基于改进深度确定性策略梯度算法的微电网能量优化调度

针对微电网中分布式发电设备存在输出不确定性和间歇性问题，以及传统的深度确定性策略梯度算法存在收敛速度慢、鲁棒性差、容易陷入局部最优的缺点。本文提出了一种基于优先经验回放的深度确定性策略梯度算法，以微电网系统运行成本最低为目标，实现微电网的能量优化调度。首先，采用马尔可夫决策过程对微电网优化问题进行建模；其次，采用Sumtree结构的优先经验回放池提升样本利用效率，并且应用重要性采样来改善状态分布对收敛结果的影响。最后，本文利用真实的电力数据进行仿真验证，结果表明，提出的优化调度算法可以有效地学习到使微电网系统经济成本最低的运行策略，所提出的算法总运行时间比传统算法缩短了7.25%,运行成本降低了31.5%。     

能源互联微网需求侧气电协同优化策略

能源互联网是社会发展和能源革命的产物。为对能源进行合理规划利用,提高能源互联微网系统的经济效益,文章给出了能源互联微网的基本框架,阐述了简单优化原理,构建了一种适用于能源互联微网气电网络规划的协同优化策略模型。将所提出的策略与权重改进的粒子群算法相结合应用于我国某典型能源互联微网系统中,结果表明通过对系统设备的装机数量、实际投入机组数量、出力效率进行调度优化,可达到降低系统成本的目的,提高系统的经济性。     

含电-热-冷-气负荷的园区综合能源系统经济优化调度研究

综合能源系统是实现各能源系统间有机协调优化的重要途径。剖析电-热-冷-气4个子系统,构建以建设运行总成本为目标的园区综合能源系统经济优化调度模型;其次,利用非线性问题处理办法将所构建的调度模型转化为混合整数规划问题;最后,基于子系统独立运行和耦合调度的2种场景,结合分时电价调用混合整数规划软件对模型进行求解。结果显示,相对于独立运行方式,各子系统耦合调度运行能够灵活组合各能源转换设备,大大降低系统外部购能和系统总成本。     

基于多能互补的综合能源微网优化调度方法研究

针对综合能源系统优化运行方法进行研究,首先,构建了包含多种能源和装置的综合能源微网系统;其次,以系统的运行成本为目标函数,以多种能源和装置的数学关系为约束条件,建立了系统的优化运行模型,并介绍了用于求解运行模型的遗传算法;最后,对提出的优化模型进行了仿真分析,验证了模型的可行性.     

基于深度确定性策略梯度的主动配电网有功-无功协调优化调度

为了实现主动配电网(active distribution network, ADN)的有功-无功资源协调控制,提高配电系统供电可靠性及经济性,提出一种基于深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient, DDPG)的ADN有功-无功协调优化调度策略。首先,在避免电压和潮流越限的情况下,以ADN日运行成本最小为目标,计及可投切电容器组、有载调压变压器、微型燃气轮机和能量储存系统构建ADN有功-无功协调调度模型。其次,将ADN实时调度问题转化成马尔科夫决策过程,并定义系统的状态空间、动作空间及奖励函数。然后,为提升深度确定性策略梯度的离线训练速度和奖励回报,在算法中加入优先经验回放(priority experience replay, PER)机制,并搭建了基于优先经验回放机制的深度确定性策略梯度(PER-DDPG)ADN在线调度框架。最后,在修改的IEEE-34节点配电系统上进行仿真,算例结果表明,PER-DDPG方法通过高效的经验学习,能够为ADN提供安全、经济的调度策略。     

基于深度强化学习的综合能源系统动态经济调度

综合能源系统的优化调度对于实现系统的多能互补和经济运行具有重要意义.然而,系统中可再生能源的间歇性以及用户用能需求的不确定性造成了系统中供需双方的随机波动,传统的调度方法难以准确地适应实际环境的动态变化.针对这一问题,提出了一种考虑可再生能源和负荷时变特性的综合能源系统动态经济调度方法.首先对综合能源系统动态经济调度问...     

