微电网储能多目标优化及功率平滑算法

以储能成本最低、可再生能源功率平衡优化效果最好、功率需求匹配最佳建立多目标模型,利用目标函数离差排序法确定各子目标权重系数,得到了储能的优化配置方法;提出一种平滑微电网内功率波动的实用算法,分析了各参数对功率平滑效果的影响。     

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。     

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。     

微电网多目标优化运行综述

微电网中的分布式电源随机性很大,易导致微电网调度计划出现偏差或运行经济性变差。因此,微电网运行亟待优化。首先对微电网的主要结构、运行模式以及运行特点进行分析,对于含有多个目标的微电网优化运行数学模型,分别从经济效益、环境效益、安全可靠效益与用户满意度4个方面分析微电网运行优化的目标,并对微电网的约束条件以及约束条件的处理进行梳理,进而对微电网多目标运行优化求解的常用智能算法进行归纳总结,为微电网运行优化提供科学可行的理论指导,具有一定现实意义。     

基于电池储能系统动态调度的微电网多目标运行优化

微电网系统的优化运行应考虑经济性、环保性、可靠性以及对可再生能源的响应特性等多方面因素。以电池储能系统(BESS)为研究对象,提出一种基于动态规划的多目标优化方法,以最优化经济效益、最大化可靠性、最小化可再生能源功率波动、最符合可再生能源发电计划作为微电网优化运行的目标,应用模糊理论和二元对比定权法将其转化为单目标优化问题,从而获得BESS的动态最优调度策略。算例表明,该方法具有良好的优化效果。     

微电网多目标优化运行研究

微网是解决国家电力系统问题的重要辅助手段之一。为协调微源、储能单元、电网、和负荷之间的能量平衡和流动,同时实现微网运行的经济调度、环境保护、可靠供电等要求,需要提出可行的能量管理策略。首先从经济、环境、电能质量、供电可靠性等方面提出目标函数,然后列出约束条件,最后介绍优化算法并进行分析比较。     

含生物质能的微电网多目标优化调度

针对农村及偏远地区可利用的生物质能以及我国扶贫攻坚进入最后阶段,建立了含风、柴、储,生物质能的微电网,综合考虑燃料、电能交互、投资折旧、维护及环境成本等变动成本,使系统在一个调度周期内的总运行成本最低,建立了微电网多目标经济优化模型。在计及国家对可再生能源补贴价格的基础上,采用改进遗传算法进行求解。当基本遗传算法陷入某个局部最优解时,从临时Parcto解集中保留拥挤距离最大的个体,使个体密度小的Parcto解占优,从而使算法迅速跃出局部最优。24 h内优化的结果对比表明,所提的优化调度方案具有很好的实用性和应用前景。     

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NSWOA的含风光微电网储能容量优化配置*

为降低含风光储微电网的综合成本,进一步提升新能源的消纳率和源荷匹配度,研究了基于改进鲸鱼算法的储能容量优化配置方法。首先,不同于传统算法仅对单目标进行寻优,该算法改进为对三目标综合考虑寻优;其次,将鲸鱼算法与非支配算法相结合,避免种群选取聚集,寻优精度加大;最后,将Logistic混沌映射引入鲸鱼位置搜索,鲸鱼位置在更新过程中通过控制参数进行修正,加快了寻优速度,使算法优化性能得到大幅度提高。通过对某地微电网实际数据的分析,验证了该算法的合理性和优越性。     

含电动汽车的新能源微电网多目标分层优化调度

电动汽车(EV)和新能源微电网(NEMG)分属不同利益主体。针对EV接入NEMG后的经济运行问题,建立计及EV有序充放电行为和车主综合满意度的NEMG多目标分层调度数学模型并提出求解计算方法。EV层以最大化车主的综合满意度为目标,通过CPLEX软件求解得到EV充放电计划并传递给NEMG层。NEMG层基于EV充放电计划调整微电网内部可控分布式电源出力,以达到最小化系统综合成本和交互功率波动的目标。为求解该高维、非线性和多目标模型,提出基于可信度的三黑洞系统捕获策略多目标粒子群优化算法。仿真结果表明,含EV微电网分层架构相比不分层架构能实现EV和NEMG的互利共赢,验证了所提方法的科学性及有效性。     

含电动汽车混合储能系统的微网多目标经济优化运行

为了实现分布式电源组成的微网能以更为经济、灵活和环保的方式运行,充分发挥分布式电源的发电优势。针对微网优化调度的问题,提出以电动汽车同时作为负荷和发电单元且计及制热收益的微网多目标优化模型,以经济效益最大化、环境成本最小化作为微网多目标优化问题。应用非劣排序遗传算法NSGA-II,进行多目标优化求解,求得Pareto前端解,从而获得微网最优调度策略。通过算例验证了所提模型、策略和算法的有效性。     

风光互补微电网中混合储能系统的容量优化研究

为提高微电网的供电可靠性和连续性,需要合理的配置储能系统的容量。针对独立运行的风光互补微电网,建立了蓄电池-超级电容器混合储能容量优化模型,以混合储能系统的一次性投资最小作为目标函数,从储能系统的能量供给能力和功率供给能力两方面综合考虑确定混合储能系统的容量。运用粒子群算法对算例求解,证明了混合储能的正确性,混合储能的应用可以提高可再生能源的利用效率,节约经济成本。     

考虑电氢耦合的混合储能微电网容量配置优化

在当前电氢联系日益紧密以及微电网技术发展日益成熟的条件下,以单位电量成本、负载失电率和能量过剩率为目标函数,提出考虑电氢耦合的混合储能微电网容量优化配置方法.其中,氢储能系统主要包括电解槽、燃料电池及储氢罐等元件.该储能系统清洁无污染,能够提高光伏发电利用率,平抑直流母线电压波动.采用粒子群优化算法求解具体算例,得到综...     

