计及蓄电池使用寿命的微电网经济调度模型

由于新能源发电和负荷有不确定性,为保证微电网的安全可靠运行,蓄电池作为储能装置发挥了重要作用。为充分利用蓄电池,提高微电网的经济性,建立考虑蓄电池使用寿命的微电网经济调度模型,并应用混合整数线性规划算法进行求解。以一个包含风、光、储、微型燃气轮机、柴油发电机和燃料电池的微电网为算例,对微电网并网运行方式进行经济调度优化,计算结果验证了所提模型的有效性。     

计及分布式电源出力相关性的微电网发电系统可靠性评估

为了揭示分布式电源(DG)出力相关性对微电网发电系统可靠性的影响,利用Nataf概率变换原理和多重Gauss数值积分方法获得非标准正态分布相关关系的数学模型。在计及DG强迫停运、非线性出力等因素的基础上,建立了微电网发电系统可靠性评估模型,基于蒙特卡洛方法实现可靠性指标的求解。通过算例定量分析DG出力特性、微电网内DG总容量与负荷容量比、一次能源相关系数变化对微电网发电系统可靠性指标的影响,验证了所述模型和方法的有效性。     

微电网日内调度计划的混合整数规划模型

为进一步调和微电网日内调度计划模型求解速度与精度的矛盾,提出了一种适用于微电网日内调度计划的混合整数规划模型。构建了蓄电池充放电过程模型,能有效计及充放电循环次数和老化成本;在现有微电网经济调度模型的基础上,建立了考虑电压幅值的线性化潮流方程、基于解析几何的线性化支路容量、公共连接点功率交换和功率因数限制等约束模型。通过算例验证所提模型,结果表明:1所提模型求解精度高,快速稳定收敛于全局最优解,且不依赖于初值;2蓄电池充放电过程模型符合工程实际,克服了现有模型中蓄电池频繁充放电加剧老化的局限性。     

计及电动汽车充放电的微电网多目标分级经济调度

根据各调度单元的运行特性,提出一种含有负荷级、源荷级以及源网荷级的多目标分级微电网经济调度策略。首先,负荷级依据用户行驶习惯利用电动汽车的储能特性调控微电网原始负荷波动;其次,源荷级优先使用风、光出力支持微电网负荷用电,同时通过多目标粒子群优化算法,利用储能、完全可调度电动汽车最大化消纳可再生能源及最小化源荷级的综合运行成本;最后,源网荷级利用柴油机和主网联络线消纳来自源荷级剩余的微电网“净负荷”,并且将富余的风、光功率入网获得收益,使电动汽车群、微电网与主网达到经济性、高效性以及安全性的统一效果。以某具体的算例对所提策略进行仿真分析,并与电动汽车随机充电运行及不分级调度运行的情况进行对比,验证了所提策略的科学性及有效性。     

计及分布式储能的微电网群经济调度

为提高微电网群调度效率、减少微电网运行成本,首先构建了计及分布式储能的微电网群优化调度模型.该模型以包含风、光、储的3个子微网和网侧储能所构成的交流微电网作为调度对象.在满足功率平衡等约束条件下,对负荷侧储能充放电次数和单位时间内充放电功率进行限制;在考虑主网分时电价、系统发电成本,网侧储能放电成本条件下,采用遗传算法进行求解,得到计及分布式储能的微电网群经济调度方案,最终得到优化后的经济成本.算例计算结果表明,该运行调度模型可有效提高微电网群经济效益,从而验证了该模型的有效性.     

多逆变型分布式电源协调的微电网谐波控制方法

逆变型分布式电源能够在输出基波功率的同时对微电网中的谐波进行补偿,但是多个逆变型电源同时独立补偿存在交互影响问题。采用相对增益矩阵方法分析2个独立补偿逆变型电源之间的交互影响,并提出了一种多逆变型分布式电源协调控制的微电网谐波控制方法。首先选择微电网中的一个节点作为谐波控制的目标节点,然后将检测到的目标节点谐波电压相量分解,通过补偿量分配实现多逆变型分布式电源的协调控制。仿真实验结果证明提出的方法能够有效地协调多个逆变型电源对微电网中的谐波进行抑制。     

