独立运行微电网电源优化配置模型的对比分析

降低系统经济成本,提高供电可靠性,改善系统环保性能是微电网电源优化配置追求的目标。论述了独立运行风/光/柴/蓄微电网的基本结构和电源发电模型。以系统等年值费用最低为经济性优化目标,对可靠性和环保性采用约束条件或纳入经济性优化目标的方式分别建立了4种类型的综合经济性、可靠性和环保性的多目标优化模型。以年风速、气温、光辐射强度等资源情况,以及负荷水平作为输入,采用粒子群自适应算法对优化模型求解得到风/光/柴/蓄微电网电源的优化配置方案。对比分析算例系统在4种优化模型下配置方案的区别及其原因。通过灵敏度分析得到环保性和可靠性合理的考虑方式,为今后的相关研究和工程设计提供参考。     

基于净效益最大化的微电网电源优化配置

从成本效益分析角度,提出了基于净效益最大化的微电网电源优化配置模型。综合考虑电源投资、运行和维护、燃料购买等成本,以及节能、减排、降损、改善可靠性和延缓电网投资等效益,建立微电网年化净效益计算模型。以年化净效益为目标函数,计及储能单元充放电、微电网全年孤岛运行的充裕性、碳排放等约束条件,建立优化模型,并采用遗传算法进行求解。结果表明：该模型得到的电源配置方案能够取得较大社会经济效益,确保投资的最佳经济性,为微电网的规划和建设提供理论依据。     

基于粒子群优化算法的微电网微电源优化配置

提出一种基于粒子群优化算法的微电网微电源优化配置模型,并以权重系数法对其进行研究,得出在各个权重系数情况下各类微电源的最佳运行容量。以孤岛微电网系统为例,考虑了各类微电源的出力及它们之间的互补特性和微电网系统内各种负荷的不同敏感性。通过运用粒子群优化算法加以求解。仿真结果表明,优化配置方法可以满足负荷多样性需求情况下的微电网经济运行,可为微电网系统优化规划问题提供一定的参考。     

水风储微电网电源容量的优化配置

由于配电系统线路功率和节点电压的约束,在微电网规划中需要弃风弃水来减少设备容量。文中提出一种高效能的友好并网型水风储微电网优化配置方法。通过量化风电资源和水电资源的最大可发电量,结合所提的微电网运行控制策略及运行约束,建立以微电网投资及运营成本、年弃风弃水电量和电源年发电量为目标函数的多目标优化模型;通过基于精英策略的非支配性排序遗传算法(NSGA-II)求出模型的最优解集,并采用逼近理想解排序方法(TOPSIS)选择满意的配置方案。通过韶关地区某实际配电系统进行多场景仿真验证,结果表明该模型提高了可再生能源利用率,保证了配电系统的电能质量,验证了该配置方法的实用性和经济性。     

基于混合量子遗传算法的微电网电源优化配置

根据风光资源情况、各分布式电源输出特性以及用户对供电可靠性的要求,研究了风光储互补独立微电网电源优化配置问题。采用自适应罚函数法对其目标函数进行修正,使得在满足用户供电可靠性要求的前提下,经济性达到最好。在求解过程中,结合自适应旋转角调整策略、量子位交叉变异操作和群体灾变思想,提出了一种新的混合量子遗传算法。最后,对一个实际算例进行仿真,将其优化结果与典型量子遗传算法和普通遗传算法的优化结果进行对比,结果表明,该方法不仅能快速收敛,而且全局寻优能力强。     

含可再生能源的独立微电网优化配置研究

采用含风、光等可再生能源的独立微电网供电是解决偏远地区和海岛用电难问题的有效手段之一。以某海岛为例,对含可再生能源的独立微电网系统进行系统配置优化计算,对不同配置组合以及影响系统配置和运行参数的因素进行分析,得出独立微电网系统设计的关键因子及其具体影响,为独立微电网系统初期设计提供了有益的指导和参考。     

考虑随机特性的微电网电源优化配置

对孤岛运行微电网进行合理地电源配置是保证其可靠经济运行的关键问题之一.以电源类型、接入位置与容量为待求变量,综合经济成本最低为目标函数,微电网节点电压为主要约束条件,建立了数学模型,并采用粒子群算法求解.考虑到常见微电网电源如风能、太阳能的随机特性,根据不同类型电源出力概率模型,采用蒙特卡洛法模拟电源的出力,并结合确定性潮流算法,建立了随机潮流计算方法.使用该随机潮流计算方法得到不同电源配置方案孤岛微电网的节点电压越限率,以此评价配置方案的可靠性.算例表明,使用该方法对孤岛微电网的电源进行配置,可以在控制投资成本的同时,有效地将节点电压越限率控制在较低水平,满足了经济性和可靠性的要求.     

