基于稀疏多项式混沌展开的孤岛微电网全局灵敏度分析

随着可再生能源的渗透率和电动汽车的接入比例不断提高,微电网运行的不确定性因素显著增加,准确评估不确定性因素对微电网状态的影响,有利于提高系统的安全稳定运行水平。计及孤岛微电网中的源荷不确定性,构建了孤岛微电网的概率潮流模型,引入了全局灵敏度分析指标,提出了基于稀疏多项式混沌展开的孤岛微电网全局灵敏度分析方法,用于准确、快速地辨识影响系统运行状态的关键输入随机变量。通过对含分布式电源的40节点孤岛微电网系统进行仿真,验证了所提方法的准确性和高效性,分析了源荷不确定性对微电网潮流的影响,获得了输入随机变量的重要性排序结果。     

光储微电网运行特性及影响因素分析

建立了一个光伏发电微电网测试平台;系统以蓄电池为储能装置,并通过双向逆变器并入微电网,用以维持微电网的暂态功率平衡。当微电网联网运行时,以外电网电压和频率为参考,蓄电池双向逆变器、光伏并网逆变器采用定功率控制;孤岛运行时,双向逆变器的控制策略切换为定电压、定频率控制,用以提供微电网电压和频率参考。实验结果表明,该系统可以稳定地工作在联网模式和孤岛模式,光伏发电功率波动及负荷波动均不会影响微电网的稳态运行,蓄电池的荷电状态对微电网的稳态孤岛运行以及联网和孤岛之间的切换有重要影响。     

基于最优潮流的含多微网的主动配电网双层优化调度

多个微电网并入主动配电网(Active Distribution Network, ADN)会对ADN系统的经济性和可靠性产生影响。采用传统的多微网与ADN全网统一优化调度方法时,若微网中风/光出力一旦出现波动,难以高效精确地求出系统的最优潮流,甚至造成无解。因此提出一种基于双层规划的多微网并网优化调度模型。上层模型中各微网作为电源并入ADN,以ADN系统潮流平衡为约束,建立最优潮流模型。运用二阶锥松弛技术将非凸非线性的潮流模型转化为凸可行域的二阶锥规划模型,并调用Gurobi求解器求解。下层模型以上层优化出的联络线功率为约束,建立并网微电网内可控电源的调度模型,并采用结合Tent映射混沌和NDX交叉技术的改进遗传算法(GA)求解。以并入多微网的调整IEEE33节点系统为算例,仿真算例表明双层规划的调度模型及算法具有可行性且在此模型下含多微网的ADN系统有更好的经济性。同时当风/光发电出现波动时,下层模型仍然可以进行局部调整优化,从而降低了微电网波动对ADN系统的影响,提高了系统的可靠性和鲁棒性。     

基于多层电价响应机制的主动配电网源—网—荷协调方法

为应对可再生能源高渗透率配电网多层协调难题,提出了一种基于多智能体和多层电价响应机制的配电网模糊机会约束源—网—荷功率协调响应方法。针对分布式电源、主动负荷及微电网的运行特性,分析了可再生能源高渗透率配电网的源—网—荷协调难题,引入多智能体系统和多层电价响应机制构建协调优化框架。在此基础上,考虑可再生能源及主动负荷的不确定性因素和多智能体对风险的追求差异,利用模糊机会约束规划刻画主动配电网与源、荷及微电网的协调互动,分别构建配电网层、直接协调源荷层和间接协调微电网层的优化模型。随后,利用神经元网络和等价类转化处理随机规划模型中的模糊因素,并采用蝙蝠算法和黄金分割法进行求解。最终,通过算例仿真验证了该优化方法的有效性。     

源网荷储互动的直流配电网优化调度

针对直流配电网内源荷的强随机性、波动性使得优化调度问题愈发复杂化,结合直流配电网低压网架灵活互联、可控的结构特点,深入分析可互动源荷特性基础上,提出源网荷储互动的直流配电网多目标优化调度方法.该方法通过提出源网荷储互动优化概念,综合考虑可互动负荷、储能及换流器的协同优化对系统运行成本和潮流分布的影响,建立了含光伏的多电...     

