含电动汽车换电站的微电网孤岛运行优化

由于风电、光伏等可再生能源具有间歇性,独立运行的微电网会经常出现功率缺额或过剩,给系统运行带来不利影响。对微电网内重要单元,如电池储能电站、电动汽车换电站、可中断负荷等分别进行了分析并建模,结合系统功率平衡、备用需求等约束,建立微电网独立运行优化模型,利用CPLEX软件求解该混合整数规划问题。算例中对以电动汽车换电站和电池储能电站作为储能单元的微电网分别进行讨论,结果表明,相比传统电池储能电站,电动汽车换电站作为储能装置,通过协调优化,可以提高微电网的可再生能源接纳能力,提高微电网可靠性,并更具经济性。     

考虑功率波动及储能寿命的微电网储能容量优化配置

高比例接入可再生能源的独立运行微电网中,针对其出力与负荷功率的不确定和波动性、可再生能源存在浪费的情况,优化配置储能容量,使整个微电网的运行达到污染排放最小和经济性最高.在储能容量优化规划中采用双层优化模型,外层优化模型负责求解微电网系统储能容量规划投资问题,内层模型考虑在运行过程中运行成本、储能寿命损耗、污染气体排放问题.利用雨流计数法计算储能寿命,可充分考虑影响储能设备寿命的各个因素.采用粒子群双层优化算法对微电网进行储能容量优化计算,结果验证了此方法的可行性.对比固定寿命、精确寿命两种计算方式以及对比排放最低模式、寿命优化模式两种优化方式,对储能容量配置及运行方式提供有效的建议.     

并网型微电网优化调度及经济性分析

分布式电源出力的波动性和随机性,会对微电网并网运行产生较大影响,导致可再生能源不能充分消纳,针对这一问题,以微电网运行总成本最小为目标函数,构建含风电、光伏、微型燃气轮机和储能装置的优化调度模型。为提高算法收敛性,应用改进遗传算法,结合实际微电网工程案例,以Matlab为主要工具对上述模型进行求解,得到微电网各机组出力优化结果并进行分析。算例结果表明该模型能够实现微电网经济最优,验证了所提方法的有效性。     

基于两阶段鲁棒优化的西南地区微电网经济调度

针对西南地区可再生能源储备丰富的特点,考虑微电网中可再生分布式能源出力和负荷的不确定性对微电网运行调度的影响,搭建了两阶段鲁棒优化经济调度模型,求解系统在极端运行场景下的经济性最优解。模型考虑系统功率平衡和输出功率约束、需求响应负荷约束以及微电网与配电网的交互约束,通过不确定性调节参数处理微电网中的不确定性,调节模型的保守度。随后通过Benders分解算法将模型分为主问题和子问题求解,并采用对偶理论对内层模型进行解耦。最终得出的结果验证了所搭建模型的有效性,为微电网接入西南电网后的调度策略提供参考。     

综合能源微网运行优化调度方法研究

含多种能源集成的综合能源微网是能源互联网发展的重要基础。本文针对典型综合能源微网,分析了各分布式电源(DG)和储能装置的基本出力特性,建立了可再生能源型DG的随机性出力模型、可控型DG的燃耗模型以及储能装置的充放电模型等,在此基础上,以系统运行的综合费用最低为目标,综合考虑各DG的运行约束、系统安全约束以及多能源之间的耦合特性,建立了综合能源微网的优化调度模型。针对模型求解属于固定始终点的复杂多阶段决策问题,且模型中相关约束条件在时间上具有耦合关联的特点,采用逆序动态规划与序列二次规划结合对模型进行求解;最后,基于算例对比分析了系统在不同交互电价类型、不同运行模式下的优化运行调度情况,证明了模型和求解方法的有效性。     

含热泵的多时间尺度微能源网优化调度设计

近些年来,以风电、光伏为代表的新能源技术迅猛发展,为提高微能源网中风光分布式能源的利用效率以及促进可再生能源消纳,将风、光、储能装置、负荷（热、电）热泵、储热罐和微电网的形式进行整合,构建一个并网型源-荷-储综合能源微电网系统,并与大电网进行连接,提高可再生能源的利用率,确保微能源网实现经济高效、可靠稳定的运行,对微能源系统进行优化调度研究。系统引入负荷侧的价格型需求响应机制,并以包含风光发电运行成本、储能运行维护成本和购售电成本等综合成本最小为优化目标,构建各微能源的出力约束、容量约束和功率平衡等约束条件的优化调度模型,并用MATLAB求解模型,最后得到一个更加经济、适应性更强的微能源网优化调度模型。     

