含风/光/柴/蓄及海水淡化负荷的微电网容量优化配置

多种能源互补的微电网供电模式,是解决未来海岛供电问题的有效途径之一。根据海岛用水需求及海水淡化系统的特点,综合考虑系统运行的经济性及环境效益,提出了协调海水淡化负荷、蓄电池及柴油发电机运行的功率分配策略。在此基础上,提出了含风/光/柴/蓄及海水淡化负荷的微电网多目标容量优化配置模型,建立了含系统投资运行成本和可再生能源利用比例的目标函数,构造了考虑微网、储能及柴机运行特点的约束条件,并采用自适应多目标差分进化算法进行求解。最后,以某地区海岛微电网为实例,通过建模、求解及分析,结果验证了所提优化配置方法的有效性,为海岛微电网的规划设计提供了理论依据和技术支撑。     

含可再生能源的独立微电网优化配置研究

采用含风、光等可再生能源的独立微电网供电是解决偏远地区和海岛用电难问题的有效手段之一。以某海岛为例,对含可再生能源的独立微电网系统进行系统配置优化计算,对不同配置组合以及影响系统配置和运行参数的因素进行分析,得出独立微电网系统设计的关键因子及其具体影响,为独立微电网系统初期设计提供了有益的指导和参考。     

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。     

独立运行微电网电源优化配置模型的对比分析

降低系统经济成本,提高供电可靠性,改善系统环保性能是微电网电源优化配置追求的目标。论述了独立运行风/光/柴/蓄微电网的基本结构和电源发电模型。以系统等年值费用最低为经济性优化目标,对可靠性和环保性采用约束条件或纳入经济性优化目标的方式分别建立了4种类型的综合经济性、可靠性和环保性的多目标优化模型。以年风速、气温、光辐射强度等资源情况,以及负荷水平作为输入,采用粒子群自适应算法对优化模型求解得到风/光/柴/蓄微电网电源的优化配置方案。对比分析算例系统在4种优化模型下配置方案的区别及其原因。通过灵敏度分析得到环保性和可靠性合理的考虑方式,为今后的相关研究和工程设计提供参考。     

独立风/光/储混合微电网多目标电源容量优化配置

海岛和偏远地区远离大电网,但可再生能源丰富,采用含风力、光伏等可再生能源的独立微电网供电是解决其电力紧缺的重要手段。为了充分利用可再生能源及更好地满足海岛和偏远地区电力用户需求,提出独立风/光/储微电网电源容量配置的多目标优化模型,该模型以电源总成本、负荷缺电率、电能浪费率、风/光输出功率波动率4个指标最小为目标函数,并采用具有自适应交叉和变异操作的改进遗传算法进行求解。对某海岛独立微电网,考虑了单峰和多峰2种日负荷特性校验所提出模型和方法的有效性。仿真结果表明:采用该方法可获得多个可行优化方案,便于决策者根据实际规划目标需要进行选择;当负荷缺电率降低时,电源总成本、能量浪费倍率和风/光输出功率波动率均增大;在负荷缺电率相同的情况下,用该方法获得的方案在电能浪费率和风/光输出功率波动率方面均优于HOMER软件配置方案。     

计及小水电收益的微电网优化配置策略

微电网容量的优化配置通常是在满足负荷要求的条件下控制微电网的综合运行成本最小,但只按负荷需求进行容量配置会造成资源得不到充分利用,微电网收益得不到保障。针对提高新能源丰富地区的微电网收益问题,提出了计及小水电收益的微电网容量优化配置策略,在保证微电网系统能满足独立运行的条件下,考虑可调节式小水电的调节能力和能源互补效应,以系统收益最大为优化目标,微源最大装机容量、小水电蓄水库水量要求以及蓄电池充放电功率限制等为约束条件,建立微电网的容量优化配置模型,通过仿真算例验证了优化策略可以减少蓄电池的配置容量,提高微电网的经济收益;提出互补度评价指标,通过不同算例的互补度对比,可以证明风、光、水能的互补性有利于减少系统的储能配置容量。     

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.     