源网荷不对称的配电网全三相仿真方法

智能配电网日趋灵活、可靠、高效和多变,源网荷三重强不对称性日趋凸显,传统经验型调度无法实现对智能配电网运行状态和发展趋势全面管控。文中首先提出了源网荷不对称下的配电网全三相运行仿真技术的总体构架;其次在构建智能配电网关键元件全三相模型的基础上,依托全三相潮流计算,进行全三相节点电压短路计算和暂/稳态仿真技术研究;最后开发基于OPEN3200系统的运行仿真平台,并在南京河西新城示范区成功应用,验证了所提方法的合理性、有效性。     

微电网并网对电网的影响

微电网中分布式电源并入大电网时会改变电网的稳态潮流分布和能量流动的单向性,从而影响电网的稳定性。建立了微电网并网的简化模型,并从微电网结构、微电网渗透率、电网运行安全型以及经济性等方面进行分析,阐述了微电网并网对电网潮流分布、静态电压、网络损耗、暂态稳定性以及继电保护的影响,对微电网并网的最佳能量分布和提高电网的稳定性和安全性提供了一定的理论依据。最后结合智能电网的发展,对微电网中分布式电源并网的发展前景进行展望。     

基于Sobol’法的孤岛微电网潮流全局灵敏度分析

随着可再生能源发电在微电网中的渗透率不断提高,微电网运行的不确定性显著增加,有必要准确评估输入变量对微电网状态的影响,以提高系统的运行控制水平。计及孤岛微电网中分布式电源和负荷的不确定性,基于有功—频率/无功—电压的下垂控制策略,构建了综合控制下的孤岛微电网概率潮流计算模型,并采用具有鲁棒性的自适应LM(Levenberg-Marquardt)算法进行求解。在此基础上,针对系统状态的不确定性,基于Sobol’全局灵敏度理论,建立了一种考虑源荷不确定性的孤岛微电网概率潮流灵敏度分析法,用于辨识影响系统状态的关键因素。通过对有多台分布式电源接入的33节点孤岛交流微电网系统进行仿真,获得了各输入变量的一阶灵敏度和总灵敏度,分析了输入变量对系统状态的影响,验证了所提方法的有效性。     

基于功率能量特性的含小水电微电网储能容量配置方法

含小水电微电网受源荷不确定性影响易产生较大的功率波动,离网状态下易导致微电网系统停电、弃电的发生。为了充分考虑含小水电微电网功率、能量的平衡特性,提高含小水电微电网运行的经济性和鲁棒性,提出一种基于功率能量特性的含小水电微电网储能优化配置方法。首先,分析了含小水电微电网的功率能量平衡机理,提出了该微电网的功率能量特性模型;然后,在含小水电微电网功率能量特性模型和源荷不确定性模型的基础上,提出了基于功率能量特性的随机场景分解聚类方法和储能容量配置方法。最后,以某地区离网型含小水电微电网为仿真算例,通过与现有方法进行结果对比和影响因素分析,验证了所提方法的有效性。     

交直流混合微电网运行控制策略研究

为解决交直流混合微电网中功率波动、交直流系统之间功率平衡、直流侧源荷比相对较大光伏利用率不高的问题,研究了交直流混合微电网并网运行时,在蓄电池的平抑作用下,直流侧光伏发电以恒定的功率通过交流侧并入大电网,提高直流侧光伏利用率。孤岛运行时,蓄电池作为平衡节点,和双向AC/DC变换器一起维持整个系统的电压、频率稳定,并实现交、直流系统之间功率平衡的控制方案。最后利用PSCAD/EMTDC软件对系统功率波动、并网运行向非计划孤岛运行切换、孤岛运行向并网运行切换进行了仿真验证,运行结果表明该控制方案能有效平抑系统功率波动,维持交直流混合微电网稳定运行。     

