微电网运行控制解决方案及应用

微电网是分布式电源的有效组织形式。它整合了分布式发电和配电网之间的关系,实现了分布式发电的可控,解决分布式发电接入配电网问题。微电网可视为大电网的可控单元,可并网运行也可以孤立运行。讨论了基于三层结构的微电网控制运行方案中采用的IEC61850标准的微电网通信技术、快速响应的微电网动态稳定控制技术、基于经济优化调度的微电网稳态能量管理控制技术。最后介绍了上述技术在实际微电网工程中的应用情况。     

含柔性直流装置的主动配电网优化调度研究

随着分布式电源、储能和柔性负荷等新型元素的接入,含柔性直流装置的主动配电网(active distribution netw ork,ADN)成为未来配电网发展的重要方向。含柔性直流装置的主动配电网可实现潮流的灵活控制、区域间功率的相互支援以及更大范围内资源的优化配置等。该文针对含柔性直流装置的主动配电网,建立了考虑分布式电源就地充分消纳的"区域自治-全局协调优化"的分层优化调度架构。区域自治以区域调度费用最低为目标,采用分布式模型预测控制(distributed model predictive control,DMPC)对区域内可控分布式电源、储能和柔性负荷等可控资源进行优化控制。全局协调优化在区域自治的基础上,以全网运行成本最低为优化目标,利用柔性直流装置灵活调节区域间功率,使分布式电源在更大范围内得到充分消纳。最后通过仿真验证了DMPC对区域内可控资源有功出力控制的高效性;多场景仿真结果表明,全局协调优化可通过柔性直流装置在更大范围实现区域间功率的相互支援,促进分布式电源的最大消纳,提高主动配电网运行的经济性与安全性。     

微电网技术在主动配电网中的应用

将诸多种类分布式电源、储能装置以微电网形式接入配电网中并网运行,形成其与配电网、负荷之间能量与信息双向互动的多元互补智能发配用电网络,实现配电网对分布式能源的主动控制与管理,是智能电网中主动配电网的发展趋势和最佳运营模式。以主动配电网和微电网群为研究对象,对微电网接入主动配电网后的网架结构、规划设计、控制方案、运行模式、综合效益等问题进行了阐述,分析了应用微电网技术为主动配电网带来的优势,并给出了微电网技术在主动配电网中应用所需开展的研究方向。     

基于复合储能的微电网运行方式切换控制策略

微电网是高效规模利用分布式电源的重要途径之一.针对微电网并网运行与孤岛运行方式之间的切换,提出一种含复合储能装置的微电网优化控制策略.在分析蓄电池及超级电容器特点的基础上,将功率密度高的超级电容器和能量密度大的蓄电池组成复合储能装置,用于由分布式电源组成的微电网作为主控电源,以实现微电网的平滑切换为目标.通过在线监测配电网侧与微电网侧电压、频率与相角差的变化,建立了含复合储能的微电网模型,采用多层次控制策略,实现微电网运行方式的自动无缝切换.利用PSCAD/EMTDC软件对系统进行了仿真研究,结果表明:在切换时间、频率、电压与相角差上,复合储能均小于蓄电池储能,所提优化切换控制策略及复合储能系统是有效和可行的.     

配电网智能调度模式及关键技术

分布式电源、微电网、储能装置、电动汽车充放电设施接入配电网运行改变了配电网能量平衡的模式,为了推进智能电网建设,在分析配电网及其调度控制特点的基础上给出了配电网智能调度目标和调度对象。为实现配电网的高效运行,提出基于配电网络、电源和负荷互动的多维多阶段递进式配电网智能调度模式,给出了配电网智能调度系统的功能结构。提出为实现配电网智能调度系统必须解决的关键技术,探索了配电网调度的发展趋势,给出了相关研究方向。     

用于微电网MAS调度的拍卖算法

在以多代理系统(MAS)作为微电网运行支撑平台的背景下,本文依据MAS分布式控制的特点,及拍卖算法对MAS的适应性,提出了基于拍卖算法的微电网MAS调度任务分配的实现方法。在调度周期内,利用拍卖算法,综合微电网内分布式电源、储能设备及可控负荷等可控单元参与调度任务代价与收益,可以得到最优或接近最优的微电网内调度方案。最后,本文阐述了以综合成本最低为目标的智能微网日前调度原则,并依据典型的智能微网设计案例对模型进行了分析。     