基于深度确定性策略梯度算法的风光储系统联合调度策略

针对风光储联合系统的调度问题,提出了一种基于深度强化学习的风光储系统联合调度模型。首先,以计划跟踪、弃风弃光以及储能运行成本最小为目标,建立了充分考虑风光储各个场站约束下的联合调度模型。然后,定义该调度模型在强化学习框架下的系统状态变量、动作变量以及奖励函数等,引入了深度确定性策略梯度算法,利用其环境交互、策略探索的机制,学习风光储系统的联合调度策略,以实现对联合系统功率跟踪,减少弃风弃光以及储能充放电。最后,借用西北某地区风电、光伏、跟踪计划的历史数据对模型进行了训练和算例分析,结果表明所提方法可以较好地适应不同时期的风光变化,得到在给定风光下联合系统的调度策略。     

考虑电转气精细化模型的气电联合微网日前优化调度

针对目前电转气系统运行过程中能耗大、效率低以及调度结果与实际运行过程存在较大偏差等问题,将电转气过程精细化为电转氢和氢气甲烷化两个环节,根据甲烷化启停过程的耗时耗能特性构建了甲烷化环节启动模型和运行模型.然后将电转气精细化模型应用于气电联合微网,建立以运行成本最小为目标的微网日前优化调度模型,并运用遗传算法求解.仿真结...     

计及碳成本的电-气-热-氢综合能源系统经济运行策略

为构建低碳可持续能源系统,推动我国未来能源系统转型,文章聚焦能源系统中低碳与清洁,建立了考虑经济与碳排放的电-气-热-氢综合能源系统日前调度模型。首先,在综合能源系统网络中,考虑负荷不确定性建立了电网潮流模型以及热网、气网的动态潮流模型。在能量转换设备中考虑到氢能的清洁、高效、安全等优点,引入电转氢(power to hydrogen, P2H)设备和氢储能设备。考虑到燃气轮机、燃料电池等余热浪费,引入有机朗肯循环(organic Rankine cycle, ORC)余热发电将剩余热能转化为电能,提高能源利用效率。其次,考虑以系统运行成本和环境成本为目标函数,给出电-气-热-氢的综合能源系统最优运行调度方案。最后针对多种优化运行模式进行仿真分析,结果表明,文章提出的电-气-热-氢综合能源系统优化运行策略能够有效保证运行的经济性和环保性。     

基于一致性原理和梯度下降法的微电网完全分布式优化调度

针对基于经典一致性算法的微电网优化调度中存在需要集中处理器对可控单元进行信息采集并做求和处理等问题,提出一种基于一致性原理和梯度下降法的完全分布式优化调度策略。该算法的一致性原理由一致项和调整项两部分组成。其中,一致项选择增量成本作为一致性算法的状态变量进行迭代计算,调整项根据功率偏差进行修正,使其满足约束条件。通过将梯度下降法和一致性原理相结合,实现微电网发电成本的优化并提高收敛速度。并且通过可控单元与相邻可控单元之间局部信息交互更新参数,应对拓扑结构的灵活变化。最后基于IEEE-14节点系统和IEEE-39节点系统仿真验证所提方法的有效性和可行性。     

基于CVaR量化不确定性的微电网优化调度研究

分布式可再生能源(Distributed Energy Resources,DER)以微电网的形式大规模并网,其稳定运行面临着挑战.针对微电网中可再生能源出力的不确定性及调控过程中柔性负荷调整量过大可能会使用户满意度下降的问题,建立了考虑DER出力不确定性和计及用户满意度的日前优化调度模型.首先,采用基于条件风险价值(...     

基于能源集线器的区域综合能源系统分层优化调度

针对时变电价且运行方法灵活的中小型区域综合能源系统,提出一种基于能源集线器的分层优化模型。研究区域综合能源系统耦合关系和热电比可调机理,建立能源集线器扩展模型。计及包括用能替代的综合需求侧响应,以综合用能成本较低和用能能效较高为目标建立双层优化模型,采用Lagrange乘子法将下层目标KKT条件作为上层优化的可行性度量进行求解。对于具体ICES网络拓扑,考虑能量连接器的动态过程并计算混合潮流,选取电/热/气网运行状态评价指标,对多目标问题进行Pareto决策面搜索,应用模糊综合决策方法在机组分配方案中择优。算例验证了所提方法的有效性。     

包含蓄电池储能的微网实时能量优化调度

提出一种包含蓄电池储能的微网实时能量优化调度方法。该方法将全天24 h划分为峰、平、谷3种时段,在实时调度时,根据当前调度时刻所处的不同时段和蓄电池荷电状态所处的不同范围,采用不同的运行调度策略,同时以各微电源的有功输出与无功输出作为优化变量建立能量优化模型,设计了蓄电池放电罚函数并计入能量优化模型的目标函数中,可确保蓄电池随时维持一定的储能量以便在非计划孤网突然发生时为微网提供紧急功率支撑。该方法不仅可实现微网的可靠、经济运行,还有助于对主网进行"削峰填谷"。算例分析验证了所提方法的有效性。     