基于三端口电力电子变压器的交直流混合微网分层多目标优化

三端口电力电子变压器(PET)具有交流、直流接口,便于主网、交流微网、直流微网协调优化。根据PET结构,将三端口PET并网的交直流混合微网分为微网层、混合层和并网点层,以并网点层功率波动最小、混合层新能源最大程度消纳、微网层新能源和负载功率变化率最小为目标建立分层多目标优化模型。基于PET端口容量、传输效率限制,改进了微网、PET并网点供蓄能力指标,减少了优化约束条件。在此基础上,实现了加权的多目标求解,提高了求解效率。算例验证了分层多目标优化和供蓄指标的有效性。     

基于Multi-agent的微网控制模型研究

针对高渗透微电网接入配电系统后,给主网调度稳定运行和可靠性带来困难这一问题,基于Multi-agent提出一种新的微网控制模型,该模型将微网及内部单元作为a-gent节点行为,构建了微网的两层控制体系:对底层单元agent采用恒功率和恒频恒压控制方法;对上层微网agent,提出恒交换功率控制策略,使微电网在并网运行时表现为单一的可控负荷,微网与主网的交换功率维持恒定,减少主网的调度难度。通过建立微网两层控制体系相应的具体模型,并对两层控制体系之间的协同策略作具体分析,保证了微电网在不同运行模式下的稳定运行。在PSCAD中进行建模仿真,结果表明,该控制模型使微电网并网和孤网时均能可靠运行,且保证了对主网调度的友好性。     

考虑可中断负荷的微网能量优化

建立能量模型协调优化微网可靠性与经济性对系统经济效益的提高至关重要.考虑在并网模式和孤岛模式下都将可中断负荷纳入微网能量管理,优化各分布式电源DG(distributed generation)出力,并网时还包括微网与主网交换功率,使微网投资运行费用和补偿停电损失费用之和最小.该模型不但考虑了微型燃气轮机热(冷)电联供的发电特性,而且将热(冷)能供给优化转化为电能供给优化统一求解,回避冷热价格对模型求解影响,简化微网综合供能模型.以一个微网系统算例验证了模型和算法的有效性,计算结果表明该方法不但能确保微网负荷的可靠、经济供电,也有利于主网整体经济供电能力的提高.     

面向园区的光储型微电网设计与应用

为满足园区重要负荷在配电网失电后的可靠供电以及园区并网下的经济运行需求,设计了一种集光伏发电、储能装置、负荷等可控设备于一体的园区光储型微电网。开展了系统的容量配置和控制架构设计,研发了微电网中央控制器和园区能量管理系统等关键模块。园区微电网中央控制器提供的并离网下模式切换控制方法,在配电网发生故障时可快速切换运行模式,保障了园区重要负荷的稳定供电,最大化减小了配电网故障带来的影响。园区能量管理系统提供的经济调度模型,以最小运行费用为目标,通过商业软件CPLEX求解,给出了园区各设备在多场景下的最优运行结果。设计的系统已在某产业园成功应用,通过实测数据证明了所设计系统的合理性。     

基于概率潮流的主动配电网供需群体协同优化运行策略

为有效解决主动配电网(ADN)运行模式中供应侧和需求侧响应量的不确定性给电网安全带来的问题,在传统概率潮流模型基础上,将虚拟微网与ADN交换功率及需求侧响应的不确定性视为新的随机注入变量,搭建了供需群体互动的概率潮流模型。利用概率潮流的计算结果,使距期望值波动的3个标准差内的数值落在约束范围内,作为系统运行的不等式约束条件。在此基础上,以ADN运行成本最小为优化目标,制定基于概率潮流的ADN供需群体协同优化运行策略,确定了供需互动模式下各互动节点的响应量。该模型既避免了传统配电网运行模型中仅由上级主网承担系统不平衡功率的情况,又有效地提高了系统运行的安全性与经济性。最后,通过算例验证了该模型的有效性和实用性。     

