用于提升电–气两网调节能力的微网集群协调运行模型

针对单一多能源微网受能源类型、自身容量制约,难以充分实现多种能源高效利用和协调控制的问题,该文基于多能源微网能量交互策略建立可提升电-气两网调节能力的微网集群优化运行模型。首先建立以电热冷、电气氢、电热气氢、电热冷气氢等不同能源类型运行时多能源微网能量供给、转换特性的统一模型;然后在统一模型的基础上,建立满足电-气两网调节需求的多能源微网集群系统运行优化模型;随后以多能源微网集群的总运行成本最小和能源利用效率最大为优化目标,使用改进的区域局部搜索NSGA-Ⅱ算法(NSGA-Ⅱ-RLS)对建立的微网集群优化模型进行求解;最后,基于改进的IEEE14节点系统和天然气网络6节点系统,构建可提升电–气两网运行调节能力的多能源微网集群运行仿真模型。仿真结果表明,所提多能源微网集群系统能够有效提升电-气两网调节能力,实现多能源微网集群系统的多能互补运行。     

基于多能源协同的微能网群能源转供优化模型

微能网针对用户的用能需求特点和本地资源条件,可实现分布式能源生产的互补利用。为实现微能网群的高效运行,建立了一种基于多能源协同的微能网群能源转供优化模型。首先阐述了微能网群的概念并建立基于外部能源集线器互联的微能网群基本架构。其次建立了基于内部能源集线器的微能网模型,并在其基础上进一步建立了微能网群的能源转供优化模型。然后将该模型进一步细分为2个运行阶段:微能网内部的多能源转供优化和微能网之间的多能源转供优化。第1阶段是在单个微能网层面解决某种特定能源的短缺问题,而第2阶段是在第1阶段未能完全解决能源的短缺问题时,通过多个能源集线器的协调,从微能网群层面解决多种能源的短缺问题。最后,以一个包含电、气、热/冷负荷和外部能源集线器的系统对所建立模型进行了验证。     

计及电热混合储能的多源微网自治优化运行模型

共享储能是可再生能源实现经济消纳的解决方案之一,在适度的投资规模下,应尽力实现储能电站容量功率与消纳目标相匹配。对此,提出了考虑新能源消纳的共享储能电站容量功率配置方法,针对储能电站投运成本最低与微能源网运行经济性最优的多目标,建立了双层规划模型,其中外层模型求解电站配置问题,内层模型求解经济消纳率及微能源网优化运行问题,使用Karush-Kuhn-Tucker (KKT)法对模型转化求解。算例分析显示：配置共享储能后,微能源网系统运行成本下降15.01%,新能源消纳率提升至97.06%,共享储能服务商可在4.51年收回投资成本。研究结果证明所提构建双层规划配置的方法能较好地考虑新能源经济消纳,提高共享储能电站与微能源网运行的经济性。

     

可再生能源微网鲁棒多目标优化调度

针对微网运行中存在的多目标需求和参数不确定性问题,提出微网鲁棒多目标优化调度方法,以实现调度方案在多目标优化框架下对不确定性扰动的抑制。为降低鲁棒模型的保守性,引入鲁棒测度表征微网中不确定性因素的特性,并构建微网鲁棒经济与环境优化调度模型。结合鲁棒模型变换思想将该模型转换为鲁棒优化的对应形式,通过对偶原理进一步转换为一个确定性的多目标优化问题,然后采用多目标进化算法求解系统模型。仿真结果表明,所获得的帕累托前沿能够消除微网内不确定性干扰并满足其经济与环境目标需求,从而验证了所提模型和方法的可行性和有效性。     

一种基于博弈论的多微网能源交易方法

参与电力市场交易是提高微电网可再生能源渗透率的有效手段之一,因此研究多微网之间的交易机制具有重要意义.针对多微网间能源交易竞争问题,提出一种基于非合作博弈的日前交易方法.首先,在构造收益相关效用函数的基础上,将能源交易竞争问题转化为非合作博弈问题进行求解,进而以纳什均衡解作为微网最佳交易策略,实现各微网效用最大化.此外...     

