考虑低碳制氢的微电网优化配置

“双碳”目标下,为减少弃风弃光量和传统制氢方法的碳排放,同时提升微电网经济性,对考虑低碳制氢的微电网优化配置进行了研究。通过对制氢过程进行建模,提高经济分析的真实性,结合微电网结构建立考虑低碳制氢的微电网模型,综合考虑微电网配置运行成本、售电/售氢收益以及低碳制氢所带来的节碳收益,建立考虑低碳制氢的微电网优化配置模型,并从系统和设备2个角度提出了衡量配置结果的评价指标。通过分析电、氢设备调度逻辑,提出了一种电氢协调调度策略,采用基于动态时间规整距离的K-means聚类和改进的粒子群优化算法求解得到系统优化配置结果。最后,通过算例仿真验证了制氢装置建模和调度策略的有效性,并分析了售氢价格对优化配置的影响。     

考虑阶梯碳交易和需求响应的含氢储能的并网型微电网优化配置

针对低碳背景下并网型微电网的优化配置问题,提出了一种考虑阶梯碳交易和需求响应的含氢储能的并网型微电网优化配置方法。通过在规划模型中引入阶梯碳交易机制,降低微电网的碳排放;以可再生能源发电功率与负荷功率的差值绝对值之和最小为目标,利用负荷需求响应引导用户改变用能策略,促进可再生能源消纳,减少储能配置容量,进一步降低微电网的碳排放和经济成本;建立包含风力发电机、光伏阵列、柴油发电机、电解槽、储氢罐、燃料电池的并网型微电网的双层优化配置模型,上层模型以微电网等年值综合成本最小为优化目标,下层模型以微电网年运行成本和年碳交易成本之和最小为优化目标;采用遗传算法与混合整数线性规划相结合的方法对双层优化配置模型进行求解。算例结果验证了所建模型的合理性和有效性,能够为含氢储能的并网型微电网的容量配置提供参考。     

考虑移动式储能均衡的微电网群分布式动态协同控制策略

微电网群是促进源网荷储互动、新能源高效利用的重要方式,故障发生时可通过拓扑重构或移动式储能接入维持系统电压频率稳定,保证重要负荷持续、可靠供电。然而,常规分布式一致性策略收敛性能受通信拓扑影响显著,难以适应微电网群故障下的应急控制需求。针对上述问题,提出一种考虑移动式储能应急接入的微电网群动态协同控制策略。一方面,基于动态收敛算法设计兼顾收敛速度和收敛稳定性的分布式协同控制器,实现电源间功率均分和储能荷电状态均衡;另一方面,基于本地量测信息实现系统频率/关键母线电压二次调节恢复,并通过预同步和供需功率转移保证移动式储能平滑投切。在此基础上,进一步引入事件触发机制以降低分布式控制器通信成本。最后,通过仿真算例验证了所提控制策略的有效性。     

计及需求响应的微电网云储能配置模型

为适应逐渐开放的电力市场,深入考虑用户需求响应行为,对云储能进行合理配置,提出了计及需求响应的微电网云储能优化配置模型.首先,探讨需求响应在云储能配置问题中的必要性和可行机制,构建计及需求响应的云储能框架;其次,分析微电网中用户和运营商两类主体的储能行为,建立云储能配置模型;最后,通过算例研究验证所提模型的可行性和正确...     

基于多主体投资的双储能系统分层优化配置方案

储能电站的建设可缓解中国“三北”地区的“弃风限电”问题,提升当地电网消纳弃风的能力,但单主体投资储能的高昂成本限制了储能的推广与应用。针对此问题,构建了一种基于多主体投资的双储能系统分层优化配置模型。首先,提出了考虑循环寿命的双储能协调运行策略,以减小频繁充放电切换导致的寿命损耗;然后,为实现多投资主体的利益最大化,提出了双层优化经济性模型,上层优化以风电场和电网运营商年收益最大为目标,下层优化以双储能充放电能力指标值之和最小为目标,并采用改进多目标黏菌算法和模糊隶属度函数对模型进行求解;最后,以中国新疆哈密某风电场实时运行数据为例,验证了所提方法的有效性。     

