风/光/储微电网混合储能系统容量优化配置

储能系统容量优化配置是降低微电网成本的有效措施之一。文中提出一种含氢储能和蓄电池混合储能系统的风/光/储并网型微电网结构,综合考虑微电网系统运行的经济性及环境效益,以总净现值成本TNPC最小为目标函数,以可再生能源利用率和负荷缺失率为评价指标,建立所提微电网容量优化配置模型。基于HOMER Pro软件设计算例,对优化问题进行求解,并将优化结果与微电网储能传统方式作对比,验证了所提方法的经济性和实用性,为风/光/储微电网储能容量优化配置提供参考。     

并网运行风/光/储微电网容量配置双目标优化

目前关于微网电源容量配置的研究主要针对独立运行情况,虽配置结果可保证系统运行的可靠性,但增加了冗余投资。针对并网运行的风/光/储微电网,制定了其运行策略,分别建立了微网经济性和供电可靠性模型,采用多目标模拟退火粒子群优化算法求取模型的最优解集,得到了微网中风力和光伏发电及储能系统容量配置方案。结果表明,相比于独立运行,在相同的可靠性要求下,以并网运行的角度配置风/光/储微电源容量关系,可明显降低微网投资成本。     

极地环境含风氢储混合微电网容量优化配置

极地环境复杂多样,常年低温且伴有极夜现象。为了合理配置极地环境微电网系统容量,提高极地环境微电网系统的供电可靠性,文中以中国南极科考站——中山站为研究对象,根据极地环境特性,提出利用富余风电制氢,并配置蓄电池储能装置的风氢储微电网容量优化配置模型。综合考虑极地低温对风机出力、蓄电池容量以及电力负荷的实时影响,以年度平均成本最小为目标,全年负载缺电率为约束,对极地环境下微电网供电系统的容量进行优化配置。算例仿真结果表明,风氢储系统不仅可以提高系统经济性和供电可靠性,还能有效减少能源浪费。     

基于改进ELM的风/光/柴/储独立微网分布式电源多目标容量优化配置

针对风/光/柴/储独立混合微电网中分布式电源容量配置问题,以系统供电可靠性作为约束条件,构建考虑微电网经济性、环保性和能源利用效率的多目标优化模型。引入熵理论确定多目标函数各项指标的权重系数,有效地摆脱权重取值的主观性。采用自适应迭代步长、自适应变异策略和搜索空间缩减等措施来改善仿电磁学算法(Electromagnetism-like mechanism,ELM)的收敛性。基于改进的循环充放(ICC)控制策略,用改进的仿电磁学算法求解配置模型。以广西涠洲岛为背景进行算例分析,验证模型和算法的有效性。结果表明改进的ELM算法能有效地解决微电网规划这类多约束、计算量大的组合优化问题,并且在全局最优搜索能力和寻优速度方面具有明显优势。     

独立风光储柴微电网容量优化配置

在建设独立风光储柴微电网时,由于可再生新能源具有随机性和波动性,会给系统整体运行带来成本和负荷失电率高等一系列问题,因此提出了一种实现微电网经济运行的新方法,在满足负荷失电率约束条件下,使用粒子群和蚁群混合算法对系统进行容量配置优化,得到年均建设成本最低的微电网系统。     

基于改进多目标蜘蛛猴算法的孤立风/光/储直流微电网电源优化配置

针对孤立风/光/储直流微电网中分布式电源的随机性和间歇性等特征导致储能系统功率波动,从而影响系统经济性与可靠性的问题,提出了一种微电网电源配置优化方法.该方法以微电网建设与维护年均投入最低、系统负荷缺电率最低为目标,建立风/光/储配置优化模型.同时,文章基于吸引与差分进化改进了多目标蜘蛛猴算法,并在测试函数下进行实验,验证了算法的有效性.利用该算法求解所提出的模型,得到风/光/储最优配置集,为孤立风/光/储直流微电网的设计提供了一种解决方法.     

农村微电网光储容量优化配置研究

微电网系统作为整合分布式光伏电源的有效载体,是实现分布式光伏就地消纳利用,发挥分布式光伏发电系统效能的有效方式。为了保证微电网系统供电可靠性,最大限度提升光伏利用率和经济效益,需要为农村微电网系统配置合适的储能。为此针对农村地区负荷特性进行研究,结合系统结构和光伏出力特性确定储能系统充放电策略,综合考虑广东某农村地区的电网负荷特性、农村峰谷电价及环保效益等多种经济性因素,以光伏利用率最大和经济性最优为优化目标,建立基于改进遗传算法的微电网光储容量优化配置模型。以广东某农村地区微电网的运行数据为基础进行仿真分析,分别对含工业区农村地区、农业为主农村地区以及偏远农村地区场景算例进行分析。研究结果表明优化后的光伏和储能系统可以有效提高微电网系统的光伏利用率和经济性。该模型可为其他农村地区微电网的光储容量配置方案设计提供参考。     