基于全景理论的多微网聚合优化运行

研究微网优化运行模式,将全景理论(Landscape theory)应用在多微网系统中,将微网聚合到一起运行以实现更好的效益。考虑微网不同分布式电源互补性,定义了全景理论对应参数,利用全景理论的能量函数将多微网进行分组聚合。在确定多微网聚合形式的基础上,建立了考虑主网连接点(Point of common coupling,PCC)波动的微网能量优化模型,对聚合前后的多微网能量优化结果进行对比分析。仿真算例表明,聚合后各微网在实现自身经济性的同时提高了系统安全性,证明了全景理论在多微网聚合方面应用的合理性和有效性。     

基于模型预测控制的含压缩空气储能微能网多时间尺度优化调度方法

含压缩空气储能微能网在如今可再生能源大规模发展的背景下为促进清洁能源消纳、加速能源结构转型提供了新思路,但是含压缩空气储能微能网存在的新能源发电出力、用户负荷功率、环境温度等不确定性因素增加了系统优化调度的难度。为解决含压缩空气储能微能网系统内新能源出力、环境温度及负荷需求等不确定性问题,本文聚焦于如何削弱不确定变量对含压缩空气储能微能网系统的不利影响,提出包含“上层长时间尺度日前优化”及“下层短时间尺度日内滚动修正”在内的多时间尺度优化调度方法。通过仿真研究表明,采用基于模型预测控制的含压缩空气储能微能网多时间尺度优化调度方法可以削弱不确定性因素带来的不利影响,减少经济成本和功率波动,有助于含压缩空气储能微能网平稳、经济运行。     

含多微能网的城市能源互联网优化调度

随着增量配网改革大量微能网接入系统,形成具有多微能网的城市能源互联网,给城市能源互联网调度带来了巨大的风险.针对多个微能网接入城市能源互联网造成的多方利益交互与调控运行的问题,提出一种含多微能网的城市能源互联网优化调度策略.构建了微能网与综合能源运营商交互协调机制,采用分布式建模方法,建立了各微能网和综合能源运营商的经...     

计及能源交易下基于纳什议价模型的多微网合作博弈运行优化策略

以能源交易为背景,针对多微电网合作中的运行优化问题,提出了基于Nash议价模型的合作博弈策略,旨在实现微电网之间的合作,以最大化整体利益,同时考虑能源交易和成本优化。首先,将各微电网视为博弈参与者,构建了基于Nash议价理论的多微电网合作博弈模型,通过选择能源交易策略和运行策略来影响其能源成本和效益。其次,采用交替方向乘子法(alternating direction multiplier method, ADMM)求解此多参与者优化问题,通过将原问题分解为子问题并引入乘子变量来实现迭代求解。最后,在每次迭代中,各微电网根据其局部信息更新能源交易和运行策略,并利用乘子变量进行信息交换和博弈协调,以达到全局一致性。结果表明,该策略在多微电网合作中能够实现整体性能的提升,有效促进了可再生能源的消纳水平,平衡了各参与者的利益,同时降低了能源成本。     

考虑天然气压力能综合利用的微能网气-电需求响应模型

针对天然气压力能利用模式单一及调压站冷能利用困难导致的能源利用率低等问题,提出天然气高压管网压力能发电和冷能综合利用集成方案,并针对调压站地理特性及各能源供给波动性导致的能源供应不稳定等问题,构建了天然气压力能与电、气、冷、热等多种能源相结合的微型综合能源网架构,实现其多能耦合互补;同时,通过价格型和激励型2类响应建立气-电综合需求响应模型,前者基于价格弹性矩阵建立气负荷和电负荷的需求响应模型,后者通过补贴激励的方式对天然气管网进行调峰。综合考虑该微型综合能源网的能耗成本、运维成本、环境成本及需求响应,构建考虑天然气压力能综合利用的微能网气-电需求响应优化调度模型,计算分析了不同场景下微能网电-气-冷能的优化调度结果,对所提出的集成方案及气-电需求响应模型的可行性与有效性进行了验证。     

考虑需求侧碳交易机制的多微能网分布式协同优化调度

为助力减碳控排,促进城市能源协调发展,多微能网已成为城市能源网的重要组成,随着碳交易和电力市场的发展,亟需开展多微能网优化调度策略研究。该文在含多微能网的城市综合能源系统背景下,构建了基于多决策主体交互协调机制的多微能网系统协同调度框架,提出一种考虑需求侧碳交易机制的多微能网分布式优化调度方法,分别针对主网层和微能网层建立了考虑需求侧碳交易的分布式协同调度模型,以主网成本最小化为目标,兼顾各微能网利益最大化,实现整体社会效益最大;并基于目标级联技术进行分层分布式求解,在保护各微能网信息隐私的同时,实现多微能网综合能源系统低碳经济运行。算例表明,所提方法能够有效提升多微能网能源系统利用效率和新能源消纳能力,为含多微能网城市供能系统建设提供依据。     

多园区微网优化共享运行策略

在清洁能源大量接入的情况下,园区微网用户从单一的传统用能用户转变成生产消费型用户,与电网之间的关系从单向关系变成双向关系,用户行为会对电力系统以及电力市场产生一定影响,基于此构建了多园区微网优化共享运行策略。各园区微网在充分考虑其余园区微网用能特征的情况下,以清洁能源最大化消纳以及自身利益最大化为目标制定整体运行策略,并构建两阶段鲁棒模型优化内部清洁能源出力不确定性、燃气轮机以及柔性负荷调节能力和运行约束等问题,通过列约束算法对模型进行进一步处理后,最终得出最优运行策略。此外,考虑到各园区微网利益存在冲突,构建多园区微网间合作博弈决策平台,以实现多园区微网之间合作与博弈的平衡。     