高比例新能源下含调频控制的储能系统多目标优化

储能在高比例新能源系统中有非常重要的作用,比如调峰、调频和调压等,而储能的作用能否充分体现出来,取决于其容量和位置的配置。为解决高比例新能源下含调频控制的储能系统的优化配置问题,首先研究了一种基于非线性变K系数的储能一次调频控制策略并对其控制参数进行优化,在此基础上,提出了面向高比例新能源电力系统的储能定容选址多目标优化配置方法。该方法采用改进多目标粒子群优化算法,将储能容量、位置作为决策变量,并将系统频率波动指标、电网脆弱性指标和储能成本指标最小作为优化目标,求得帕雷托解集后,通过信息熵求得各个目标的权重后采用优劣解距离法计算得到最优方案。最后,对安阳市某区域电网数据进行实际算例分析,得到了该区域电网的储能最优配置方案,并验证了所提储能定容选址配置方法和控制策略的有效性与优越性。     

面向清洁低碳转型的隧道智慧能源系统框架设计及储能容量优化配置

长距离、大规模隧道运行过程中的能量密度远高于其他交通基础设施,隧道高能耗特性带来了高污染、高碳排等问题。为推动隧道清洁低碳转型,综合考虑储能灵活调节特性及隧道工程地下空间开发优势,提出一种隧道智慧能源系统框架及储能容量优化配置方法。首先,考虑多元电源互补、主动负荷协调、双向电能互动,构建隧道智慧能源系统框架,对比分析了地上/地下储能在土地资源集约利用、应对环境制约和储能故障危害等方面的优势和不足。其次,考虑储能容量规划和长大隧道智慧能源系统调度运行耦合影响,提出储能容量配置双层协同优化方法。最后,通过算例分析了所提隧道智慧能源系统框架和储能容量优化配置方法的可行性和有效性,对比验证了地下储能构建方案在经济、低碳和社会效益等方面的显著优势。     

面向新能源就地消纳的园区储能与电价协调优化方法

为促进园区新能源就地消纳,充分利用电价的优化调节能力和储能作为灵活资源的调节手段,提出一种储能与电价协调优化方法,构建双层源荷储协调优化模型以提高新能源就地消纳能力。首先,上层优化模型根据预测的净负荷功率曲线对分时时段进行划分,以园区运营商收益最大为目标对分时电价进行优化;其次,在下层优化模型中计及储能电池的容量损耗,综合考虑运营商成本和新能源消纳能力,以新能源就地消纳率最大为目标对储能进行优化配置。在此基础上,提出飞蛾火焰优化-粒子群优化（MFO-PSO）智能优化算法对模型进行求解。最后,算例分析验证了所提方法能够有效促进新能源就地消纳,并提高储能配置的经济性。     

基于改进多目标粒子群算法的微电网储能优化配置

储能参与微电网的优化运行能有效解决可再生能源大规模并网所引起的系统安全稳定问题。基于双层规划理论建立以负荷波动、系统成本以及储能SOC偏差为目标的储能优化配置模型,提出一种改进的多目标粒子群算法求解该模型。依据最优相似度来指导惯性权重的取值,适时引入交叉变异操作,在保证算法收敛性的同时,提高其跳出局部最优解的能力。为保证pareto解集的全局性和均匀性,提出了一种多迭代方向pareto解集动态更新策略。最终基于信息熵确立权重,采用TOPSIS法选取最优方案。通过修改的IEEE-33节点系统进行算例分析,验证了该算法在求解微电网储能优化配置问题上的有效性和优越性。     

基于改进NSGA-Ⅲ的微电网储能多目标优化配置

为提升微电网中储能配置的可靠性与经济性,提出一种基于改进NSGA-Ⅲ算法的微电网储能系统容量多目标优化配置方法。构建了微电网储能容量配置双层优化模型,外层以储能一次投资成本最小为优化目标,内层以微电网综合运行成本最小、负荷缺电率最小和可再生能源利用率最大为优化目标;在传统NSGA-Ⅲ算法中嵌入Levy理论和一个区域角度量化机制,使其更加适用于所提直流微电网储能容量双层优化配置模型的寻优迭代求解,并结合典型日数据,仿真验证了所提模型及算法的有效性。     