交直流混合微电网中AC/DC双向功率变流器的新控制策略

交直流混合微电网中的AC/DC双向变流器,对系统的稳定运行和功率的协调分配有着重要作用。为了使直流微电网部分作为一个电压功率可控的单元接入交流母线,提出了一种新的AC/DC双向变流器控制策略,用于平衡交直流微电网间的功率流动并提高系统联网和孤岛运行的稳定性及可控性。在联网模式时,新方法基于dq坐标系,通过直流侧电压外环给定内环直轴电流参考值,进而控制功率流动和联网运行。孤岛模式时,新方法以交直流母线的电压差值作为外环,控制功率在交直流母线间的流动,使其互为支撑,提高系统稳定性。与传统的并网控制不同,新方法     

微网并网时的经济运行研究

针对微网并网期间的经济运行问题,建立了微网系统的经济性模型。该模型不仅考虑了热电冷联产系统的发电特性,而且计及了分时电价的影响和潮流双向流动时产生的电能交易问题。选取某具体微网设计案例的典型日负荷数据进行优化计算,求解出各个微源的最优出力,给出了该算例的经济运行方案。根据仿真结果总结了微网并网经济运行的特性,表明该模型用于分析微网经济运行特性是正确、有效的。     

电动汽车参与直流微电网互动的协调控制研究*

由于能源危机和环境污染问题日趋严重,快速发展电动汽车技术是未来汽车领域的主要趋势。随着电动汽车占常规汽车比例不断升高,电动汽车参与微电网互动技术已经得到了广泛的关注。针对这一问题,本文提出了一种电动汽车移动储能和微电网互动的协调控制策略,建立了电压源型并网变换器、双向DC/DC变换器以及光伏发电单元的数学模型,分析了微电网联网运行和孤岛运行情况的运行模式,给出了不同运行模式下的控制策略,并且通过Matlab/Simulink仿真软件搭建了系统的仿真模型。最终,通过仿真结果验证了本文提出方法的可行性和有效性。     

计及分布式电源下垂控制和负荷静态特性的三相不平衡孤岛微电网直接潮流算法

基于分布式电源下垂控制、负荷静态特性和三相不平衡网络模型,提出了一种三相不平衡孤岛微电网的直接潮流算法。首先基于配电网直接潮流算法,并计及分布式电源下垂控制和负荷静态特性的影响,推导建立了三相不平衡孤岛微电网直接潮流算法的计算模型。为了求解所提直接潮流算法的计算模型,提出了一种两层潮流迭代法,其中内层潮流迭代法用于求解除虚拟节点外的三相不平衡孤岛微电网的潮流计算,外层潮流迭代法用于更新虚拟节点电压和系统角频率。最后分别基于澳大利亚真实网络和25节点典型微电网开展多场景仿真分析,并将其与牛顿信赖域方法进行对比分析,仿真及对比结果表明所提算法能够快速准确地反映微电网的特点以及真实运行状态,并能够解决三相不平衡孤岛微电网的潮流计算问题。     

考虑负荷中断的微网并网经济调度

为了降低微网并网时的运行成本,同时协助电网"削峰填谷",提出一种考虑负荷中断的微网并网经济调度模型。模型以微网为中间环节,构建一种新型负荷中断补偿机制,同时引入浮动补偿电价,该电价受到中断功率与中断时间的影响,可以反映用户满意度的变化。以一个包含风力发电机、光伏电池、微型燃气轮机、燃料电池、蓄电池以及可中断负荷的典型微网为例,通过Cuckoo-Search算法求解模型,给出最优中断组合、调度结果和运行成本,并求出极限中断电量。结果表明,该文模型与算法可行,可以为各参与方创造可观的经济效益。