考虑经济调度的微电网规划模型

在电网规划中,需考虑建设投资、运行成本等多方面因素,从而选择最优方案。微电网系统为保证运行成本最低,需对各种电源采取按照运行成本高低排序的策略进行经济调度。文章建立了微电网各种电源的投资、运行经济模型,以及基于经济调度策略的微电网规划模型,采用本模型,可以筛选微电网规划最优方案,做到系统全寿命周期范围内初始建设投资、运行成本、设备残值等综合成本最低。     

基于分布式牛顿法的微电网群分布式优化调度方法

多个微电网以自组织的方式连接成为自治实体并接入配电网运行,能够显著提高供电可靠性并降低运行成本。提出了一种针对微电网群优化运行的全分布式算法,旨在替代传统集中协调的方式,解决系统对灵活性、可靠性和经济性的要求。该方法基于点对点通信,只需要稀疏通信网络上的相邻节点交换信息,且通信负担很轻。首先介绍了微电网群优化模型,随后结合具有二阶收敛速度的分布式牛顿法和基于一致算法的信息传递,实现了微电网群运行成本的全分布式运行优化。算例结果表明,该方法具有相较一阶分布式算法更快的收敛速度,且受通信拓扑的影响更小,证明了该方法的可靠性和可扩展性。     

基于鲁棒优化的含风电工业微电网经济调度模型

风电是广泛使用的清洁可再生新能源,将风电引入工业微电网中,对其节能减排有着重要意义。以含风电的工业微电网为研究对象,基于鲁棒优化方法,以发用电成本最低为目标,以生产计划与火电机组出力计划为决策量,建立了含风电工业微电网自发电经济调度双层模型,并利用Benders分解算法对其进行求解。文中还应用某工业微电网数值算例进行测试,结果表明模型能有效平抑负荷波动,降低微电网发用电成本;验证了该鲁棒优化模型在最差情况下优于确定性模型,并且可根据需求改变不确定代价权衡保守性与最优性。     

微电网中分布式电源简化模型

基于当前微电网研究领域热点,在某些不考虑具体设备暂态过程的仿真研究中,为缩短建模时间和仿真时间,滤除仿真结果中的谐波干扰,针对分布式电源详细模型的本质特点,对其组成部分原动机和逆变器分别进行简化,提出相应的简化模型。在光伏并网的仿真场景下,建立整体仿真模型,将详细模型与简化模型进行对比可知:简化模型不仅在稳态时达到了与详细模型相同的结果,而且暂态响应优于详细模型,达到了预期的对简化模型的要求。     

基于交替方向乘子法的电力系统分散式经济调度

现代电力系统中分布式电源特性各异,数量越来越多且接入具有分散特点,传统的集中式经济调度方法将面临计算负担大、通信复杂以及灵活性不足等限制。鉴于此,文中综合考虑了风电功率波动特性和分布式电源的动态模型及其综合发电成本,提出了一种基于交替方向乘子法的电力系统分散式经济调度方法。该方法在每次迭代过程中仅需收集系统净负荷及分布式电源平均有功功率,即可实现每台分布式电源有功功率最优值的分散式独立求解。最后,利用MATLAB/Simulink搭建了含有多个分布式电源的配电网系统,在风电功率波动和负荷实时变化的情况下对所提方法进行测试,通过与传统集中式经济调度方法的比较验证了所提分散式经济调度方法的准确性和有效性。     

包含同步发电机及电压源逆变器接口的微网控制策略

分布式电源(distributed generator,DG)并网接口方式有同步发电机组(synchronous generators,SG)接口和电压源逆变器(voltage source inverter,VSI)接口2类,文中提出了包含2种接口方式的微网控制策略。具有SG接口的DG通过其输出的有功功率和无功功率分别对微网的频率和电压进行下垂控制,具有VSI接口的DG通过输出电流的d、q分量分别对微网的频率和电压进行下垂控制。该控制策略可实现微网由联网运行模式向孤岛运行模式的平滑转换,并能够实现功率共享。具有SG接口的DG配置潜遗传变论域模糊控制电力系统稳定器后,可提高微网稳定性。仿真算例验证了该控制策略的有效性。     

微网的能量管理及其控制策略

为建设实验室微网监控平台,提出了能量管理系统的构成、任务和工作流程,并对其中经济调度和优化运行的数学建模方法进行了详细描述。针对实验室微网运行控制,提出了中央控制器和局部控制器相结合的控制策略,并用实验室微网仿真模型验证了上述控制策略的正确性,结果表明该控制策略能实现微网的优化管理、协调控制和无缝切换。     