考虑分布式电源与需求侧的主动配电网多级协调调度方法

主动配电网和智能配电网是未来配电网的主要发展方向。传统能源、分布式能源、储能及可控负荷等各类可调控资源的协调调度是主动配电网运行的关键。本文从供能和负荷控制角度对主动配电网协调优化调度问题进行研究,综合考虑不同特性的分布式电源、储能及可控负荷,建立各类可调控资源的调度模型,构建多时间尺度多目标优化的主动配电网协调调度系统。算例分析了系统对各类可调控资源的调度指导计划结果及调度后的配网运行效果,从而验证了所提调度方法及相关模型的可行性和有效性。     

基于机会约束规划的主动配电网最大供电能力双层优化

与传统配电网不同,接入主动配电网的可控分布式电源能够参与配电网的经济运行。可控分布式电源的出力分配由主动配电网的经济调度策略确定。为实现供电能力最大化,可控分布式电源通常运行在额定状态,这与经济运行的目标相背离。这一矛盾会对最大供电能力计算带来影响。提出一种基于机会约束规划的主动配电网最大供电能力双层优化模型。上层模型用于求解主动配电网的最大供电能力;下层模型在负荷增长的过程中结合主动配电网对可控分布式电源有效管理的特点,对可控分布式电源出力按经济调度原则进行分配。以改进IEEE-33配电系统为例对该模型进行验证,结果表明该模型可获得符合主动配电网经济运行要求的最大供电能力。     

微电网保护策略综述

近年来为提高电能质量和供电可靠性,越来越多的微电网接入配电网。微电网由分布式电源、储能装置和可控负荷组成。微电网的引入带来的一个主要挑战是设计在并网和孤岛2种运行模式下均能有效保护微电网的保护策略。总结了微电网继电保护面临的难点和特殊需求,介绍了微电网保护的研究现状,探讨了不同方案的优缺点,并给出了未来微电网保护的一些建议。     

基于虚拟电厂优化算法的负荷聚合商收益分析

针对大量分布式电源接入电网带来的配电网调度和控制问题,和电网日益严重的峰谷差问题,需求响应成为电网调控的必要手段.负荷聚合商通过虚拟电厂技术,将热电联产、光伏、分布式储能、可中断负荷等分布式资源进行聚合,挖掘可控负荷和储能的需求响应价值,实现了区域配电网的源-网-荷协调优化控制机制.首先建立虚拟电厂双层优化模型,上层以负荷聚合商收益最大为最优目标,以各分布式资源自身限制等为约束条件,下层以储能和可中断负荷自身收益最大化为最优目标,以储能和可中断负荷自身限制为约束条件,采用CPLEX求解器进行求解.然后,对单纯价格型需求响应、各主体独自参与激励型需求响应、以虚拟电厂形式参与激励型需求响应3种形式下的负荷聚合商、储能装置、用户的效益进行了分析.最后,通过计算结果的效益分析,证明了此应用场景下以虚拟电厂方式参与激励型需求响应能提升负荷聚合商和储能装置的经济收益.     

用户光伏发电储能优化配置研究

将储能技术与光伏发电技术结合可以将不可控的光伏电源转变为可控电源,缩小在运行过程中分布式电源对配电网的不利影响。针对居民负荷、商业负荷以及工业负荷3种不同的负荷特性,同时考虑光伏组件、储能电池造价昂贵这一问题,联系我国的电价政策和补贴政策,提出一种考虑经济性的用户光伏——储能系统容量配置方法。将优化方法应用于具体微电网后的结果表明,经过优化的储能系统对于配电网的节点电压和网络损耗的调节具有一定的积极影响。     

微电网两阶段鲁棒优化经济调度方法

针对微电网内可再生能源和负荷的不确定性,建立了min-max-min结构的两阶段鲁棒优化模型,可得到最恶劣场景下运行成本最低的调度方案。模型中考虑了储能、需求侧负荷及可控分布式电源等的运行约束和协调控制,并引入了不确定性调节参数,可灵活调整调度方案的保守性。基于列约束生成算法和强对偶理论,可将原问题分解为具有混合整数线性特征的主问题和子问题进行交替求解,从而得到原问题的最优解。最终通过仿真分析验证了所建模型和求解算法的有效性,同时给出了分时电价机制下微电网对储能进行调度的边界条件,可为微电网投资商规划储能及配电网运营商设计激励机制提供参考。     

电动汽车与分布式电源的微网经济调度

微网的运行可以很好地利用分布式能源,并实现需求侧管理的效益最大化,但是分布式电源的波动性使得微网的运行风险增加,同时也需要一定的储能投资。电动汽车电池作为一种储能装置可以为微网系统运行提供辅助服务。建立了分布式发电和电动汽车经济调度的多目标优化模型,以微网系统运行成本最低、系统等效负荷波动最小以及电动汽车车主的充电成本最少为目标,求得电动汽车的充放电功率,很好地配合了系统负荷以及分布式电源的出力波动,优化了系统的运行。     