基于模型预测控制的微电网多目标协调优化

本文针对间歇性可再生能源出力与随机性负荷需求对弱电网环境下微电网电压稳定性的影响,综合考虑可控型分布式能源运行成本、储能系统运行成本及可平移负荷的调度成本,以微电网公共点电压偏差最小与运行成本最低为目标,提出基于模型预测控制的微电网多目标协调优化控制策略。该策略由日内多时段滚动优化控制与实时反馈校正控制两部分组成。其中,日内多时段滚动优化控制以未来时段的预测模型为基础,求取当前时段各可控单元的优化控制指令;反馈校正阶段以储能系统出力调整量最小为目标,快速响应微电网内可再生能源能源出力变化与负荷波动。最后,通过一个仿真案例对所提策略进行验证,并分析了该策略的可行性和有效性。     

微电网并网模式下的协调经济调度策略研究

提出了一种并网模式下微电网的协调经济调度策略。在综合考虑各个分布式电源技术性能,风力发电机与光伏电池出力波动性,电力供应与需求的平衡,电价变化对于调度策略的影响,系统备用容量等因素的基础上,对微电网内各个分布式电源出力及微电网与主网之问的交换功率进行优化和协调,实现微电网运行的经济成本最小。仿真结果表明:该协调经济调度策略能够有效实现微电网运行的经济性,并反映可再生能源的随机性和波动性对柴油机和储能系统出力特性的动态影响,有利于微电网调度人员制定更加经济有效的运行计划。     

与需求响应联合优化的联网型微电网储能容量随机规划

针对含分布式电源、需求响应资源的联网型微电网,提出一种与微电网内多类型需求响应资源联合优化运行的储能系统容量配置优化规划模型。模型以微电网用能成本与储能设备年投资成本之和最小为目标函数,考虑需求响应资源可柔性调节区间、储能设备的荷电状态、微电网与主网间变电容量等约束条件,并计及分布式电源出力的不确定性影响,建立储能容量随机优化规划模型,利用混合整数线性规划算法求解。对某实例微电网仿真分析优化配置储能容量对提高微电网运行和规划的经济性的影响,结果表明模型可实现微电网储能系统最佳容量配置决策,同时优化需求响应资源和储能系统的运行策略。     

基于模型预测控制的微电网多时间尺度协调优化调度

微电网多时间尺度优化调度是消纳间歇性分布式能源的有效技术手段,针对传统基于潮流断面信息的多时间尺度优化方案易出现机组调节响应不及时、计划跟踪误差较大等问题,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的多时间尺度协调调度方法。在日前调度阶段,综合考虑电价峰谷差、储能寿命及可再生能源随机性,建立了以系统运行成本最低为优化目标的最优经济调度模型。在日内调度阶段,为应对可再生能源日前预测误差带来的联络线功率波动,同时为确保储能满足日运行能量平衡约束,提出了一种基于MPC的日内滚动优化校正策略。采用有限时间窗内的滚动优化调度代替传统单断面优化调度,提前感知未来一段时间内的可再生能源出力及联络线计划的变化从而对机组出力进行调整,同时结合时域滚动和系统实时状态的反馈校正,更大限度地消除了微电网中不确定性因素的影响,确保了日前计划的合理性及系统运行的稳定性。以某示范微电网为例,通过算例分析验证了所提模型及算法的有效性。     

考虑需求响应不确定性的光伏微电网储能系统优化配置

将分布式光伏以微电网的形式接入配电网运行是应对大规模分布式光伏并网问题的有效手段之一。以含储能装置和需求响应资源的并网型光伏微电网为研究对象,研究考虑价格型需求响应(Demand Response, DR)不确定性的并网型光伏微电网储能系统优化配置方法。首先,同时考虑价格需求弹性曲线和基线负荷不确定性对价格型DR不确定性的影响,建立了价格型DR响应量模糊模型。在此基础上,以用户负荷与光伏出力总差异最小为目标,建立了基于模糊机会约束规划的价格型DR优化运行模型。之后,以价格型DR的优化结果为基础,建立了基于模糊机会约束规划的并网型光伏微电网储能系统优化配置模型。通过对模糊机会约束的清晰等价处理,将模糊机会优化问题转换为确定性优化问题进行求解。最后,通过仿真算例验证了模型的有效性。     

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。     

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.     