供能设备模型对冷热电联供微网系统经济调度的影响

针对一种含光伏、蓄电池和冷热电联供的微网,在满足用户多种能源需求和联网运行的条件下,对系统中的微型燃气轮机、余热锅炉和制冷机等主要供能设备采用基于部分负荷(part load ratio,PLR)特性的模型,建立了以总运行成本最低为目标的微网日前动态经济调度的0-1混合整数非线性规划模型。通过求解某个楼宇CCHP型微网夏季典型日的算例,从优化调度方案、总运行费用等方面,比较了系统设备采用部分负荷特性模型和固定效率模型时的调度优化差异。结果表明,两种模型对于调度结果的误差不可忽略,部分负荷特性模型的结果更为准确;值得注意的是冷负荷所造成的模型误差比较显著。     

Corrective economic dispatch in a microgrid

In this paper, a corrective economic dispatch problem formulation for distributed generators in a microgrid is presented, which considers the transition from grid‐connected operation to islanded operation. Various constraints related to the operation of a microgrid are modeled, such as spinning reserve requirement for the variation of load demand and the output of intermittent sources, the flow limits between the control areas, and ramping limits of distributed generators. The resulting problem is then solved by an interior point method. Numerical tests based on a three‐area ten‐unit microgrid system show the effects of these constraints on the generation cost. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于局域重加权的智能配电网多源分布式协调优化算法

为了实现大量间歇式新能源的充分消纳,提出了一种含高密度分布式电源的智能配电网有功和无功资源的区域分布式协调优化算法。该方法首先建立多时间段线性锥最优潮流模型,其次利用辅助变量增广Lagrangian乘子法分裂节点以实现各区域子系统潮流的空间解耦,最后提出了基于局域重加权Lagrangian的分布式优化算法,实施全网有功和无功资源的协调优化。算法上,各区域子系统无需全局协调可独立并行迭代优化,通过邻域子系统间少量的部分信息交互达到全网优化。该算法降低了通信复杂度,最大限度地保留了各子系统的独立性。算例验证结果表明,所提算法计算效率较高且收敛特性良好。     

微电网的研究现状及在我国的应用前景

首先介绍了微电网概念的产生背景和意义以及微电网的概念和结构,并给出了微电网的经典示意图;然后详细介绍了美国、欧洲和日本微电网的发展现状及其示范工程,对比了3者不同的微电网发展理念,概述了其微电网的未来发展方向;最后,展望了微电网对于中国未来电网发展的重要意义,提出了国内微电网研究应重点考虑的一些问题。     

智能配电网自愈控制技术

自愈是智能配电系统的重要特征。智能配电网自愈控制是解决中国配电网长期以来存在的设备利用率低、供电可靠性低、线损率高等关键问题的核心技术。首先介绍了智能配电网自愈控制的目标、技术方案与实施条件,在此基础上介绍了自愈控制研究与示范中的关键科学问题,包括智能配电网仿真、分析与试验,智能决策与网络重构,故障特性与保护,关键负荷保障等技术。最后,分析了智能配电网自愈控制技术研究与应用面临的问题与挑战。     

基于虚拟同步发电机的逆变器类电源频率特性及重塑技术

由于微电网(microgrid,MG)内参与调频的逆变器类电源和传统同步机类电源的特性差异,会造成并列运行过渡过程品质恶化,并可能引发系统瓦解.针对这一问题,首先对两类分布式电源(distributed generator,DG)的频率特性进行了理论分析和仿真分析,明确了其频率特性差异;在此基础上,基于虚拟同步发电机(...     

考虑价格需求响应的主动配电网动态经济调度

随着分布式发电的渗透率提高,配电网会出现馈线过载、电压越限等问题,从而限制了分布式电源的接入。需求响应利用负荷侧可调控资源参与主动配电网调度可以促进大规模分布式电源消纳。本文将价格型需求响应引入现有主动配电网的多时段优化运行调度模型,构建了三相主动配电网有功-无功协调动态经济调度模型,并提出了基于混合整数二阶锥规划的模型求解方法。该模型可通过需求响应负荷调节,并协调与分布式电源、储能装置、无功补偿装置的动态优化运行,达到节能降损、保证馈线负载、电压不越限的目的,实现主动配电网全局能量管理优化。对扩展的IEEE 33节点测试系统进行仿真分析,验证了所提出模型及算法的有效性和优越性。