考虑电池寿命和环保经济的主动配电网储能容量优化

针对间歇性分布式电源输出功率的不确定性和随机性对接入配电网带来的风险,提出基于场景法的储能容量优化配置。以主动配电网经济运行成本最小和污染物排放最小为目标函数,并计及电池的寿命,建立主动配电网容量优化模型,并采用改进的人工蜂群算法进行模型求解,通过优化不仅能提高主动配电网对分布式电源的有效利用还能实现经济安全的运行。以IEEE-33节点为例,验证所提模型的合理性、可行性和有效性。     

基于QCQP的含储能主动配电网联合优化方法

储能装置是提升风电、光伏等清洁能源消纳能力的重要措施。特别在主动配电网中,储能装置和分布式电源的协调优化不仅有助于解决清洁能源消纳问题,而且能够解决配电网普遍存在的电压控制问题。针对含储能主动配电网多时段有功-无功联合优化模型的求解问题,基于二次约束二次目标规划模型的特征分析,将原问题解耦成二次约束二次目标规划模型和系统潮流计算两个子问题,通过上述两个子问题的反复迭代,实现对原问题的求解。最后基于REDS-135节点系统构造算例验证了所提出方法的有效性。     

基于蓄电池储能的主动配电网优化配置模型研究

主动配电网中分布式能源的合理配置是电网系统得以经济、可靠运行的重要因素。现建立了日前多时段优化模型,考虑了微型燃气轮机、光伏发电、风力发电等间歇性分布式发电及蓄电池储能在主动配电网中有功—无功功率的出力特性。由于优化配置模型涉及非线性潮流模型以及蓄电池状态切换的整数变量,所以难以快速准确地求解该优化配置问题。据此采用二阶锥优化算法松弛原模型,调和求解精度和计算速度的矛盾。在修改的西门子Benchmark低压配电网中验证了所提模型,结果表明,所提模型准确度高,适应性好,符合工程实际应用需求,二阶锥优化算法能有效快速地求解问题。     

主动配电网“源-荷-储”协调优化控制方法研究

针对现有主动配电网运行优化控制未考虑储能及电动汽车响应调度费用问题,设计了主动配电网源荷储协调控制架构,提出了一种考虑配电网综合运行效益的"源-荷-储"协调优化方法。该方法以周期内配电网综合运行效益最大为目标,建立分布式电源、含电动汽车、储能、无功补偿的主动配电网协调优化模型,运用IEEE33节点系统验证了方法的有效性。结果表明,该方法可以有效地利用储能及电动汽车等控制资源,在配电网运行经济性、运行电压控制质量方面具有优越性。     

基于鲁棒优化的风-储联合配置研究

针对电网规划中的风电功率波动和储能配置问题,从电网建设、运行、维护角度,分析了风力发电效益与风储系统成本的组成元素,构造了考虑规划年内全局经济性的优化目标;利用鲁棒优化方法,量化了储能配置的最小容量,构造了风储协调配置的双层规划模型。模型为含随机变量的混合整数规划问题,通过遗传算法和鲁棒线性规划理论求解优化问题,在Garver6节点系统测试所提模型和求解方法的有效性。研究结果表明:所提基于鲁棒优化的风储协调配置规划方法能够科学指导风电和储能设备的选址定容,所得方案经济性更强,能有效应对风电功率的波动。     

考虑风电出力不确定性的储能容量机会约束规划配置

储能系统对风能等可再生能源实现可调度运行有着十分重要的作用.针对风电出力的不确定性问题,提出了一种基于机会约束规划的电池储能系统(BESS)容量配置方法.考虑风电利用率和储能装置荷电状态(SOC)约束,以储能成本最低为目标,采用模拟技术和遗传算法相结合的方法求解,得到了风电输出波动不超过某一区间的置信度与储能最佳配置成本间的关系.此外,在储能系统的控制策略中引入了放电惩罚因子,修正了储能装置的充放电功率,从而达到了延长使用寿命的效果.研究结果表明,BESS容量配置方法在电能质量和经济性间取得了适度的折中.     

计及DG接入的山区配电网馈线自动化规划方法

针对现有山区配电网馈线自动化规划方法缺乏分布式电源接入的考虑,且未针对实际线路情况进行差异化规划指导的现状,立足于馈线自动化建设模式及分布式电源接入对自动化的影响分析,提出了一种计及DG接入的10kV山区配电网馈线自动化规划方法。该方法以自动化配置的综合年费用最小为目标,构建馈线自动化规划模型,结合实际线路聚类情况,优化求解得各场景下馈线自动化配置方案、开关配置数量等,形成自动化规划推荐表,指导山区配电网的馈线自动化规划。算例验证了该方法在满足可靠性指标的前提下,在经济性方面具有优越性。     

考虑储能分时自动控制策略的微电网容量优化配置方法研究

由于不同分布式电源出力的差异性和波动性,在微电网中对不同分布式电源容量进行优化配置是实现系统的经济、可靠运行的关键,为此提出了考虑储能分时自动控制策略的微电网容量优化配置方法.根据微电网拓扑结构,建立微电网中不同分布式电源的模型并提出储能系统分时自动控制策略.基于储能控制策略建立微电网容量优化配置模型,以微电网系统综合...     