基于多应用场景独立微电网储能系统优化配置

含风、光、储的独立微电网,科学配置合理的储能容量,能满足负荷供电需求,保证系统安全稳定运行。针对三种具有代表性的应用场景,分别提出了储能系统配置评价指标;以储能系统全寿命周期费用最优为优化目标,计及系统运行要求及蓄电池设备的特性约束,建立了孤网运行的微电网蓄电池储能系统的优化配置模型,并采用改进的粒子群算法进行求解;在容量配置的基础上,探讨了储能系统拓扑结构优化的方法。编写了优化设计软件并进行算例验证。     

基于季节性负载缺电概率比的独立微电网容量优化配置

供电可靠性和经济性是独立微电网系统容量优化配置中的关键问题,需要结合当地的天气状况和自然资源对微电网系统的容量进行优化设计,选取最优的容量配置方案.提出一种基于季节性负载缺电概率比的独立微电网系统容量优化配置方法,该方法考虑可再生能源季节性分布特点,在全年负载缺电率基础上引入季节性负载缺电概率比,并将其作为供电可靠性约束条件,以微电网系统年度平均成本最小为优化目标,利用遗传算法求解各发电单元的最优容量配置.结果表明,引入季节性负载缺电概率比后,系统根据可再生能源季节性分布特点进行最优配置,提高了微电网系统供电的可靠性,可以为含风光柴储的独立微电网容量优化配置提供参考.     

基于改进FPA-LHS算法的并网型微电网容量优化配置研究

随着分布式电源的迅猛发展,微电网逐步成为了能源供应的重要方式。而风能和太阳能受环境影响较大,具有出力不稳定的特点,并网后会对电力系统的稳定运行造成影响,因此对并网型风/光/储微电网的容量进行优化配置成为了微电网规划的研究热点。为此,首先选取磷酸铁锂电池为储能装置,构建了风/光/储微电网的出力模型;然后以最小系统年等额成本、最小系统年碳排放总额和最小系统外购电比例为优化目标,建立了并网型风/光/储微电网容量的多目标优化模型;随后对FPA-LHS算法进行改进,并运用改进FPA-LHS算法对多目标优化模型进行求解,得到了优化后的配置方案;最后通过与其他优化算法的计算结果进行对比,验证了改进FPA-LHS算法的有效性。     

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。     

考虑源-荷不确定性的水风柴微电网优化配置

水、风资源和负荷不确定性影响微电网配置方案的经济性和鲁棒性。文中提出一种考虑源-荷不确定性的并网型水/风/柴微电网双层优化规划模型。上层优化为微电网电源容量优化配置模型;下层优化为考虑了小水电、小风电及负荷功率不确定性的微电网优化运行模型,并利用Seng-Cheol Kang提出的鲁棒线性优化理论(SCK型鲁棒线性优化)将不确定性模型转化为确定性模型。然后,结合含精英策略的快速非支配性排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)和混合整数线性规划(MILP)求解微电网的多目标优化配置问题。最后,以韶关地区某实际配电系统为例进行仿真验证,结果表明该模型不仅提高了微电网的鲁棒性,而且保证了配置方案的经济性及供电可靠性。     

基于能量枢纽的沼–风–光综合能源系统双层协同优化配置

针对沼-风-光乡村综合能源系统协同优化问题,构建了综合能源系统能量枢纽模型,并提出沼-风-光综合能源系统配置-运行协同优化双层规划模型,上层以年化总成本最小和碳排放量最小为目标,采用NSGA-II算法获取配置方案Pareto最优解集;下层以运行成本（包括碳排放成本）最小为目标获取最优运行方案,引入启发性规则,排除上层输入配置方案可能存在的设备冗余,加速上层优化配置。通过对福建某乡村沼-风-光综合能源系统进行算例验证,结果证明了所提优化配置和运行方案的多元性和优越性。     

基于改进NSGA-Ⅲ的微电网储能优化配置

为提升微电网运行可靠性及可再生能源消纳率,提出一种基于改进NSGA-Ⅲ的储能系统容量优化配置方法。首先,基于风-光-储微电网结构分析,建立储能配置双层优化模型,上层考虑储能系统投资成本,下层考虑储能系统接入后的微电网实际运行情况。其次,采用近邻聚类传播算法对可再生能源出力与负荷数据进行分析,并引入净负荷标准差指标,实现典型日数据提取。然后,针对所提多目标优化模型,提出一种基于差分进化选择策略的改进NSGA-Ⅲ算法。最后,结合典型日提取数据进行仿真分析,结果验证了所提模型与算法的有效性。     