体系架构下考虑虚假信息注入的微电网群分布式优化调度

真实信息交互是进行微电网群协同优化调度的关键因素之一。从体系角度出发,形成微电网群进行协同优化运行追求的是整体与个体利益最大化。因此,损害微电网群运行效益的信息交互为虚假信息。虚假信息注入势必给微电网群的安全、经济、稳定运行带来影响。针对处理虚假信息注入给微电网群优化运行带来影响的问题,文中引入体系方法在构建计及虚假信息注入的微电网群体系架构的基础上,建立考虑虚假信息注入的微电网群完全分布式优化调度模型,并结合改进交替方向乘子法和一致性算法提出微电网群虚假信息检测、定位及惩罚机制,有效减少虚假信息注入对微电网群协同优化运行的影响。最后,通过算例分析验证所建模型和虚假信息处理机制的有效性。     

基于参数规划的含储能和风电电力系统低碳经济调度

为了实现“双碳”目标以及适应新能源快速发展的形势,基于参数规划及工程博弈论提出了一种含储能和风电电力系统的多目标低碳经济调度方法。以系统发电成本、碳排放量、储能寿命折损为目标构建多目标优化模型,采用系数约束法将模型转化为参数线性规划模型,求解参数规划模型可获得Pareto前沿的精确解析表达式,从而进一步构建工程博弈问题,精炼得到对多目标具有公平性的唯一Pareto最优解,为决策者提供参考。算例分析结果表明,所提调度方法能够充分兼顾各目标的优化程度,保证电力系统调度的环保性与经济性,可有效应用于新能源电力系统的低碳经济调度。     

集中-分布式混合压缩空气储能电站优化规划策略

针对城镇配电网供电能力不足的问题,设计了一种集中-分布式混合压缩空气储能（CAES）电站的基本架构。该架构依托集中式先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)电站建立分布式液态空气储能电站,可更有效地利用AA-CAES电站大规模储气室的优势,延展AA-CAES电站的功能。然后,建立了集中-分布式混合CAES电站的运行模型。该模型能准确描述混合CAES电站空气压缩、液化、贮存、运输、汽化、膨胀发电等过程中的能量流通、转化、存储和释放机理。基于混合CAES电站的运行模型,结合全寿命周期成本理论,建立了混合CAES电站的优化规划与运行模型。上述模型还包含扩建输电线路、增建燃气轮机、安装电池储能等备选方案的相关约束,以便对比安装混合CAES电站和其他方案的经济效益。最后,通过算例仿真验证了优化规划与运行模型的有效性。     

考虑微电网群和系统经济运行的配电网储能优化配置

针对不同的配电网运行情况,考虑微电网群的运行策略以及子微网的协作运行对配电网的影响,建立了配电网储能配置的选址和定容两阶段优化模型。其中,第一阶段的选址模型在日运行时间尺度上,以配电网系统运行成本最小为目标,利用GAMS软件求解储能的位置、个数以及充放电策略;第二阶段的容量优化模型以年作为时间尺度,以配电网中储能投资运行维护年成本最小为目标,利用嵌套储能寿命计算的粒子群算法在MATLAB软件中求解。算例证明在不同的运行场景下,考虑微电网群和系统经济运行的配电网储能优化配置方法可以有效减少配电网的运行成本和储能的投资维护成本,提高系统经济性。     

考虑灵活性的储能容量多阶段分布鲁棒规划

储能作为一种灵活性资源,具有促进新能源消纳和电力系统安全稳定运行的作用。然而受储能投资成本的制约,难以仅依靠大规模的储能满足系统的灵活性要求。为此,提出了一种考虑灵活性的电力系统储能容量规划模型,计及现有可调节的传统发电机组对灵活性的影响,并采用分布鲁棒机会约束描述新能源出力的不确定性;根据系统不同时间尺度的运行特性,综合考虑储能的投资成本、新能源出力的不确定性和系统运行的灵活性,建立了多时间尺度下的储能配置模型;采用多阶段迭代线性优化的方法提高求解效率。基于IEEE-RTS 24节点系统进行算例分析,结果验证了所提方法在求解储能配置容量方面具有较好的经济性和鲁棒性。     