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。     

产消型智能社区储能系统配置与运行联合优化

针对呈现生产和消费双重形态的智能社区,提出一种与社区内其他源-荷资源协同增效的储能系统配置与运行联合优化模型及其求解算法。计及智能社区可控负荷资源的分类调节特性和储能系统容量损耗特性,并考虑分布式光伏出力的不确定性,联合应用场景法和机会约束规划,建立随机优化模型,并将其转化为混合整数线性规划（mixed integer linear programming, MILP）模型以便求解。算例仿真分析了智能社区联络主网的变电容量、机会约束置信度、梯级利用电池对社区经济配置储能系统决策的影响。分析结果表明采用所提模型可计及可再生能源不确定性联合优化智能社区储能系统配置与运行策略。     

基于生成对抗网络的独立微电网光-储容量分布鲁棒优化配置

针对微电网中分布式可再生能源的不确定性,可采用机会约束随机规划刻画系统运行风险。现有研究通常基于解析变换或者典型场景处理机会约束问题,但前者依赖于特定的概率分布,而后者中的预设场景与实际场景可能存在偏差,会导致无法满足预设运行风险的难题。对此,提出一种融合数据生成技术的分布鲁棒优化方法解决独立微电网光伏-储能容量配置问题,以平衡电源配置经济性与微电网运行风险。首先,提出基于改进生成对抗网络(GAN)的光伏出力场景生成方法,以提高GAN模型训练和场景生成效率;其次,采用?-散度衡量GAN生成数据与真实数据之间的偏差,采用分布鲁棒机会约束条件刻画相应光伏-储能容量下的微电网运行风险;再次,提出基于变差距离、抽样平均近似原理以及线性化技术的分布鲁棒优化问题求解方法,在充分利用GAN生成场景的同时保证优化问题求解效率;最后,采用33节点和123节点系统进行仿真分析,以验证所提方法的有效性。     

考虑储能参与备用配置的园区综合能源系统日前经济调度模型

备用容量可以有效应对不确定性风险,能够保障园区综合能源系统的安全运行。然而,以往研究主要利用发电侧备用能力来应对不确定性风险,未能考虑储能装置等其他柔性资源的备用作用。因此,文章提出一种考虑储能装置参与备用配置的园区综合能源系统日前经济调度模型,园区内部通过电储能装置、柴油发电机与热电联产机组提供备用容量平抑内部风光荷的波动性。为了平衡备用配置对于园区综合能源系统运行安全性与经济性的影响,引入机会约束规划方法构建计及可再生能源和负荷不确定性的概率备用配置模型,并将备用配置模型嵌入到日前优化调度模型中以提升日前能量与备用决策计划的合理性。基于离散化步长变换法和随机模拟方法将原来非凸机会约束规划问题转化为可求解的混合整数线性规划问题。仿真结果表明,储能装置参与备用配置可以提升发电机组运行的灵活性,从而提升系统运行的经济性;通过向上、向下调节备用约束成立的置信水平可以改变园区备用决策的保守程度,从而平衡系统运行的经济性与可靠性需求。     

基于改进细菌觅食算法的微网鲁棒经济调度

可再生能源出力的随机性和波动性给微电网经济运行优化带来较大困难。采用鲁棒优化理论将常规微电网经济运行优化模型中的不确定性因素加以处理,构建了计及可再生能源、储能装置和热电联产系统的微电网经济运行鲁棒优化模型;通过改进常规细菌觅食算法中复制操作和驱散操作,有效兼顾了个体寻优过程中寻优速度与寻优深度。算例分析表明,改进算法能够有效求解本文所提模型,在保证微电网可靠运行的前提下,所提方法能够实现各微源动态经济调度,有效降低微电网运行成本。     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

考虑多时间尺度不确定性耦合影响的风光储微电网系统储能容量协同优化

可再生电源出力和负荷需求的强不确定性使得微电网储能容量优化成为一个极具挑战性的重要问题。该文提出一种同时考虑源、荷的随机不确定性与预测误差不确定性的微电网储能容量协同优化方法。该方法首先建立能量平衡能力指标和鲁棒性协调成本指标,分别用于刻画储能容量方案与微电网随机不确定性的定量关系,以及提升微电网优化运行鲁棒性的经济性代价。随后在充分计及储能容量规划与微电网优化运行的耦合影响前提下,构建包含所建两指标的微电网储能容量规划-运行双层协同优化模型。算例中采用复合差分进化算法对上述双层优化模型进行求解,仿真结果表明所提方法能够在保证容量优化方案具备较好经济效益的同时,有效提升微电网的并网友好特性水平。