基于二层规划模型的交直流混合微网源荷储协调分区优化经济调度

交直流混合微网作为一种具有前景的微网形式,其优化运行是微网领域内的重要研究课题。该文综合计及交直流混合微网经济性和环保性;并考虑负荷平移构建优化运行模型。将负荷平移策略和储能充放电策略综合考虑为负荷转移手段,以荷储协调负荷转移策略为上层决策变量,并计及负荷平移中用户用电效益损耗以负荷协调转移效益最大估计为上层目标;以交直流混合微网优化运行策略为下层决策变量并考虑交流区和直流区优化运行成本最小为下层目标,建立源荷储协调二层规划模型。应用混沌粒子群算法结合Yalmip优化软件对其进行求解。最后通过算例验证该方法可以提高并协调微网收益和用户效益,并更适用于交直流混合微网实际运行。     

考虑需求侧管理的风光燃储微网两阶段优化调度

针对微电网中源荷匹配较弱及储能应用不充分的问题,计及需求侧管理与碳排放对其源荷储进行协调优化。所研究的并网型微网优化分为需求侧管理与调度两阶段。首先,第一阶段引入需求侧管理模型,结合储能电池并采用纵横交叉算法求解,使微网的净负荷最小与自供率最大。然后,第二阶段依托第一阶段需求侧管理后的信息从经济和环保角度出发,建立以综合成本最小及碳排放量最低为目标的风光燃储微网日前优化调度模型,利用改进多目标灰狼优化算法进行求解。最后,以福建某实际微网为例,通过仿真表明引入需求侧管理可有效利用储能电池改善微网源荷匹配度,充分挖掘需求响应潜力。相比单阶段优化,两阶段优化更有利于提高可再生能源渗透率,降低微网日运行成本与碳排放量,实现微网的低碳经济运行。     

基于能源路由器的微网源荷储联合优化调度

随着能源结构的改革,能源需求侧负荷类型愈发多样化,为有效协调微网内源荷储供需关系,提高微网内多能耦合、多能互补的调度能力,本文提出一种基于能源路由器管理微网内源荷储的联合优化调度方法。首先,建立考虑柔性负荷参与调度的能源路由器源荷储能源转换扩展模型,在此基础上以日运行成本最小为优化目标,建立考虑源荷储供需关系的优化调度模型;其次,提出基于非线性权重因子改进的鲸鱼优化算法求解策略,得到典型日微网源荷储联合调度方案;最后,通过算例验证本文提出的源荷储联合调度能够提高新能源的消纳能力,有效降低日运行成本。     

考虑风电消纳的综合能源系统源荷协调运行优化方法

针对风电出力反峰特性导致综合能源系统消纳风电能力过低问题,在深入分析可转移负荷和风电消纳关系机理的基础上,提出考虑风电消纳的综合能源系统源荷协调运行优化方法。负荷侧将可转移负荷作为消纳可再生能源的主要手段,与微燃机和燃料电池等电源共同参与系统经济调度,形成源荷协调的运行优化模式。在该模式下,综合考虑系统运行约束条件以及设备约束条件,以风电消纳量最大和系统运行成本最小为优化目标,构建源荷协调的多目标优化模型,并利用NSGA-2算法对该模型求解。算例结果证明了所提方法的有效性。     

考虑源荷协调优化的交直流混合微网 随机规划方法研究

为充分发挥交直流混合微网中交、直流两种供电模式的互补优势,在需求侧优化各类负荷供电方式的选择(接入交流或直流母线工作)以提高微网供用电效率,并与供电侧分布式电源、储能设备的优化调度共同构成源荷协调优化运行方法。在研究源荷供用电效率的基础上,综合考虑源荷协调优化对微网运行费用与功率损耗的影响,分别以功率损耗最小和运行费用最小为上、下层优化目标,建立基于不确定二层规划的源荷协调优化模型。仿真算例验证了所提方法能在保证微网运行经济性与环保性的同时,更好地符合节能降损的要求。     