综合能源微电网管理系统优化调度及能耗模式研究

综合能源微电网的高效运行不仅能提高能源利用率,同时也促进可再生清洁能源产业化和规模化的发展,实现能源系统的多能互补与相互协同。以华北电力大学扬中智能电气研究中心的综合楼为实际应用实例,以当地的地理位置、气候条件及环境状况等因素作为根据,分析研究中心综合能源微电网管理系统结构、电气并网情况;建立光伏发电系统模型和能量优化调度模型;并通过综合能源微电网系统监测管理平台分析了研究中心的电力能耗模式和用户用电行为特征,以实现更好的能源管理。综合能源微电网管理系统可节约用户的日常购电成本,其电力能耗在线监测管理平台可建立科学规范的能耗统计工作体系,促进电力能耗监测管理的智能化。     

电-气互联综合能源系统安全分析与优化控制研究综述

综合能源系统为提高能源利用效率、多能互补及构建低碳可持续能源系统奠定了基础,然而值得注意的是,深度耦合的多能源系统亦面临着不可忽视的运行风险,尤其当耦合系统之间缺乏有效的协同安全控制策略。鉴于此,综述了电-气互联综合能源系统安全分析与优化控制研究,介绍了电-气互联综合能源系统稳态与暂态潮流模型,包括非线性、线性及凸松弛模型;介绍了电-气互联综合能源系统安全分析研究,包括状态估计、安全评估、可靠性分析及韧性分析;介绍了电-气互联综合能源系统优化控制研究,提出了多时段滚动预防与校正控制模型;展望了电-气互联综合能源系统安全分析与优化控制未来可深入研究的方向。     

计及需求侧管理的多电-气互联综合能源系统分散协调调度

针对电、气、热相耦合的多电-气互联综合能源系统(IEGES),将高渗透率区域和低渗透率区域作为不同的利益主体,提出一种考虑日前联络线调度计划的多IEGES分散协调调度模型。在对各区域内热电解耦热电联产机组(CHP)等元件建模的基础上,引入考虑用户满意度的需求侧管理,以经济环境效益为目标,采用目标级联分析法——将单个全局变量联络线功率分解为2个局部变量,再代入各自区域内优化元件出力计划,进行求解。在一个含3个IEGES的综合系统中对所提模型进行仿真实验,验证了所建模型和求解方法的合理性与有效性。结果表明:联络线电量交互、需求侧管理和热电解耦CHP的协调配合增强了整个系统时空源荷匹配,在经济、环境和风电消纳等方面也更具优势;基于目标级联分析法的分散协调调度更适合于未来电力市场开放环境下的多IEGES分区自治优化。     

基于CVaR理论的综合能源系统经济优化调度

为解决综合能源系统(IES)中供需双侧不确定因素对运行调度带来的风险问题,将CVaR理论引入IES运行调度问题,提出一种计及风、光出力和电、热负荷不确定性的IES经济调度模型。该模型以IES运行风险费用最小为目标函数,综合考虑电力网络、天然气管网、热力管网以及机组出力等多种约束条件。运用双层优化的思想将上述模型进行转化,采用快速粒子群优化算法和内点法进行求解。通过算例分析置信水平、多能流约束和单位功率调整费用对运行费用的影响,验证了CVaR理论在IES经济调度中的有效性。     

考虑风电随机性的微网多时间尺度能量优化调度

提出了考虑风电随机性的微网多时间尺度能量优化调度模型,实现了微网日前调度计划和实时调整之间的协调优化调度。该模型的日前调度部分以微网经济运行为目标,考虑风电出力的随机性,利用多场景方法提高了微网适应风电出力随机性的灵活性。在实时运行调整环节,利用响应速度较快的可控负荷消纳风电出力波动,使微网和外部电网的功率交换遵循日前调度计划,保证日前调度计划的有效性。该多时间尺度调度模型通过优化协调各种设备的运行,实现微网经济运行的同时,很好地消纳了风电随机性给外部电网带来的影响,实现了含风力发电微网对外部电网的可调度性。算例仿真验证了该模型的有效性。     

基于气网动态精细化建模的区域电-气综合能源系统机会约束最优能流计算

随着国家能源转型和“双碳”目标的逐步实施,燃气发电在我国电力系统装机中占比不断提高,日益密切的电、气耦合关系使电-气综合能源系统受到更多关注。为此,研究了考虑气网动态精细化建模对含出力不确定的分布式新能源发电的区域电-气综合能源系统运行策略的影响。提出考虑管道气流方向灵活可变的气网动态复频域建模方法,提升了电-气最优能流的计算精度;采用机会约束建立分布式新能源发电不确定性对电网和气网运行影响的模型;算例测试结果表明气网动态精细化模型可有效提升区域电-气综合能源系统对运行不确定性的应对能力。