不同时间尺度下基于混合储能调度的微网能量优化

针对混合储能系统中能量型和功率型储能的不同特点,建立了符合实际需求的微网经济优化模型。根据不同时间尺度提出了日前调度策略和实时调度策略。考虑到日前调度预测精度差的弊端,应用机会约束规划,以一定置信水平下满足备用需求作为可靠性约束,将最小运行成本作为优化目标,利用分时电价差异,优化协调各微源和储能系统出力。针对微网内风机、光伏和负荷等不确定性因素带来的功率波动,实时调度中应用1阶低通滤波算法平滑波动功率,并通过滑动平均滤波方法对滤波后的波动功率在混合储能中进行合理分配,使蓄电池储能承担更多低频功率波动,超级电容器承担高频波动。实时调度按照日前计划进行,实时监测各单元运行状态,并及时修正功率波动累积引起的日前计划偏差。     

含有混合储能的微电网控制策略的研究

微电网在系统结构发生变化或者出现故障时,通过调节电源保证对电网及负荷提供优质电能,主要体现在控制策略上。将以超级电容器与蓄电池的混合储能系统并联在微电网上为对象,采用模糊滑模的控制方式对混合储能装置进行控制。在Matlab/Simulink平台搭建含有混合储能及多微源的微电网仿真模型,通过具体算例验证了该控制算法的先进性。结果表明,该控制算法不仅可以实现平抑微网并网波动功率,微网离网投切负荷时的波动功率,而且能够实现系统并网/离网的平滑切换,从而使系统的稳定性得到提高,进一步验证该控制策略的优越性。     

含有混合储能的微电网控制策略研究

微电网在系统结构发生变化或者出现故障时,通过调节电源保证对电网及负荷提供优质电能,主要体现控制策略上。将基于超级电容器与蓄电池的混合储能系统并联在微电网上,采用模糊滑模的控制方式对混合储能装置进行控制。在Matlab/Simulink平台搭建含有混合储能及多微源的微电网仿真模型,通过具体算例验证了该控制算法的先进性。该控制算法不仅可以实现平抑微网并网波动功率和微网离网投切负荷时的波动功率,而且能够实现系统由并网/离网的平滑切换,从而使系统的稳定性得到提高,并进一步验证该控制策略的优越性。     

基于混合储能的微电网功率控制策略

微电网中间歇式微电源输出功率较大的不确定和波动,给微电网孤网运行时的电能质量和并网运行时的功率可调度控制带来了巨大的挑战.采用单一的储能系统平滑功率波动,不仅无法很好解决上述两种问题,且不利于延长储能元件的寿命.文中利用超级电容的高功率密度、快速充放和蓄电池适于平抑长周期功率波动的特点,提出了基于超级电容和蓄电池组成的混合储能系统及相应的控制策略,微电网孤网运行时采用超级电容平滑波动频率较高的功率,并网运行时结合蓄电池平抑频率较低的功率,通过两者的共同作用提高了微电网孤网运行的电能质量与并网运行的可调度性,同时避免了蓄电池频繁充放电.在PSCAD/EMTDC中建立微电网仿真模型,验证了所提出的混合储能结构及其控制策略的可行性.     

光储直流微网混合储能控制策略研究

混合储能相较于单一储能可以更好地解决微电网电压、频率波动等问题。为了充分利用混合储能系统的优势,使各储能电池优势互补,并考虑到储能变换器弱阻尼、低惯性的特点,提出了基于虚拟直流发电机控制的混合储能单元分频控制策略。该控制策略在混合储能单元分频控制的基础上,对功率密度电池储能变换器采用虚拟直流发电机控制,以增大功率密度型储能的阻尼和惯性,提升直流母线电压的动态稳定性。为验证其有效性,在微源变化和负荷波动2种工况下与传统下垂控制进行仿真对比分析,结果表明所提策略可使母线电压的波动范围限制在±0.75%以内,增强了系统的鲁棒性和稳定性并优化了储能单元的充放电性能。     

微电网中混合储能系统的小波包-模糊控制策略

为了充分发挥混合储能系统（hybrid energy storage system, HESS）在微电网中的应用优势,提高微电网运行的经济性和可靠性,提出了HESS的小波包-模糊控制策略。在平抑可再生能源输出功率波动的基础上,分别考虑并网时功率交换的实时电价和孤岛运行时的缺电量,建立起并网经济性评价指标和孤岛负荷缺电指标。对间歇性微电源进行小波包分解以获得HESS的初始充放电指令,由超级电容器承担网内瞬时功率波动的平抑任务,以网内不平衡功率对蓄电池充放电指令进行修正,再通过模糊控制获得蓄电池充放电的最终指令。最后,以风光燃储微电网为例验证了所提控制策略的有效性。