基于不同商业运营模式的分布式电源/微电网综合效益评价方法

鉴于近年来光伏的迅速发展,以及分布式电源及微电网项目面临的成本及运营问题,建立基于不同分布式电源/微电网并网方式和不同商业运营模式的项目综合效益评价模型,提出分布式发电/微电网项目的综合效益分析流程图,并进行实际工程的算例分析。该方法弥补了分布式发电经济性分析较为粗犷的缺点,考虑全寿命周期内项目的收益和成本,综合考虑复杂电价体系下采用不同运营主体的收益,以及初始投资、运行维护、投资回收期等成本因素对分布式发电项目经济性的影响,并优选出最优的运营模式。实证分析结果表明,该方法在分布式发电项目经济性评价中是有效的且准确的。结果表明采用由分布式发电商进行电源投资,由电网企业负责用户配电网或微电网的运行、维护和售电的运营模式是盈利水平最高的运营模式。     

余电上网/制氢方式下微电网系统全生命周期经济性评估

为全面评估微电网系统不同运营方式下的经济性,从全社会角度出发,综合分析余电上网和余电制氢2种运营方式下微电网系统的成本和效益.考虑到不同类型、不同容量的分布式电源对微网系统各方面性能的影响,首先对微电网中的分布式电源定容问题进行研究.在满足具体约束的前提下,以全生命周期综合收益最大为目标函数,建立微电网系统双层优化模型.该双层优化模型上层优化采用自适应粒子群算法求解系统最优配置,下层优化采用CPLEX求解器求解上层配置方案下的最优调度方案.在此基础上,运用所建全寿命周期经济性评估模型,对具体算例最优配置下各成本和收益以及自平衡率进行对比分析,并得出余电制氢计划这一运营方式更具经济性的结论.     

计及可入网电动汽车的微电网电源优化配置

计及可入网电动汽车(plug-in electric vehicle,PEV)、微电网中多种分布式电源(distributed generation,DG)输出功率的不确定性,综合考虑了DG投资、运维等成本,以及微电网带来的节能、降损、减少用户停电损失收益等因素,进行微电网电源的优化配置。PEV接入微电网后,可以根据微电网的实际运行情况作为储能装置补充原有储能元件,从而减少储能元件容量,提高微电网的经济性。从PEV参与微电网运行调度出发,建立计及PEV的微电网电源优化配置模型。算例结果表明,该模型最优解可以确保投资的最佳经济性,获得较大社会经济收益,为含PEV的微电网电源优化配置提供理论依据。     

计及停电损失的风-柴-储系统优化配置

针对风-柴-储型独立微电网中分布式电源规划问题,搭建一种缺额电量分段式停电损失费用计算模型。综合考虑投资成本、运行成本、维护成本以及停电损失费用,建立了一种适用计及停电损失费用的风-柴-储型独立微电网分布式电源优化配置模型,以风力发电机、柴油发电机、储能装置安装数量等为优化变量,并考虑风力发电机约束、柴油发电机及储能装置运行约束,采用粒子群算法对所建立线性模型进行求解。结果表明,所建模型能够同时兼顾经济性与供电可靠性。最后,分析了柴油发电机燃料成本对独立运行微电网分布式电源配置的影响。     

考虑配电可靠性的分布式电源投资策略研究

合理的分布式电源选址定容可以有效地降低配电网的线路投资和损耗成本,提高含分布式发电的配网系统运行的安全性、可靠性和经济性。结合技术和经济指标,介绍了分布式电源投资的方法,考虑了最优电力潮流(optimal power flow,OPF)、停电成本期望和配电网可靠性,阐述了分布式发电对可靠性指标的影响,并以IEEE-RBTS BUS4的测试系统为例,对各个节点的停电成本、分布式发电容量与配电网可靠性及收益之间的关系进行模拟。研究结果表明,文章提出的分布式电源投资方法,可为投资者选取分布式电源规模和位置提供依据,降低配电网运营成本,提高配电网的供电可靠性。     