提升局部区域新能源外送能力的储能容量优化配置方法

局部区域内的新能源大规模集中开发会造成严重的弃电问题,配置一定规模的储能装置可显著减少弃电。文中基于时序生产模拟软件和概率统计分析方法研究了考虑新能源发电不确定性和弃电率约束的局部断面储能容量配置问题。首先,介绍了主流的时序生产模拟软件的算法框架;基于该软件在考虑新能源出力的不确定性下获取局部区域断面的弃电曲线。然后,考虑弃电率限制,利用恒功率法确定储能的初始配置规模,再对断面弃电时长进行累积概率统计分析以得到储能最佳时长;进而对储能进行优化配置,得到满足弃电率约束的储能最佳配置规模。最后,针对中国西北某省实际电网进行了算例分析,并对储能配置规模与新能源装机占比和新能源利用率开展敏感性分析,验证了所提方法在求解方面的便捷性。     

微电网复合储能多目标优化配置方法及评价指标

复合储能在微电网功率平衡、平滑可再生能源波动、提升电能质量等方面发挥多重作用,针对包含光伏发电、风力发电和典型负荷的微电网,提出一种合理配置复合储能容量的方法。针对复合储能优化配置,以装置成本最低、功率匹配最佳、可再生能源输出功率平滑度最好建立复合储能多目标优化数学模型,采用自适应惯性权重的粒子群算法求解复合储能多目标函数最优解;针对子目标函数权重系数的确定,提出目标函数适应度离差排序法;提出了定量评估微电网储能多目标优化效果的参数指标,并以此为依据,对比了微电网内蓄电池单一储能多目标优化与复合储能多目标优化结果。最后,通过MATLAB编程进行实例验算,验证了方法的合理、有效性。     

柔性多状态开关与分布式储能系统联合接入规划

随着分布式电源渗透率的提升,配电网运行面临着源荷强随机波动带来的挑战。柔性多状态开关（SOP）和分布式储能系统（DESS）可分别在空间和时间上实现潮流的灵活调节,进而提升配电网运行的灵活性。建立了基于时空特性的SOP和DESS双层规划模型,其中上层为选址定容层,考虑系统经济性,以配电网年综合运行成本最小作为优化目标;下层为运行优化层,以配电网网损费用和电压偏移之和最小作为优化目标。通过社区挖掘算法和改进负荷矩方法确定规划方案待安装节点集合,并采用自适应粒子群优化和二阶锥规划的混合算法求解规划模型。以IEEE 33节点系统进行算例分析与对比验证,结果表明SOP和DESS联合接入能有效改善配电网电压时空分布,且运行安装成本最低。     

降低火电调频损耗的混合储能系统容量优化配置双层模型

针对如何在降低火电机组调频损耗,提高系统调频性能的同时减小储能全寿命周期成本,提出了一种混合储能辅助火电机组参与自动发电控制(automatic generation control, AGC)的双层优化配置模型。上层模型由基于经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)的火电–混合储能间AGC指令分配策略和计及全寿命周期内成本收益之差、AGC综合评判指标Kp的多目标优化配置模型组成,为底层模型提供AGC初步分解指令和功率、容量约束;底层模型由计及储能荷电状态(state of charge, SOC)恢复的混合储能控制策略和火电–混合储能调频响应模型组成,将经过EMD初步分解的AGC指令再次分配给各调频资源,并向上层模型提供各调频资源出力响应曲线和SOC变化曲线;采用基于优劣解距离法(technique for order preference by similarity to an ideal solution, TOPSIS)的多目标粒子群算法求解该双层模型,避免了传统多目标粒子群算法在Pareto解集中确定全局最优解的偶然性。基于华北某电厂...     

基于小生境多目标粒子群优化算法的配电网混合储能配置研究

随着风光接入比例不断增加,配电网中弃风、弃光和弃负荷的现象时有发生,储能系统对维持能量平衡和提高配网供电质量起到关键作用,并可有效平抑功率波动、降低弃风弃光率以及提高电能质量.本文综合考虑分布式电源、储能装置及配网安全运行约束条件,建立以储能成本、网损率以及电压稳定性作为优化指标的配网储能优化配置模型,并以IEEE33节点配网为算例,运用小生境多目标粒子群优化算法对该模型进行求解,验证了模型及算法的有效性.