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。     

基于拟态物理学优化算法的微电网功率优化

考虑天气等因素对微电网有功功率平衡的影响,计及电力市场环境下的需求侧响应,将微电网负荷分为高赔偿可中断负荷(ILH)与低赔偿可中断负荷(ILL).在保证微电网功率平衡以及满足潮流、电压、频率偏移和开关损耗等约束的前提下,以微电网总收益最大为目标函数,建立考虑切负荷操作的微电网功率优化数学模型,并利用拟态物理学优化(APO)算法进行求解.微电网14节点系统的仿真结果验证了所提算法的有效性.     

基于局部几何参数化和JFNG算法的微电网群分布式连续潮流计算

由于分布式电源、电动汽车等新型电气化负荷内存在无功限幅约束,传统连续潮流在分析微电网的带负荷能力和微电网之间的联络能力时存在因错误识别节点类型而导致计算失败的现象,并且其不适配于微电网群的分布式管理模式。提出一种局部几何参数化连续潮流算法,相较于弧长参数化,该算法具有参数化方程易于解耦、分岔点计算精度较高等优点;采用费舍尔伯明斯特互补函数来处理非光滑无功限幅特性,避免节点类型频繁切换的问题。基于连续潮流模型,结合非精确牛顿-广义最小残差(JFNG)算法分布式框架,提出仅交换边界信息就可收敛的微电网群分布式连续潮流算法。算例结果验证了所提算法的有效性。     

计及分布式电源下垂控制和负荷静态特性的三相不平衡孤岛微电网直接潮流算法

基于分布式电源下垂控制、负荷静态特性和三相不平衡网络模型,提出了一种三相不平衡孤岛微电网的直接潮流算法。首先基于配电网直接潮流算法,并计及分布式电源下垂控制和负荷静态特性的影响,推导建立了三相不平衡孤岛微电网直接潮流算法的计算模型。为了求解所提直接潮流算法的计算模型,提出了一种两层潮流迭代法,其中内层潮流迭代法用于求解除虚拟节点外的三相不平衡孤岛微电网的潮流计算,外层潮流迭代法用于更新虚拟节点电压和系统角频率。最后分别基于澳大利亚真实网络和25节点典型微电网开展多场景仿真分析,并将其与牛顿信赖域方法进行对比分析,仿真及对比结果表明所提算法能够快速准确地反映微电网的特点以及真实运行状态,并能够解决三相不平衡孤岛微电网的潮流计算问题。     

计及需求响应的并网型微电网协同优化策略

为提高微电网的经济效益,提出了计及需求响应的并网型微电网协同优化策略。首先建立微电网中可调控负荷和各发电单元模型。然后,构建了微电网双层协同优化模型,上层在满足用户舒适度的基础上,利用分时电价信息引导用户侧可调控负荷参与需求响应,并将优化后的负荷曲线输出到下层模型;下层在满足供需平衡和发电单元约束的基础上,优化分布式能源出力、储能充放电功率和并网功率,以降低微电网的日运行成本。最后,模型采用差异进化算法进行求解,通过算例仿真比较不同情况下微电网的优化结果,验证了该策略的有效性。     

考虑联络线功率稳定的微电网鲁棒经济调度模型

能源利用效率低和环境污染严重等问题促使分布式微电网技术得到快速发展。从主网侧来看,微电网作为一个可控子系统,稳定的联络线功率可以使得其外部特性被视为与时间相关且具有周期特性的等效负荷。然而,微电网内可再生能源出力的不确定性致使联络线功率稳定面临很大风险。为了解决这一挑战,提出了考虑联络线功率稳定的微电网鲁棒经济调度模型,通过协调优化其他可调度分布式电源和储能系统的出力,降低可再生能源不确定性带来的风险,从而保证微电网与主网间联络线功率的稳定性。采用列生成算法对所形成的鲁棒优化模型进行求解,在修改后的IEEE 33配电系统上进行算例验证。仿真结果表明,提出的模型可以有效地稳定微电网与主网之间的功率交换,使其具有等效负荷的外部特性。     

基于改进布谷鸟算法的微电网源-荷-储功率优化调度

为实现微电网源网荷储的最优匹配,提出了一种计及需求侧响应的微电网有功功率调度模型。首先综合考虑系统运行约束、蓄电池运行约束和引入负荷响应补偿的用户满意度,以微电网经济性和环保性最优为目标函数,构建了包含风光发电、储能单元和负荷的微电网功率调度模型。进一步改进了布谷鸟搜索算法,并在4个典型场景下求解所提出的调度模型。通过算例验证模型和所提方法的有效性,结果表明：负荷响应与储能可以有效降低微网运行成本,通过可移负荷跨时段平移,实现负荷削峰填谷;同时,模型能根据不同的满意度要求提供相应的经济优化调度方案;此外,通过对比粒子群算法与布谷鸟算法,进一步验证了改进的布谷鸟算法性能更优。     