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。     

基于博弈论的配电网中多级微电网优化配置分析

随着分布式发电和微电网技术的发展,未来配电网中将分布着多种规模不同的微电网系统,投资主体也将呈现多样化趋势,为配电网规划设计带来巨大挑战。文中探讨了配电网中的多级微电网结构,选取用户、以能源服务公司为代表的投资开发商和电力公司为参与者,分析了不同投资主体的利益关系,综合考虑分布式电源投资费用、购售电费用、补贴、环保收益、供电可靠性收益等因素,建立了基于不同投资主体的经济模型。结合博弈分析方法,提出了一种基于博弈论的配电网中多级微电网优化配置模型。从经济性角度,以光蓄微电网为例,探讨分析了竞争博弈模式下不同投资主体的优化配置方案,为未来配电网中微电网的设计和建设提供了参考。     

投资开放模式下基于全寿命周期分析的离网型微网投资与优化

从离网型微网在多市场主体参与下可能存在的投资模式展开分析,通过考虑分布式电源全寿命周期内的初始投资、运行维护、设备替换等成本因素和综合收益情况,建立不同投资模式下的离网型微网的全寿命周期成本效益评估模型,并提出了一个基于非合作博弈的最优反应函数法,以求解在投资开放模式下多主体的最佳投资策略,并以一个实际的海岛微网示范项目为例进行了验证分析,以期对微网系统的投资及运营提供参考借鉴。     

基于细菌觅食算法的热电联产微电网经济环保优化调度

热电联产(CHP)系统具有高效、环保和经济等特点,能提高一次能源的利用率,具有良好的发展前景和应用价值。针对由光伏发电、风力发电、燃料电池、微型燃气轮机、辅助锅炉、蓄电池和热储能系统,以及热电负荷构成的热电联供型微电网系统,建立一个热电联产微电网模型。该模型考虑各种分布式电源的发电成本、环境成本和微电网设备维护成本,在满足微电网运行约束条件的基础上,优化微电网内不同分布式电源和储能系统的功率输出,使系统的总运行成本最小。从经济和环保方面分析了微电网的优化运行特性,针对发电成本和排放成本的不同权重,采用细菌觅食优化算法(BFOA)对模型进行求解,通过算例验证了数学模型与优化算法的正确性与可行性。     

基于智能单粒子算法的微电网经济调度

为充分消纳可再生能源,以分时电价为杠杆,通过经济调度手段,对微电网内分布式发电资源进行优化配置。在综合考虑各类分布式电源发电成本和环境成本的基础上,计及热电联供收益、电能交易收益、电价补贴等多项运行收益,建立微电网多目标经济函数。考虑储能系统在不同时间断面上的耦合性问题以及时移特性,结合分时电价、净负荷曲线进行预调度。考虑微电网实时调度的快速性要求,运用智能单粒子算法搜索调度变量的最优解,并与常规粒子群算法进行对比。算例分析了基于冬季典型日数据的微电网调度方案和各项经济指标,结果表明微电网调度模型、调度策略和优化算法合理有效。     

基于净效益最大化的微电网电源优化配置

从成本效益分析角度,提出了基于净效益最大化的微电网电源优化配置模型。综合考虑电源投资、运行和维护、燃料购买等成本,以及节能、减排、降损、改善可靠性和延缓电网投资等效益,建立微电网年化净效益计算模型。以年化净效益为目标函数,计及储能单元充放电、微电网全年孤岛运行的充裕性、碳排放等约束条件,建立优化模型,并采用遗传算法进行求解。结果表明：该模型得到的电源配置方案能够取得较大社会经济效益,确保投资的最佳经济性,为微电网的规划和建设提供理论依据。     