含分布式发电的配电网规划方法研究

分布式电源的应用是解决目前的能源问题和环境问题的重要手段,但是大量的分布式电源接入配电网会给电网造成很大的影响。对分布式电源在配电网中的合理规划展开研究,从经济和环保的角度出发,建立了以含分布式发电的配电网建设和运行年总费用最小化为目标函数的规划模型,使用基于CLPSO的算法对规划模型优化求解,同时用IEEE33节点配电网测试系统对算例进行仿真,结果表明该种方案具有较强的应用价值。     

分布式储能控制策略对有源低压配电网影响研究

在分布式电源侧配置分布式储能可以平抑分布式电源出力波动,提高分布式电源在低压配电网的渗透率。为研究分布式储能控制策略对有源低压配电网的影响,对分布式储能系统进行建模。为了更加贴近实际低压配电网三相不平衡的情况,采用适用于低压配电网三相四线制的潮流模型。提出三种分布式储能的充放电控制策略,基于注入电流的牛顿拉夫逊潮流算法,对算例模型进行求解,进而分析分布式储能控制策略对有源低压配电网的影响。     

主动配电网实时经济分配的一致性协同控制策略研究

Aiming at solving the economic operation problem when large scale of distributed energy resources (such as photovoltaic,wind power and energy storage) integrated into distribution network and to improve the real-time ability,robustness and flexible scalability of the control strategy,a distributed consensus-based collaborative control strategy was proposed. The power sources were controlled in a distributed way. The optimal operation point was realized in the condition that each power source could only collect information from its own and its neighbors. The results indicate that the proposed strategy is effect in real-time economic dispatch in cases of peak-valley price,intermittency of the renewable energy and power fluctuation of the load. [ABSTRACT FROM AUTHOR]     

Stochastic multi-objective model for optimal energy exchange optimization of networked microgrids with presence of renewable generation under risk-based strategies

The inherent volatility and unpredictable nature of renewable generations and load demand pose considerable challenges for energy exchange optimization of microgrids (MG). To address these challenges, this paper proposes a new risk-based multi-objective energy exchange optimization for networked MGs from economic and reliability standpoints under load consumption and renewable power generation uncertainties. In so doing, three various risk-based strategies are distinguished by using conditional value at risk (CVaR) approach. The proposed model is specified as a two-distinct objective function. The first function minimizes the operation and maintenance costs, cost of power transaction between upstream network and MGs as well as power loss cost, whereas the second function minimizes the energy not supplied (ENS) value. Furthermore, the stochastic scenario-based approach is incorporated into the approach in order to handle the uncertainty. Also, Kantorovich distance scenario reduction method has been implemented to reduce the computational burden. Finally, non-dominated sorting genetic algorithm (NSGAII) is applied to minimize the objective functions simultaneously and the best solution is extracted by fuzzy satisfying method with respect to risk-based strategies. To indicate the performance of the proposed model, it is performed on the modified IEEE 33-bus distribution system and the obtained results show that the presented approach can be considered as an efficient tool for optimal energy exchange optimization of MGs.     

基于增量配电网需求响应的定价方法研究

将短期需求侧响应与改进的长期增量成本法相结合,提出了一种基于增量配电网需求响应的定价方法。通过计算增量配电网中不同用户类别对增量配电网络峰值情况下使用率的贡献程度来改变配电网电价。将该方法应用于含有分布式电源的增量配电网,结果表明,能够让用户改变用电策略以应对时变的收费情况,帮助增量配电网缓解电网拥堵问题,进而缓解电网压力。     

基于NSGA-Ⅱ算法的储能式有轨电车复合电源参数优化设计

为研究一类以动力电池和超级电容为复合电源的有轨电车参数匹配问题,提出一种基于多目标优化的复合电源参数设计方法。根据有轨电车的动力性能需求,给出基于等效计算的复合电源参数设计方法。以有轨电车日均运行成本和动力电池的性能衰减率为评价指标,建立多目标优化函数,采用带精英策略的非支配排序的遗传算法(NSGA-Ⅱ),设计系统仿真模型在环的复合电源参数优化流程。以一次往返行程为运营要求,对比分析两个不同工况的Pareto解集和等效计算配置方案下的有轨电车系统仿真结果。结果表明,相比等效计算的配置方案,优化的配置方案使动力电池性能衰减率降低至少约31.1%;合理的配置方案可有效保证较高的再生制动能量回收率和有轨电车效率;长站间距的工况增加了对复合电源的配置需求。     

A high-voltage power supply based on a distributed capacitive energy storage

For the corpuscular plasma heating in the MST plasma device (Madison, United States), an injector of hydrogen atoms with 25-keV energy, equivalent at omic current of >45 A, and 20-ms pulse duration was designed and put into operation at the Budker Institute of Nuclear Physics (Novosibirsk, Russia) in 2009. The pulse repetition rate is 5 min. The output current of the ion source in the atomic injector exceeds 50 A. A high-voltage source with a 1.5-MW power was design ed for the high-voltage powering of the atomic injector. The run duration of the power supply with rated characteristics is >20 ms. The power supply is based on a distributed capacitive energy storage, which allows the power consumption from the industrial network to be reduced down to 10 kW at a pulsed load power of 1.5 MW. The high-voltage power supply smoothly regulates the output voltage from 0 to 30 kV and is capable of being quickly deenergized if high-voltage breakdown of the load takes place. The diagram and structural components of the high-voltage power system of the atomic injector are described, and its test results are given.     