多微电网系统的合作博弈模型及其优化调度策略

该文将多微电网系统中的所有微电网设为地位对等的能量管理实体,赋予每个微电网与其他微电网功率交易的定价权和交易电量决定权,构建不含中央管理单元的分布式能量管理架构。提出关于电价和功率交易量的约束协议,建立多微电网系统的合作博弈模型,并提出效益妥协算法,使所有微电网通过效益妥协的方式接受彼此制定的能量调度策略,以统一多微电网系统的能量管理方案。结果表明,按照约束协议找到的电价策略是唯一不损害所有微电网利益的电价集合,基于该电价策略执行效益妥协过程得到的微电网间的功率交易方案是在兼顾所有微电网利益的前提下,唯一使所有微电网都接受的能量调度方案,验证了该文建立的合作博弈模型可有效实现多微电网系统的分布式能量管理。     

计及经济性和光伏消纳率的微电网多目标优化策略研究

县域微电网的发展规模不断壮大,存在着微网运营支出成本与分布式可再生能源消纳率无法同时兼优的问题,基于此建立以日运营支出成本最小和光伏消纳率最大的双目标函数,计及功率平衡、功率范围等约束,建立了微电网优化运行模型。引入多目标粒子群算法对双目标问题进行折衷求解,最后以某一工业园区的总用电负荷和光伏预测数据为例,与标准粒子群算法单一目标下的优化结果进行对比分析,验证了所提模型和算法的有效性。     

含环网微电网的多目标无功优化控制策略

为解决含环网微电网中多类型分布式电源、储能系统和多类型负荷的优化控制问题,选取分布式电源运行 成本和电压质量２个目标为优化目标,基于内点法提出一种多目标无功优化控制策略.通过对IEEE５节点算例系统 进行求解,验证所建模型和算法的正确性.结果表明,建立的模型可有效消纳分布式能源,降低系统运行成本并改善 微电网电压质量.     

考虑储能系统调度的交直流混合微电网中互联变流器容量配置

互联变流器是交直流混合微电网中交直流两侧进行功率交换的关键设备,有协调分配交直流两侧功率和提高系统电能质量的作用,在微电网设计阶段,确定互联变流器的配置容量是工程建设的关键环节。文章针对交直流两侧分布式电源、储能系统及负荷在抽样时刻的状态,基于两侧储能系统的灵活调度分析了网间互联变流器的功率流动情况,得到抽样时刻互联变流器的理论传输功率约束。从经济性和电压偏差2个方面建立交直流混合微电网中互联变流器的双目标容量配置模型,采用多目标粒子群算法对其进行求解寻优,得到互联变流器的最佳容量。最后,通过MATLAB编程进行实例验算,验证了所提模型及求解方法的有效性。     

计及谐波功率修正的独立微电网三相潮流计算

以整流装置带负载为代表的非线性负荷是引起微电网谐波的主要因素之一,而微电网中的非线性负荷比例越来越高,在潮流计算过程中必须考虑谐波潮流与基波潮流的相互影响。提出一种计及谐波功率修正的独立微电网潮流计算方法,该方法立足于独立微电网的运行控制特点和三相非正弦条件下的电流物理分量功率理论,将微电网系统模型及整流装置谐波源耦合矩阵建模作为分析基础;通过对分布式电源节点以及整流装置接口的处理,先求解交流基波的三相潮流,再计算各节点三相谐波电压和注入谐波电流,并以谐波功率对基波功率的修正偏差作为潮流计算的收敛条件。算例分析表明,采用上述独立微电网潮流计算及功率修正方法得出的潮流结果与时域仿真结果之间具有较好的对应关系,验证了所提方法的有效性。     

考虑储能荷电状态的附加功率调节的混合微电网协调控制

提出一种附加功率调节的混合微电网协调控制策略,对光伏和储能组成的交直流混合微电网的功率分配问题进行研究。考虑直流负荷大小和荷电状态(SOC)变换,给出一种加入两个比较器的电压外环电流内环双环控制,实现储能在不同负荷情况下充放电,防止储能过度充放电。针对储能处于停机模式时系统功率不平衡问题,基于上层控制设计分布式电源的多模式切换算法,求得附加功率实时调整交直流微电网连接的双向DC/AC变换器的输出功率。搭建光伏-储能交直流混合微电网仿真模型,各分布式电源能够根据不同的运行模式快速分配功率,协调维持系统的稳定运行,验证了所提控制策略的有效性。     