基于运行模式与运行指标综合评价的直流微电网优化配置

以低压直流微电网为对象,研究了其容量优化配置方法。针对直流微电网需要采用并网变换器与电网连接的特点,考虑并网变换器容量限制和上网电价等因素,以系统投资费用、运行和维护费用最低为运行目标,同时设置蓄电池荷电状态、负载失电率、系统能量过剩率以及可再生能源利用率等约束条件,利用粒子群优化算法对系统的最优配置进行求解。在分析直流微电网运行方案的基础上,提出基于系统离网运行、并网运行及离并网切换运行3种情形的优化配置方法。考察不同负载失电率和可再生能源利用率下的系统等年投资与维护费用变化趋势,同时利用优化配置结果对系统运行模式进行验证。最后对不同运行模式与不同运行指标下的优化配置结果进行对比和分析。     

基于ACPSO算法的独立微电网优化配置研究

在独立微电网的规划中,在确保满足负荷用电需求并考虑环保性的基础上,对系统容量的优化配置具有重要经济意义。为研究独立微电网容量优化配置的有效方法,以系统运行成本、可再生能源供电比例以及系统功率平滑度为目标,建立独立微电网容量优化配置模型。在子目标权重系数的求取中,结合适应度离差排序法和模糊层次分析法提出了一种权系数综合分析法。最后,采用自适应混沌粒子群算法求取最优解。以某地区示范工程为例,仿真和实验结果表明,使用所提方法优化配置系统容量取得了良好的经济性,可节约成本18.265万元。为独立微电网的容量规划提供了有效方法。     

氢电综合能源供应微电网的优化调度

利用可再生能源进行制氢和供电是提高微电网经济效益的手段之一。对氢电综合能源供应微电网进行优化调度,可提高系统供能可靠性和可再生能源利用率。建立了氢电综合能源供应微电网的系统结构,利用可再生能源电解水制氢供应氢负荷需求,通过储氢罐存储剩余氢能,采用燃料电池补充电负荷的不足。分析了可再生能源和负荷变化下的微电网运行模式,提出了保证供能可靠性的微电网综合协调调度策略。建立了以系统运行收益最大化为目标函数以及负荷失电和失氢率、弃风与弃光率等为约束条件的微电网优化调度模型。案例分析表明,提出的优化调度方法能够实现氢和电负荷的可靠供应,微电网可以获得较高的收益,同时可再生能源的利用率得到提高。     

独立微电网多类灵活性资源优化配置

为提高含高比例可再生能源的独立微电网适应源-荷不确定性的能力,需对多类灵活性资源进行优化配置,为此提出一种独立微电网多类灵活性资源优化配置方法。首先,依据源-荷不确定性概率模型生成随机场景,将净负荷场景功率特征分析和概率统计方法与模糊聚类法相结合,划分负荷响应的峰、平、谷时段。接着,构建灵活性资源配置的双层优化模型,其上层目标为最大化经济效益,下层目标为最小化运行风险,并采用模式搜索算法和CPLEX求解双层优化模型。仿真结果表明采用本文所提出的负荷响应时段划分方法能更好地平抑独立微电网功率波动降低容量配置成本,且提出的优化方法相较传统基于罚函数的优化方法能提高灵活性资源配置的经济效益。     

考虑储能调度的可再生能源独立微电网电源规划

可再生能源发电的随机性以及储能调度的时序性,是对微电网电源规划的最大挑战,文章研究独立微电网中风/光/储能和可控电源的组合优化规划方法。以风电和光伏的历史数据挖掘为基础,建立马尔科夫链-蒙特卡洛模型,模拟风电和光伏出力时间序列;文中提出一种能够有效模拟源/储/荷日级调节行为,计算简单的运行调度策略,从而大幅降低了微电网长期运行模拟的计算量,构建了综合考虑可靠性和经济性的独立微电网电源优化配置模型,采用启发式搜索与自适应惯性权重粒子群算法相结合的电源优化配置求解算法进行求解,并以巴基斯坦某社区型独立微电网作为算例验证了所提模型和算法的有效性。     

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。