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。     

电转氢作为灵活性资源的微网容量多目标优化配置

高比例可再生能源接入情形下,由于没有大电网的支撑,独立型微网的规划设计对灵活性水平提出了更高的要求。为了提高独立型微网接纳可再生能源的能力,将电转氢作为灵活性资源,以微网中风光机组容量和灵活性资源容量为决策变量,建立以微网年投资运行成本最低和静态灵活性水平最高为优化目标的多目标优化模型。针对风光及负荷长时间尺度的不确定性,采用X-means聚类得到风速、光照强度和负荷情况的典型场景;针对所建立的混合整数多目标规划模型,采用Tchebycheff法将多目标模型转化为多个单目标模型进行求解;针对求解一系列单目标问题得到的Pareto非劣解集,基于模糊熵权法和模糊隶属度构建排序指标,选择排序函数值最高的非劣解作为最优解。最后,基于MATLAB仿真对所提优化配置方法的正确性和合理性进行了验证。     

直流微网混合无源控制及系统分层控制策略

为提高多变换器直流微电网系统在负载功率和下垂参数发生变化时的稳定性及控制性能,采用无源控制策略与母线电压分层控制策略相结合的控制方式,从系统能量角度建立方程进行稳定性分析和设计.通过建立各变换器单元欧拉-拉格朗日EL(Euler-Lagrange)模型,设计了混合无源控制器,并结合母线电压分层控制组成混合控制策略.最后...     

计及电池寿命损耗的多能源微网储能优化配置

储能容量的优化配置是提升多能源微网系统经济性和安全性的重要手段.针对容量配置问题,提出了一种以储能投资置换成本和运行成本等年值最低为目标函数、计及电池寿命损耗的多能源微网储能容量双层优化配置模型,其上层模型对储能容量进行优化,下层模型对系统运行策略进行优化.可在规划阶段详细考虑含储能多能源微网的经济优化运行,并构建了电...     

含电转气和混合储能的微能网双层滚动优化控制方法

微能网是实现多能互补的有效技术手段之一.以包含电转气和电池-超级电容器混合储能系统的电-热-气联供型微能网为研究对象,针对风光出力和负荷不确定性导致系统优化控制结果可信度较低的问题,基于模型预测控制的滚动优化思想,提出包含长时间尺度滚动优化层和短时间尺度实时滚动调整层的多时间尺度双层滚动优化控制方法.其中,上层以系统运...     

基于模型预测控制的多能源微网仿射优化调度

受源荷日前预测误差较大的影响,多能源微网存在优化调度方案变化范围较大,且难有足够的不确定性应对裕度的问题。为解决上述问题,提出一种基于模型预测控制的多能源微网仿射优化调度方法。首先,通过不断更新预测信息以保证源荷预测精度。在此基础上,采用仿射算法表征源荷预测的不确定性。然后,将仿射优化调度模型嵌入滚动优化中,并在每次滚动优化中求解仿射优化调度模型。最后,仿真结果验证了所提方法能够有效降低优化调度方案的保守性与提高不确定性应对能力。     

基于布谷鸟搜索算法的微网多目标优化运行研究

微网能有效地接入包括可再生能源发电在内的各类分布式新能源,而可再生能源发电的输出功率具有不确定性,给微网的经济、可靠和安全运行带来了挑战。蓄电池作为储能装置是保证微网系统安全可靠运行的重要组成部分。研究了含风力发电、光伏发电和蓄电池的微网的特性,考虑了微网发电费用、排污罚款、供电可靠性和网络损耗,建立了多目标微网优化运行模型。采用多目标的布谷鸟搜索算法来求解该复杂非线性优化问题,微网算例的仿真结果验证了模型的正确性和算法的有效性。     

考虑储能电站服务的冷热电多微网系统优化经济调度

提出一种考虑储能电站服务的冷热电多微网系统日前优化调度方法。首先提出在多微网系统建立公共储能电站,并给出用户侧储能电站服务模式;然后将储能电站服务应用到冷热电联供型多微网系统优化调度,通过协调微网与储能电站间的交互功率,实现微网内冷热电负荷功率平衡和运行经济成本最优;最后以典型场景为例,对冷热电联供型多微网系统在3种运行方式下进行经济优化调度分析。结果表明,所提冷热电多微网系统优化调度方法可以充分发挥公用储能电站的充放电灵活性,实现微网多余电能的时域转移和可再生能源发电的100%消纳,并降低多微网系统的运行成本。