独立交直流混合微电网电源优化配置

对交直流混合微电网中电源进行优化配置能够减少换流损耗,降低系统成本。针对独立交直流混合微电网特有的结构和能量流动方式,考虑能量传输效率,提出了改进的能量管理策略。优化配置模型以经济性最优为目标,综合考虑环保性和供电可靠性,采用改进的人工蜂群算法对模型进行求解,得到独立交直流混合微电网的分布式电源优化配置结果。最后,通过算例进行仿真验证,结果表明,交直流混合微电网相对于纯粹交流微电网和直流微电网能够降低系统运行成本,使用改进后的能量管理策略能得到经济性更优的微电网电源配置方案。     

采用改进细菌觅食算法的风／光／储混合微电网电源优化配置

风能和太阳能具有随机性和波动性的特点,由分布式电源、储能装置、负荷组成的微电网协调运行与控制十分复杂,对孤岛运行的微电网合理地配置电源以提高供电可靠性、经济性是微电网规划建设的一个首要问题。将改进的细菌觅食算法（bacterial foraging algorithm,BFA）应用到解决风／光／储混合的全年孤岛运行的微电网电源优化配置问题中,建立了计及设备投资成本、运行和维护成本、燃料成本、环保折算成本的微电网电源优化配置模型,以年风速、气温、光照强度作为输入,根据不同的用户供电可靠性和备选电源要求,得到微电网电源的类型及其容量的最优方案,结果表明改进的细菌觅食算法具有全局最优搜索能力强、寻优速度快的特点。该方法可以全面评估各种分布式电源的经济性,根据微电网建设地点的气象条件、投资成本等降低微电网电源的冗余投资,满足用户定制的多样化可靠性要求。     

独立光伏系统光储容量优化配置方法

为提高独立光伏系统的供电可靠性和光伏利用率,需要合理配置光伏组件和储能系统的容量。根据光伏系统?储能联合运行的特点,考虑运行过程中储能能量的动态变化过程,以储能单元的技术特性为约束,提出以负荷缺电率(loss of power supply probability,LPSP)和能量溢出比(energy excess percentage,EXC)为考核指标的光伏、储能容量的联合配置方法。在给定案例条件下,考虑了阀控铅酸电池、锂离子电池和全钒液流电池3种类型,分别对3种电池储能进行了容量配置,并以初始投资最小为目标,计算最优光储容量配置。结果表明,在相同配置情况下,采用全钒液流电池系统供电可靠性较高、经济性较好,而在满足指标要求下,采用阀控铅酸电池系统初始投资最小。     

基于Markov-ELM的独立混合微网分布式电源多目标容量优化配置

以微电网经济性、环保性和能源利用效率综合最优为目标,以系统可靠性为约束条件,构建混合微电网分布式电源(distributed generation,DG)优化配置模型。优化过程中需遍历全年数据进行时序分析,计算量大,运行效率低。针对该问题,采用模糊C-均值(fuzzy c-means clustering method,FCM)算法从风速、光照和负荷8760h的数据中提炼出典型的场景,用随机过程方法建立其对应的Markov模型。引入熵理论确定多目标函数各指标的权重系数,避免了人为定权重的主观性。采用种群移动、自适应变步长、基因变异以及按比例系数缩减搜索空间等方法来改进仿电磁学算法(electromagnetism-like mechanism,ELM)的寻优速度及全局搜索能力。最后将前述建立的Markov模型嵌入改进的ELM中进行优化求解。以广西涠洲岛为背景进行算例分析,验证模型和算法的有效性。结果表明,相较于采用年代数据计算的ELM,采用Markov-ELM的求解方法,在快速性和全局搜索能力等方面更具有优势。     

基于混合储能的风/光/储微电网控制策略

以风力发电、光伏发电等间歇式电源组成的微电网,电源输出功率、电压的随机性和波动性增加了微网控制的复杂度。提出了一种基于混合储能方案的控制策略,通过控制分布式储能和集中式储能系统的充放电,维持微电网功率、电压稳定和运行可靠性。基于Matlab/Simulink仿真平台建立了微电网系统仿真模型,仿真分析并验证了该控制策略的正确性和有效性。     