计及可控负荷的工业微网源荷协同优化调度

含可再生能源发电的热电联供型微网具有较好的经济和环保特性,近年来逐步得到广泛应用。工业微网中的一些负荷需求灵活可控,是潜在的可调度资源。在工业微网运行中如何充分利用这些可控负荷,实施源荷协同优化调度,对提升微网运行效率、促进可再生能源消纳具有重要作用。在此背景下,首先构建了包含多类型可控负荷和可再生能源发电的热电联供型工业微网系统优化运行架构。然后,分别针对工业生产设备、暖通空调、电动汽车这3类可控负荷建立了相应的数学模型。在此基础上,发展了以能源消耗成本最小化为目标的工业微网源荷协同优化调度模型,并采用CPLEX商业求解器求解。最后,以某工业微网为例验证了所提模型的可行性和有效性。     

基于乌鸦搜索算法的孤岛微网多目标优化调度

为促进孤岛微网中可再生能源的消纳,减小负荷峰谷差。文中在孤岛微网中引入价格型需求响应,以微网运行成本最低和柴油发电机出力最少为目标,综合考虑功率平衡、抽水蓄能机组启停与工况转换等约束条件,构建了含风电、抽水蓄能和柴油发电机的孤岛微网多目标优化调度模型,并采用乌鸦搜索算法进行求解。仿真结果表明:在孤岛微网中引入价格型需求响应能有效削减负荷峰谷差,经济效益显著。与粒子群优化算法相比,乌鸦搜素算法在收敛速度和全局寻优的能力上具有明显优势。     

考虑价格和激励/补偿耦合机制的微网容量多层内嵌优化

为充分挖掘供需侧双向交互平抑微网源荷差异的能力，根据价格型和激励补偿型响应的优劣势互补关系，提出了一种结合不同响应机制的源荷协同优化思路。首先，在内层荷端构建了需求侧响应上、下双层优化模型，上层根据净负荷曲线划分峰、平、谷时段，以微网各时段净负荷绝对值之和最小为目标优化分时电价，下层计及柔性负荷参与调度的积极性，以电舒适度和经济性构成满意度指标优化激励/补偿系数。然后，在外层搭建了综合考量经济性和可靠性的源端容量优化模型。最后，基于多层内嵌机理耦合源荷两端优化模型，构建了结合多目标粒子群算法（MOPSO）和粒子群-帝国竞争算法（PSO-ICA）的求解模型。仿真结果表明，得益于需求侧综合响应机制和求解模型结构的优越性，所提方法能够在满足用户需求的基础上提升微网的经济性和可靠性。     

主动配电网的源-网-荷多层博弈经济调度策略

考虑到主动配电网具有多级管控的特点,提出了一种基于博弈论的源-网-荷多层博弈经济调度方法。为协调微网、配网和负荷的关系,将调度策略划分为三层,分别为微网与配网之间的合作博弈、配网与负荷之间的合作博弈以及负荷之间的非合作博弈。微网与配网的相互备用构成其合作关系,同时最优化可平移负荷使负荷之间的博弈达到纳什均衡,并引入顺序变量描述调度优先级。建立了以发电运行成本最小、网损最小和电压偏移合格率最高为目标的多目标优化调度模型,运用综合定权法将其化为单目标,并采用改进微分进化算法对其求解。算例证明,所提方法能够提高主动配电网对可再生能源的消纳能力,提升系统经济性。     

多微网配电系统协调优化调度和经济运行研究

多微网系统由多个子微网构成,其控制策略较单微网系统更为复杂,针对多微网系统,提出了一种基于预测控制的多微网协调控制策略,根据微网的动态出力范围,考虑网损和负荷波动方差构建多目标优化函数,通过预测控制求得多微网协调因子的最优值,基于此最优值协调各微网之间的功率分配,从而维持整个微网电压和频率的稳定,并运用基于随机模拟的粒子群算法求解上层优化问题。仿真结果显示:基于多微网与电网合理的调度,可充分发挥微网"荷-源"双重特性的灵活调度,平滑负荷曲线并降低系统网损并可减轻负荷波动对电网影响以及可再生能源出力的不确定性。     