基于改进粒子群算法的微电网多时段经济调度

分布式微电源与储能装置的广泛接入使微电网联网系统的能量交换形式更为复杂。研究微电网系统中各个时段的分布式电源和储能装置的协调优化调度,将大大降低微电网运行成本,提高系统电网经济调度能力。论文考虑负荷需求、微电源维护成本、购电、售电价格和网络损耗等微电网运行约束条件,建立了微电网经济调度目标函数模型,分别研究了微电网处在孤网和并网下多时段经济调度。运用了动态规划算法来协调微电网各时段的经济调度,即将各时段储能的最大容量离散成若干个小区间分别作为储能的上下限,同时提出在各时段的每个区间容量采用改进粒子群算法对微电源出力进行优化,最终求出各时段储能的最优状态及其它微电源的最优出力。通过算例验证了所提微电网多时段经济调度方法对各个时段的微电源及储能装置协调优化调度和微网运行经济成本,取得很好的效果。     

微电网研究综述

微电网(Micro-Grid)是一种新型网络结构,是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。由于微源是一些分布式电源,所以本身带有波动性,因此需要有储能装置来进行平衡。微电网的控制主要有PQ、PV、V-F三种控制方式。     

基于人工蜂群算法的微电网环保经济调度

为解决含多种分布式能源的微电网负荷优化分配问题,建立了以系统总成本最小为目标函数,以系统安全运行为约束条件的微电网环保经济调度模型。将人工蜂群算法应用到模型求解中,通过14节点系统验证该模型和方法的有效性。算例结果分析表明,通过合理安排微电网内部"可控"分布式电源(DG)的出力和分布式储能(DS)的充放电功率,实现了负荷转移,有效降低了微电网系统总成本。     

含光伏、热电联产与储能的微网建模与优化

微电网是由分布式发电、负荷、储能装置以及控制装置构成的一个可控独立发电系统。针对含有光伏发电、热电联产、储能电池的微电网系统,提出了一套微电网总体能量优化管理与控制方案,能够在并网运行条件下,降低微电网系统运行成本。并在微网中加入智能用电设备,在已有能量优化管理系统上,引入需求响应策略,进一步优化微网能量管理系统。通过仿真实验,验证了提出的模型及优化策略的有效性。     

基于集群负荷预测的主动配电网多目标优化调度

常规的配电网调度模式中,往往通过可控分布式电源、储能和柔性负荷来调节预测误差和实时波动,粗略地预测负荷值,这使得负荷预测往往不够精准,而且用可控分布式电源、柔性负荷或储能平衡配电网负荷波动,会造成较大的波动成本和备用成本.对此提出一种基于集群负荷预测的主动配电网多目标优化调度方法.采用模糊聚类的方法,对负荷进行集群划分...     

基于排序交叉优化算法的智能微电网调度研究

分布式可再生能源具有出力不稳定等问题,导致智能微电网的经济效益与环保效益较差,为此研究基于排 序交叉优化算法的智能微电网调度.根据分布式电源与储能装置的运行特性建立其数学模型,为智能微电网多目标调 度提供理论基础,以智能微电网运行成本和排污、治污花费最小为目标,构建多目标调度模型,基于排序交叉优化算 法求解模型,实现各机组出力的优化调度.以某地冬季典型日为例,获取智能微电网负荷数据展开算例分析,结果显 示采用所设计方法调度后微电网的运行与排污、治污总成本节约了46.25％,说明该调度方法具有经济与环保效益优 化的效果.     

考虑分布式电源影响的配电网源荷储分层协调控制

本文为充分发挥储能系统的快速功率吞吐能力和冷/热负荷的调节作用，促进分布式电源的主动就地消纳，根据可控分布式电源、储能系统、冷/热负荷的多时间尺度互补特性，提出一种源荷储分层协调控制方法。该方法面向冷热电联供型配电网，按“以电定冷热”的原则，将调度过程划分为电源层与用户层，并按上下级进行协调优化，从而确定电能实时调度方案以及冷/热能实时调度方案。按照某园区配电网实际情况进行调度仿真及分析， 验证源荷储分层协调控制方法的合理性与有效性，调度结果表明在保证了园区重要电负荷供电的同时，最大限度地供应了冷/热能，实现了配电网的协调优化运行,以及能源利用方式的精细化、集约化发展。