混合储能多目标容量优化配置

针对蓄电池和超级电容混合储能系统的容量配置,提出了混合储能系统多目标容量优化配置模型,该模型以经济成本、供电可靠性、能量过剩和供需平衡为目标,以蓄电池的SOC、超级电容的端电压和最大功率为约束,同时考虑能量控制策略的影响,应用改进粒子群优化算法同时对蓄电池和超级电容的容量和功率进行设计,并通过仿真验证了所提多目标容量配置算法的快速收敛性和可靠性。     

独立型水光储微电网系统容量优化配置

在地区已有的独立小水电基础上,形成了独立型水光储微电网系统,以满足地区多样性供电需求,并解决因负荷增长产生的小水电供电不足的问题。建立了独立型水光储微电网容量优化配置模型,该模型以初始投资成本及年运行费用成本总和最小为优化目标,以负荷失电率及水电机组启停次数为优化评价指标,综合考虑了系统运行的各种约束条件及能量管理策略,具有一定的适用性。最后,以某地区实际系统为例,利用粒子群优化算法对模型进行求解,验证了所建立模型的有效性。     

水风储微电网电源容量的优化配置

由于配电系统线路功率和节点电压的约束,在微电网规划中需要弃风弃水来减少设备容量。文中提出一种高效能的友好并网型水风储微电网优化配置方法。通过量化风电资源和水电资源的最大可发电量,结合所提的微电网运行控制策略及运行约束,建立以微电网投资及运营成本、年弃风弃水电量和电源年发电量为目标函数的多目标优化模型;通过基于精英策略的非支配性排序遗传算法(NSGA-II)求出模型的最优解集,并采用逼近理想解排序方法(TOPSIS)选择满意的配置方案。通过韶关地区某实际配电系统进行多场景仿真验证,结果表明该模型提高了可再生能源利用率,保证了配电系统的电能质量,验证了该配置方法的实用性和经济性。     

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。     

基于时序负荷的独立电网风/柴/储电源系统容量优化

为了提高独立电网运行的经济性,提出一种独立电网中风电机组、储能装置和柴油发电机组等电源装置容量的优化配置算法。利用时序风速、负荷曲线,结合独立电网可能的运行模式及控制策略,在已知风电机组额定容量的前提下,确定储能装置及柴油发电机组的最优容量配置。分析混合发电系统年度供电成本随风电机组额定容量的变化规律,以供电成本最低为目标函数,求解风电机组最优容量以及相应的储能装置和柴油发电机组的容量配置。算例分析结果表明,该方法能有效提高含风能和储能装置的独立电网的经济性,降低供电成本,证明了方法的正确性和有效性。     

风光储独立供电系统电源优化配置

风光储独立供电系统是解决边远地区供电问题的有效途径,对其合理地配置电源以提高供电可靠性、经济性是系统规划设计阶段的主要问题.在建立基本元件模型的基础上,以系统等年值投资费用最低为目标,考虑系统运行约束条件,构建了风光储独立供电系统的电源优化配置模型.提出了基于粒子群优化算法的数值求解方法.在算例分析中,分别以蓄电池和电解槽-储氢罐-燃料电池循环系统作为储能装置,对比分析了不同储能模式下的系统优化配置方案,结果表明,在满足相同供电可靠性指标的前提下风/光/蓄电池系统的优化配置更经济,合理地评估停电损失和设置可靠性指标可有效降低系统冗余投资.     

风/光/储混合微电网的详细建模与仿真

在风能和太阳能资源丰富的地区建立小型微电网可以缓解能源的供需矛盾,提高经济效益,减少环境污染。针对当前风/光/储混合微电网控制不完善、仿真不充分的问题,利用Matlab/Simulink仿真软件搭建了风/光/储混合微电网三相交流系统的详细仿真模型,并对风、光电源和储能系统分别采用了相应的控制策略。考虑风速、光强的变化,对风/光/储混合微电网在并网和孤岛运行模式下进行了较为全面的仿真分析,仿真结果表明所建立的微电网模型满足功率平衡和公共联结点PCC电压、频率的要求,验证了仿真模型的正确性和控制策略的有效性,并为进一步研究微电网提供了良好的仿真平台。     

交直流混合微电网源储协同优化配置

为提高交直流混合微电网运行效益,需要为分布式电源配置储能系统,以提高微电网对可再生电源的接纳能力。本文以交直流混合微电网为研究对象,提出电源与储能相协同的混合整数优化模型,以确定电源与储能的最优配置。以电源与储能投资成本以及涵盖发电成本与购售电费用的运行成本最小为目标,协同考虑电源与储能的时序动态特性,并计及交直流联络线功率传输损耗。基于Benders分解算法求解混合整数优化模型。算例分析表明,源储协同优化配置方案能够有效提高交直流混合微电网投资运行经济性,验证了本文所提模型的有效性。