基于细菌觅食算法的热电联产微电网经济环保优化调度

热电联产(CHP)系统具有高效、环保和经济等特点,能提高一次能源的利用率,具有良好的发展前景和应用价值。针对由光伏发电、风力发电、燃料电池、微型燃气轮机、辅助锅炉、蓄电池和热储能系统,以及热电负荷构成的热电联供型微电网系统,建立一个热电联产微电网模型。该模型考虑各种分布式电源的发电成本、环境成本和微电网设备维护成本,在满足微电网运行约束条件的基础上,优化微电网内不同分布式电源和储能系统的功率输出,使系统的总运行成本最小。从经济和环保方面分析了微电网的优化运行特性,针对发电成本和排放成本的不同权重,采用细菌觅食优化算法(BFOA)对模型进行求解,通过算例验证了数学模型与优化算法的正确性与可行性。     

含分布式电源的配电网供电恢复模型及改进贪婪算法

分布式电源及储能系统的并网运行使配电网供电恢复更加复杂。基于功率可控分布式电源及储能系统倍率放电、荷电状态与孤岛运行时间等因素,提出了孤岛运行约束条件及孤岛备用容量模型;提出了以恢复供电负荷最大为目标函数,考虑孤岛运行备用容量约束、无电磁环网运行约束、支路潮流及节点电压约束的配电网供电恢复模型。结合配电网辐射状网络、负荷依次接入的特征,提出了逐步最优的改进贪婪算法,分别以可供电功率最大与线损微增率最小为选择判据,求解故障后配电网网络重构与孤岛划分。通过算例验证了考虑孤岛并网备用容量的供电恢复模型与改进贪婪算法,并对算法效率进行了比较分析。     

基于频率调整策略的微电网多目标优化自愈控制

针对微电网由并网转孤岛运行时自愈控制过程中的电能质量、经济性、负荷支撑和快速响应等多方面的需求,考虑负荷、分布式电源的随机性特点,以微电网频率控制为主线,提出了基于频率调整的多目标优化自愈控制策略。该策略中,将微电网由并网转孤岛运行的优化自愈控制分为2个主要阶段:第1阶段为一次和二次调频阶段,一次调频通过分布式电源的下垂控制实现,在二次调频中使用了按成本大小依次投退分布式电源的优化控制策略,实现微电网功率平衡及经济运行下的频率、功率稳定;第2阶段为三次调频阶段,以经济运行和最大负荷支撑为目标,综合考虑负荷、分布式电源的随机性,引进机会约束规划算法将不确定量转化为确定量,实现微电网最大负荷支撑下的经济运行。     

考虑紧急备用与光伏出力不确定性的微电网分布式储能规划方法

微电网作为消纳可再生能源的重要途径,面临着可再生能源出力不确定性带来的挑战。针对该问题,提出了紧急备用约束下的微电网分布式储能系统的规划方法,建立了结合分布式储能运行特征的微电网潮流模型,以鲁棒优化分析光伏出力波动性的最差工况,并采用列与约束生成算法结合大M法求解该模型,将原问题分解为混合整数二阶锥规划主问题和子问题并交替求解。通过求解研究算例,验证了所提优化分布式储能配置方法和运行调度策略的可行性,并在充分满足系统紧急功率备用的情况下,降低了微电网系统的综合成本。     

微电网双模分布式控制策略与实现

针对规则式、算法式等单一形式分布式控制存在的局限性,提出了一种微电网双模分布式控制策略,该策略由考虑节点自主性和参与意愿的自由控制模式以及考虑系统整体性的强制控制模式两部分构成。自由控制模式将节点间自由协商与分布式算法相结合,实现系统的优化运行;强制控制模式则通过指定可控节点参与控制任务、使用牵制手段等方式,实现系统运行状态的调整。首先,设计了双模分布式控制的组织机制、指令生成机制以及模式协调机制。在此基础上,研究了该策略在微电网并网和离网运行及切换过程的应用,包括平滑联络线功率波动、联络线功率调零、储能的功率优化分配以及系统状态恢复等。其次,研究了在基于软PLC技术的控制器上的实现方法,分析了网络拓扑结构、通信延时、稳定性等因素对该策略的影响。最后,构建了微电网实验平台,并通过实验验证了微电网不同运行工况下双模分布式控制策略的灵活性与工程实用性。     

计及灵活性储备的含风电多微电网系统分布式协调调控策略

高比例风电的接入和需求响应技术的应用对分布式架构下的多微电网系统有功功率动态平衡提出了更高的要求,有必要充分利用灵活性资源对系统进行协调调控.提出一种新颖的灵活性电池储备模型对多微电网系统灵活性备用容量进行评估,定义虚拟灵活性电池储备模型对风电场备用与需求响应负荷备用进行评估,充分挖掘其调频的潜在能力.在此基础上,基于一致性算法求解该模型下各微电网的功率分配,提出计及灵活性储备的含风电多微电网系统分布式协调调控策略,实现分布式架构下灵活性资源的协调优化.通过华东某地区实际数据验证了所提策略的有效性.算例结果表明,协调优化源-荷灵活性储备资源在保障风电消纳的同时,实现了分布式架构下系统的动态功率平衡.