

计及灵活性负荷资源需求响应和不确定性的楼宇微网调度双层优化模型

针对含分布式发电资源和灵活负荷资源的楼宇微网消纳可再生能源的问题,以电动汽车为灵活性资源,构建了计及需求响应和充放电不确定性的楼宇微网调度优化模型。首先,构建了灵活性负荷资源的电价型需求响应模型和激励型需求响应模型;其次,将电动汽车视为产消一体者,分别采用马尔科夫链和信息间隙决策理论(information gap decision theory, IGDT)处理充放电不确定性;最后,以净收益最大化、光伏消纳最大化、用户满意度最大化、二氧化碳排放量最小化构建确定型楼宇微网调度优化模型。通过算例分析验证了所构建优化模型的有效性,该模型不仅提高了系统的清洁能源消纳率,减少了二氧化碳排放量,还能够为用户带来一定的收益,挖掘灵活性负荷资源参与微网调度的潜力,最终实现供用双方的效益双赢。     

采用居民温控负荷控制的微网联络线功率波动平滑方法

风、光等可再生能源的输出具有间歇性、随机性等特点,会对电网造成不利影响。目前大多利用高成本的电储能系统抑制可再生能源功率波动,因此提出一种利用居民温控负荷控制技术的微网联络线功率平滑算法。采用简化1阶等值热力学参数(equivalent thermal parameter,ETP)模型来描述热泵热力学动态,在通信系统双向可靠的前提下,该功率平滑算法采用状态队列(state-queueing,SQ)模型控制热泵负荷开关状态。在社区级并网微网中,对1000个家用电热泵设备进行仿真控制,结果表明热泵响应可以有效跟随平滑目标;通过对可再生能源渗透率、外部环境温度、热泵工作温度上下界等因素的灵敏度分析,可以看出不同因素对控制结果的影响。该方法为广义储能系统在微网中的应用提供了新的技术途径。     

基于主从博弈理论的共享储能与综合能源微网优化运行研究

综合能源微网与共享储能在提高系统能源利用率方面具有显著效益，逐渐成为目前研究热点，如何建立一套共享储能背景下综合能源微网优化运行模型是当下亟待解决的问题。文章首先介绍系统运行框架，分析系统内各利益体的功能。然后，分别针对微网运营商、共享储能服务商以及用户聚合商建立优化运行模型。分析微网运营商与用户聚合商间的博弈关系，提出共享储能背景下微网运营商与用户聚合商间的Stackelberg博弈模型，并证明Stackelberg均衡解的存在性与唯一性。最后，在MATLAB平台上进行算例仿真，通过Yalmip工具与CPLEX求解器进行建模与求解，利用启发式算法与求解器结合的方法优化微网运营商与用户聚合商的策略。结果表明，所提模型不仅能有效权衡微网运营商与用户聚合商的利益，也能够实现用户聚合商与共享储能运营商的收益双赢，采用的求解算法能够保护微网运营商与用户聚合商间的数据隐私。     

基于直流微网的电力分组传输调度

可再生能源的大范围渗透使得直流微网逐步受到重视。针对新能源供电,直流微网可以减少交直流变换时的损耗以及不稳定性。因此,在直流微网环境下,构建销售商为领导者和用户为跟随者的多主从博弈模型,对销售商价格与用户需求量进行博弈,并根据分布式选择算法得到多个销售商-用户匹配对。基于两个通道传输损耗不同的路由器,通过遗传算法实现了多个匹配对的最优电力分组调度。仿真结果验证了上述两种算法的可行性以及优越性。     

考虑电动汽车用户意愿的热电联供型微电网优化调度

私家电动汽车(electric vehicle,EV)和分布式电源接入量的增长,给热电联供型微电网调度提出了难题。因此,在含可再生能源的热电联供型微网模型基础上,考虑用户行为意愿,根据用户选择的不同充放电行为将电动汽车分类建模。随后,建立了基于分时电价的含电动汽车的热电联供型微网系统的多目标运行优化模型,通过模糊数学方法将多目标模型转化为单目标模型。算例分析中,对构建的4种不同场景运用Yalmip/Gurobi进行优化,分析对比了各场景下的优化结果,验证了所建模型及优化结果的合理性。     

基于全局优化和多主体博弈的微网日前电热联合经济调度

针对含可再生能源的微网日前电热联合调度问题,开展了考虑全局利益统一与多主体利益均衡的优化结果对比分析。首先,基于多能源微网中各类能量产生/转化设备的效能模型,结合系统中储能装置寿命损耗、可再生能源丢弃、电动汽车调度成本等方面的分析,建立了各类设备的运行成本模型;其次,构建了以微网运行成本最佳为目标的微网单一主体日前经济调度数学模型,并提出了基于粒子维度熵的改进混沌粒子群算法;再次,构建了考虑可再生能源所有者、微网能源服务商、用户等多主体利益均衡的日前经济调度数学模型,提出了基于Nash均衡博弈的求解方法;最后,针对全局利益统一与多主体利益均衡2种模式在典型实例中的经济调度结果,开展了深入的对比分析,验证了所提模型与方法的有效性与实用性。     

考虑用户信用的虚拟聚合商需求响应交易机制

新型电力系统中,用户侧可调负荷等灵活资源将广泛参与电网互动,促进源网荷弹性平衡。为此,文中提出面向工商业可调负荷资源的虚拟聚合商需求响应模式,通过基于用户信用的响应补贴机制实现用户侧可调负荷集聚,并构建了用户响应补贴双层优化模型。上层模型以虚拟聚合商参与需求响应收益最大为目标,通过优化补贴信用系数实现用户响应收益最大;下层模型中用户以计及舒适度损失的效益最大化为目标,调整自身响应行为。算例分析选取了典型用户对所提机制和模型进行验证,结果表明,所提出的需求响应交易机制有效规范了用户的响应行为,信用作用下虚拟聚合商与用户形成了激励相容的效果,有利于需求响应目标精确达成。     

考虑响应意愿的电动汽车群-空调集群需求响应策略研究

可再生能源大规模并网,给电力系统安全运行带来了严峻的挑战。需求侧资源(如电动汽车、空调)具有巨大的需求响应潜力,能够参与电网有功调度,积极消纳可再生能源。因此,提出了考虑响应意愿的电动汽车-空调集群需求响应策略。首先,考虑价格、荷电状态及温度等多重因素的影响,基于Takagi-Sugeno-Kang模糊模型量化了电动汽车群和空调集群的响应意愿,采用三角隶属度函数描述意愿的不确定性。在此基础上,建立了电动汽车-空调集群响应潜力评估模型,获取集群需求响应的可调度裕度。然后,考虑价格型需求响应负荷、风光发电以及响应意愿的不确定性,建立了激励型需求响应策略模型。根据模糊机会约束规划理论,将模糊期望约束和模糊机会约束转化为确定性的清晰等价形式。最后,通过算例仿真分析验证了模型的有效性和可行性。