独立交直流混合微电网电源优化配置

对交直流混合微电网中电源进行优化配置能够减少换流损耗,降低系统成本。针对独立交直流混合微电网特有的结构和能量流动方式,考虑能量传输效率,提出了改进的能量管理策略。优化配置模型以经济性最优为目标,综合考虑环保性和供电可靠性,采用改进的人工蜂群算法对模型进行求解,得到独立交直流混合微电网的分布式电源优化配置结果。最后,通过算例进行仿真验证,结果表明,交直流混合微电网相对于纯粹交流微电网和直流微电网能够降低系统运行成本,使用改进后的能量管理策略能得到经济性更优的微电网电源配置方案。     

计及冷热电联供的微电网电源优化配置

针对计及冷热电联供的微电网独立供电系统,建立了基于燃料电池和微型燃气轮机的冷热电联供系统数学模型,基于各微电源功率特性,建立了考虑设备投资成本、运行维护成本、燃料成本、环境成本、替换成本、报废成本,以系统等年值总成本最低为目标的微电源优化配置数学模型,计及冷负荷、热负荷平衡等因素,在同时满足用户对冷热电多种能源形式需求的情况下,对计及冷热电联供的微电网电源优化配置方案进行了求解。     

农村微电网光储容量优化配置研究

微电网系统作为整合分布式光伏电源的有效载体,是实现分布式光伏就地消纳利用,发挥分布式光伏发电系统效能的有效方式。为了保证微电网系统供电可靠性,最大限度提升光伏利用率和经济效益,需要为农村微电网系统配置合适的储能。为此针对农村地区负荷特性进行研究,结合系统结构和光伏出力特性确定储能系统充放电策略,综合考虑广东某农村地区的电网负荷特性、农村峰谷电价及环保效益等多种经济性因素,以光伏利用率最大和经济性最优为优化目标,建立基于改进遗传算法的微电网光储容量优化配置模型。以广东某农村地区微电网的运行数据为基础进行仿真分析,分别对含工业区农村地区、农业为主农村地区以及偏远农村地区场景算例进行分析。研究结果表明优化后的光伏和储能系统可以有效提高微电网系统的光伏利用率和经济性。该模型可为其他农村地区微电网的光储容量配置方案设计提供参考。     

面向经济性与可靠性的FTU优化配置研究

馈线开关监控终端是重要的配电自动化终端设备,数量众多、安装分散,对数量和位置进行优化配置有利于提高配电自动化系统的可靠性、经济性。对此,提出了一种数量规划与位置优化分步进行的FTU配置方法:首先从经济性、可靠性两方面出发,基于非线性整数规划的方法进行FTU的数量优化配置,并借助遗传算法进行求解;其次考虑馈线开关附近的不同负荷类型及数量,兼顾不同类型FTU的功能特性,进行FTU的位置优化配置,从而达成配电自动化系统中FTU配置的最优方案。实际算例验证了方法的可行性。     

基于多状态建模的独立型微网优化配置

针对风速、光照强度和负荷不确定性对独立型微网优化配置的影响,应用三者的概率密度函数对每个月份构造典型日,利用多状态系统理论对典型日各个时刻风光出力和负荷进行了多状态建模。以经济性和环保性为目标,建立了基于多状态建模的独立型微网多目标优化配置模型,并采用改进的非劣排序遗传算法(NAGA-Ⅱ)对模型进行了求解。最后,针对某一算例分别使用所提出的优化配置方法和已有的基于确定历史场景的优化配置方法进行了仿真计算,通过对仿真结果在若干随机场景下的比较分析,验证了所提优化配置模型和方法的合理性和有效性。     

基于改进FPA-LHS算法的并网型微电网容量优化配置研究

随着分布式电源的迅猛发展,微电网逐步成为了能源供应的重要方式。而风能和太阳能受环境影响较大,具有出力不稳定的特点,并网后会对电力系统的稳定运行造成影响,因此对并网型风/光/储微电网的容量进行优化配置成为了微电网规划的研究热点。为此,首先选取磷酸铁锂电池为储能装置,构建了风/光/储微电网的出力模型;然后以最小系统年等额成本、最小系统年碳排放总额和最小系统外购电比例为优化目标,建立了并网型风/光/储微电网容量的多目标优化模型;随后对FPA-LHS算法进行改进,并运用改进FPA-LHS算法对多目标优化模型进行求解,得到了优化后的配置方案;最后通过与其他优化算法的计算结果进行对比,验证了改进FPA-LHS算法的有效性。     