区域微电网群两级能量调度策略优化研究

针对现阶段微电网能量管理技术发展趋势,在满足其内部经济调度的基础上,还需要关注微电网间的能量互补机制。对并网型区域微电网群提出了一种两级能量优化调度模型。引入条件风险指标(CVaR)衡量可再生能源与负荷预测误差对调度方案造成的影响,结合微电网运行收益,作为微电网内部能量调度的优化目标;采用多目标粒子群优化算法(MOPSO)进行求解,研究收益风险比作为优化调度策略的筛选指标,提出微电网内部能量优化调度策略;以区域微电网群公共并网点有功功率梯度变化最小化为前提,获得最佳微电网净功率组合方案,由此平抑微电网群对配电网造成的功率波动;考虑电力传输距离制定了微电网间净功率互补机制,提高功率传输效率。算例仿真结果表明,该模型能够合理实现微电网内与微电网间经济运行与功率平衡,为微电网群日前调度计划提供了有效设计流程。     

改进Elman神经网络在短期热负荷预测中的应用

热电厂的短期热负荷预测在城市集中供暖中起着至关重要的作用,直接影响热电厂的经济效益和热能利用率。电厂的短期热负荷一般采用神经网络预测模型进行预测,而BP神经网络应用最为广泛。Elman神经网络算法在BP神经网络基础上加入了承接层,作为一步延时算子,实现记忆能力,使系统具备适应时变能力,增强系统全局稳定性。但Elman神经网络算法模型的构造依然需要大量样本的支撑,而且输入层的变量多,导致预测时间依然很长,收敛速度慢。该文在Elman神经网络预测前,进行了相关系数预处理和对样本中异常值的平均化预处理,通过数据归一化运算,使Elman神经网络输入层变量大幅减少。仿真实验表明,改进的Elman神经网络算法使预测模型快速寻优,减少预测时间的同时明显提高预测精度。     

振荡扑翼波浪能发电装置系统建模与仿真

为了实现波浪能的采集与高效转换,提出一种振荡扑翼波浪能发电装置,通过采集机构、液压转换系统和电能变换及储能系统将随机波浪能转换为稳定的电能。基于扑翼与波浪耦合受力分析,设计波浪能采集机构方案;为了能量高效转换和保证液压系统稳定性,创成一种含多腔液压缸的液压转换系统;根据储能单元的额定电能需求,进行电能变换及储能系统方案设计与元件参数计算;基于多能域键合图理论和AMESim仿真软件,建立包括机-液-电的整体虚拟样机仿真模型;搭建仿振荡扑翼波浪能发电装置试验平台,模拟规则波浪进行试验,验证系统的有效性。研究结果表明,在三级海况和四级海况下振荡扑翼波浪能发电装置发电效率分别可以达到61.5%和66.2%,能够有效采集波浪能,实现电能的稳定输出并储存到蓄电池中。试验结果证明了振荡扑翼波浪能发电装置工作原理和参数设计的合理性。研究结果为波浪能发电装置的设计与开发提供了理论基础与参考。     

液压储能在风力发电储能中的应用

风力发电系统为实现系统稳定和持续供电,必须配备合适的储能装置.因此提出以下设想:将风能首先转化为液压能,并以液压蓄能器作为储能装置.不但可以实现系统的稳定和持续供电,还可以将发电机等设备降至地面,大大节约塔架的建造成本和风机的维护费用,并实现通过液压调速回路稳定电压.在上述设想的基础上,设计了一套实验模型,针对液压储能的系统效率和稳压效果进行仿真分析,结果表明:液压系统效率为72.9%,发电电压波动幅度小于0.83%,效率和稳压效果都能满足要求.     

低谷电驱动双级耦合热泵蓄能空调系统优化

针对寒冷地区周边无热网且环境要求较高的建筑对象,提出了利用低谷电驱动的空气源双级耦合热泵蓄能空调系统,介绍了系统的组成和运行原理,分析确定了系统优化目标变量,建立了系统优化数学模型,针对126m2某办公建筑,研究了热泵容量和关闭温度对经济性的影响规律,结果表明:在乌鲁木齐的气候条件下,热泵的最优关闭温度为-20℃,额定制热量为8k W,系统全年平均COP为1.71,系统全年运行费用仅较集中供热和分体空调方案高4%,表明该系统具有一定的应用可行性。