基于禁忌搜索算法的微电网源/荷安全经济调度

合理求解微电源/荷协调调度方案是微电网安全经济运行的理论依据。在分析各分布式电源发电成本和可控负荷特性的基础上,建立两种时域运营成本最低的目标函数。以微电网有功功率平衡、分布式电源出力上下限和爬坡速率以及可控负荷的用电特性为约束,建立微电网源/荷协调安全经济调度数学模型。以优先利用可再生能源和调度成本最低为原则制定优化调度策略。利用禁忌搜索算法求解微电网源/荷调度模型得到微电网源/荷调度方案,并与应用单纯形法的全局最优解结果进行比较。算例分析表明禁忌搜索算法解得的调度方案接近于全局最优解,以日时域24 h为调度周期的调度方案与以单位时域1 h为调度周期的调度方案结果相近。     

微电网小区间的能量协作调度策略研究

针对配备能量收集设备的多个微电网小区构成的能量管理系统。为充分利用多个微电网小区分布式能源,研究微电网小区之间的能量调度与能量协作问题,以最小化系统从传统电网购买的能量。本研究首先建立能量协作调度优化模型,允许微电网小区之间共享各自收集的能量,处理用户的弹性用电请求。在满足用户服务质量要求的前提下,最大化系统能效。基于此模型和目标,采用Lyapunov优化,提出了微电网小区实时能量协作调度算法。仿真结果表明,在该协作模型下所提算法能够以较低复杂度取得接近最优的性能和时延。     

基于灵敏度分析的并网型微电网容量优化配置

微电网优化设计是一类全生命周期的多目标优化问题。既要从多种配置方案中寻找最优方案,又要考察优化方案全生命周期的适应性。文中提出了一种基于灵敏度分析的微电网容量优化配置思想。根据待建微电网所处的地域风光等资源分布特点,建立多种微电网候选配置方案。采用拟合法建立优化目标与关键因素之间的函数关系,求出优化目标对这些关键因素的灵敏度。根据灵敏度大小判断关键因素变化对优化结果的影响程度,获得微电网全生命周期适应性优化配置方案。以某微电网示范工程为例,采用该方法进行了优化设计,验证了该方法的可行性。     

电能质量在线监测系统海量数据的双列族存储设计

针对高效存储海量电能质量在线监测数据的问题,提出一种基于HBase的双列族电能质量在线监测系统数据库设计新方法。通过将HBase的列族存储架构应用到繁杂的电能质量在线监测数据的高效存储中,然后构造存储优化函数来寻找和设计最优的电能质量在线监测数据存储结构。最后进行几种不同列族数的数据读写时间的对比实验。实验证明:所提的电能质量监测数据双列族存储设计方法可以高效存储海量电能质量监测数据,具有较好的可行性。     

基于负荷均衡加载的电力系统分布式经济调度策略

在构建以新能源为主题的新型电力系统背景下,电网面临以电动汽车为代表的电气化交通负荷剧增的巨大挑战。针对上述问题提出一种负荷均衡优化模型,将负荷均衡后的集群电动汽车依次并入电网。然后应用多智能体一致性算法,以发电机组的增量成本和集群电动汽车的增量效益作为一致性变量,设计一种集群电动汽车参与电力系统经济调度的算法,通过分布式优化方式解决经济调度问题。建立4种典型的仿真情景,分别验证集群电动汽车分步参与电力系统分布式优化调度的有效性、对不同通信拓扑和功率受约束情况的适用性以及分布式优化算法在集群电动汽车参与经济调度时“即插即用”的能力。在IEEE 39节点系统上进行算例仿真,验证了策略的有效性。     