基于自适应遗传算法的分布式电源优化配置

针对能源互联网背景下大量分布式电源接入配电网的优化配置问题,从经济性出发,建立了以投资成本、运行维护成本、网络损耗成本和购电成本之和最小为目标的分布式电源的选址定容优化模型。利用前推回推法计算配电网络潮流,采用了自适应遗传算法对所提模型进行求解。结合IEEE 33节点构造算例进行分析,结果表明该模型在保证经济性的同时,能有效减少网络损耗并提高电压质量。     

基于主从博弈的多主体投资多微网系统优化配置

随着越来越多微电网协同运行,微网与微网间、微网与配网间电能交互过程愈发复杂,同时也影响着微网运营商及配网运营商的投资利益。为了探索两者间联合投资的最佳规划策略,提出一种基于主从博弈的多主体投资多微网系统优化配置方法。首先,在多微网系统模型基础上,构建考虑多微电网运营商运行成本、经济收益,以及配电网运营商投资微电网成本、延缓配电网升级及售购电收益的函数模型。然后,分别以多微网系统支付函数最小和配网收益最大为目标建立主从博弈模型,并提出自适应遗传算法与粒子群算法相结合的算法,求解多微网系统分布式电源最优配置。最后,通过4组方案进行对比实验,证明了所提规划方法能更好地平衡多微网运营商和配网运营商间的收益。     

并网模式下的微电网电源优化配置研究

通过改进的粒子群算法,对并网模式下的微电网电源优化配置问题进行分析,结合具体的微电网模型与相关数据,从节能环保角度,以分布式电源安装容量最大为目标函数,以公共连接点的相关电压运行要求、考虑故障转孤网时满足最小负荷需求为约束条件,将微电网电源的优化配置问题转化为一个多约束条件的非线性整数规划问题。仿真研究了不同的风-光接入比、资源参数以及置信水平的微网电源优化配置问题,研究结果对并网模式下微电网电源优化配置提供参考。     

独立模式下微网多能存储系统优化配置

针对能源互联网的重要组成部分——综合能源微网,构建了独立模式下的综合能源微网多能存储系统优化配置模型,提出了包含储电和储热系统的额定功率、容量的配置方法。其中,储电系统模型计及供暖期与非供暖期蓄电池寿命的估算。模型以经济性作为指标,考虑热电联产机组的热电耦合相关约束,包括热—电平衡、机组爬坡、储能系统以及自给自足概率等,采用基于机组出力和储能系统功率分配策略的细菌群体趋药性算法模型进行求解。并探讨了加装储能系统的热电联产机组的运行特性。结果表明,提出的多能存储系统配置方法在供暖期和非供暖期均具有显著经济和环境效益,并促进了风电消纳。     

基于2层协调调度的风光储柴优化配置研究

针对风光储柴微网系统中蓄电池放电深度过大的问题,采用了2层协调调度策略。在第1层柴油发电机与混合储能的协调中,在蓄电池荷电状态达到下限之前,预先启动柴油发电机参与平衡调节;在第2层混合储能的功率分配中,基于蓄电池和超级电容器的动态特性进行功率协调分配。根据上述协调调度策略,建立了风光储柴系统的优化配置模型,采用改进的遗传算法寻求最优配置方案。通过具体算例,验证了所采用的协调调度策略的正确性和有效性。     

基于图论的电网故障行波定位装置最优配置算法

为了确保全网故障行波定位系统的可靠性和经济性,基于图论,提出了一种网络故障行波定位装置最优配置算法.通过分析指出,不同的网络结构和具体的故障点位置影响故障行波第一波头最短传输路径,进而影响故障行波定位装置的配置.该算法首先依次将网络中的每条线路设置成故障线路,采用保留故障线路的Floyd算法将复杂网络转化为简单网络,然后根据简单网络中故障点位置将故障线路两端的节点划分成2个数组,对所有故障情况下故障线路两端的节点分别取最小公共集,即得到需要配置定位装置的节点;并对影响网络故障定位算法的特殊情况提出了相应的增配方案.该算法建立在网络故障行波定位原理之上,网络故障定位结果证明了该配置算法的可靠性.