海量配电网调度监测信息的非主行键倒排索引查询技术

为解决配电网调度监控系统数据体量不断增大导致数据检索速度越来越慢的问题,结合数据同步技术与倒排索引机制,提出了一种二级索引架构。使用数据库的同步组件与索引器生成非主行键索引,在搜索时先获得数据主行键,再根据主行键检索到需要的数据,完成非主行键检索,再利用倒排索引技术改变数据的信息结构,缩短检索时间。以某铁路局10 kV供电调度监控信息为算例,进行非主行键检索测试。结果表明:完成非主行键检索所用时间为161 ms,满足在配电网调度监控系统中对数据进行快速检索的工程应用需求。     

应用近似动态规划算法求解安全约束随机动态经济调度问题

针对大电网安全约束随机动态经济调度(DED)问题的求解时间太长,提出了应用近似动态规划算法快速求解不含抽水蓄能电站电网的安全约束随机DED问题的方法。建立了随机DED问题的虚拟存储器模型,以系统的正旋转备用容量作为存储变量,构建系统相邻时段的状态转移方程,并考虑了各输电线路和断面的安全约束。以风电场日前功率预测曲线为基础,通过拉丁超立方抽样产生风电场出力的误差场景,并逐一场景递推求解每个时段的二次规划模型以对各个时段的值函数进行训练,形成收敛的值函数,再代入预测场景求解以获得最终的优化调度方案。该方法实现了对随机DED模型各个场景和各个时段的解耦求解,将一个大规模优化问题分解为一系列的小规模优化问题,有效提高了对大电网随机DED模型的求解速度。以某一实际省级电网为算例,通过与场景法和鲁棒优化调度方法的比较验证了所提出模型和求解方法的正确有效性。     

计及需求响应的电动汽车充电站多时间尺度随机优化调度

电动汽车充电站源-荷资源优化互补与多时间尺度协调配合,能够降低充电站运营成本,减小源-荷随机性对系统调度策略的影响。提出一种计及需求响应的电动汽车充电站多时间尺度随机优化调度模型。在日前阶段,以日运行成本最小为优化目标,采用条件风险价值(CVaR)度量不确定性风险。同时引入价格型和激励型需求响应优化充电站净负荷曲线,构建了计及运行风险约束的充电站多场景优化调度模型。在此基础上,以日前期望值调度策略为参考,提出基于模型预测控制(MPC)的电动汽车充电站日内滚动优化和反馈校正控制方法,从而降低净负荷预测精度不足对优化决策的影响。最后,以某实际电动汽车充电站为算例进行仿真分析,验证了所提模型的可行性,并分析了需求响应以及不确定性风险偏好对充电站运行的影响。     

计及负荷率分档的峰谷分时电价定价模型

针对大中工商业用户负荷率电价与峰谷电价的配合问题,结合我国电力体制和电价制度环境,基于消费者需求和供电成本异质性,构造了负荷率分档用户的用电消费细分市场,建立了各档用户的边际供电成本模型及需求价格弹性模型。应用边际成本定价理论,构建了计及负荷率分档的峰谷分时电价模型。该模型采用分层协调优化的方法:第一层深入分析每一负荷率档位用户的边际电量成本和边际容量成本,应用密度聚类技术及两部制定价理论,建立了每一负荷率档位及其两部制平均电价水平的制定方法。第二层以各档平均电度电价水平为约束,以削峰填谷为目标,基于电量电价弹性矩阵构建了负荷率峰谷分时电价协调优化模型。该模型综合协调了效率、公平和削峰填谷多重目标,算例验证了其合理性和有效性。     

含风光储能源-储-荷规划与运行调控策略

源-荷随机波动性及储能电池并网容量是影响分布式电源渗透率的主要原因。综合考虑稳定性、经济性及环保性因素,建立源-储-荷多目标优化模型。利用概率潮流模拟风光出力的不确定性,并采用基于拉丁超立方采样的蒙特卡罗方法进行计算。针对该模型的多目标多约束求解问题,采用改进花授粉算法进行优化。通过引入授粉加速度因子及遗传自适应因子改善其搜索效率及寻优能力。通过仿真得到源-储-荷多目标优化规划与运行调控策略,根据优化结果建立电压累计评价指标。结果验证了多目标数学模型及所提方法的正确性及可行性。