面向不同投资主体的分布式光伏运营策略研究

为解决不同运营模式的可行性和经济性问题,提高分布式光伏发电综合效益,研究了面向不同投资主体的分布式光伏运营策略。首先建立了分布式光伏的全寿命周期成本/效益模型,然后选取用户和能源投资商两种典型的投资主体,分别建立了业主运营、委外运营和合作运营3种模式下的经济性评估模型,重点研究投资主体、用户和第三方运营公司等利益主体的经济效益,通过敏感性分析确定分布式光伏的最优运营策略,并给出了最低电价补贴。算例结果表明,分布式光伏在不同运营模式下均有较好的投资回报;能源投资商为投资主体时,分布式光伏整体效益更大,利益相关者更多,最低电价补贴更小。     

基于全寿命周期理论的微电网优化配置

本文基于全寿命周期理论,提出了微电网项目全寿命周期框架下的优化配置模型。综合考虑微电网初始投资、运行维护及故障、折旧成本,以及供能、节能环保收益,建立了微电网全寿命周期内的净现值收入计算模型。以全寿命周期内的净现值收入为目标函数,计及分布式电源出力、储能充放电、运行电压和频率、供电可靠性、与主网交换功率等约束条件,建立优化配置模型,并采用粒子群算法进行求解。结果表明:与传统的优化配置方法相比,该方法得到的优化配置方案,能够实现微电网在全寿命周期内的净收益最优,确保投资的最佳经济性,为微电网工程规划和建设提供指导,促进其市场化、产业化发展。     

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。     

电网公司投资分布式光伏发电系统的典型运营模式分析

针对电网公司投资运营分布式光伏发电的典型模式进行了分析。依据现行能源与电力政策,系统总结和分析了分布式光伏发电项目可行的商业运营模式及其收益来源,提出了"自发自用、余量上网"、"全额上网"、"市场化交易"等模式下预期成本和收益计算方法。以贵州省典型参数为例进行了量化分析,得到了分布式光伏发电在各种典型模式下的初始成本、年收益、静态投资回收期等,并对分布式光伏发电系统的单位典型造价、项目所在地的光伏发电年利用小时数、光伏发电补贴、用户电价等对项目经济性的影响进行了分析。     

基于ICA和NSGA-Ⅱ组合算法的微电网优化调度

为了提高微电网运行的经济性,提出了一种基于ICA和NSGA-Ⅱ组合算法的微电网优化调度方法。首先对含有多种分布式电源的微电网结构进行分析;然后通过ICA算法筛选对微电网运行经济性影响较大的因素,并建立相关目标函数和约束条件;接着结合改进NSGA-Ⅱ算法建立优化调度模型;最后利用该组合算法对含多种分布式电源的微电网进行优化调度仿真分析。其结果表明：基于ICA和NSGA-Ⅱ组合算法的后期搜索能力强,且收敛速度快。通过该算法得到微电网经济运行成本值仅为1 120.2元/天,比PSO算法和FPA算法分别少了150.5元/天和733元/天,并且其收敛速度比PSO算法快28%。此外,通过组合算法得到的微电网优化调度能够有效调节系统内分布式电源输出功率,使得系统功率分配更合理。当电网售电价高和负荷大时,充分利用分布式电源发电以降低购电成本,起到削峰填谷的效果,使系统运行的经济性达到最佳。     

计及综合效益的虚拟同步化微电网二次调频策略

为解决传统微电网调频策略过于依赖微电网中央控制器,响应速度慢,可靠性及经济性差等问题,该文在虚拟同步机控制技术及其调频特性的基础上,提出一种综合考虑电源虚拟同步机发电成本及负荷虚拟同步机用电收益的虚拟同步化微电网二次调频策略。该策略以微电网二次调频的综合效益为目标,通过源、荷、储虚拟同步机相邻控制器间的稀疏通信,采用分布式计算,得到虚拟同步变换器的有功参数最优参考值,从而实现了计及综合运行成本的频率最优调节。基于MATLAB/Simulink平台搭建了具有不同运行成本单元的虚拟同步化微电网模型,通过仿真及硬件在环实验,验证所提二次调频策略的有效性,与传统经济调频策略相比的优越性以及并网时对主网的频率支撑作用。     

考虑需求响应和碳排放额度的微电网分层优化调度

针对目前并网型微电网实现资源协同优化,提高微电网运行的经济性与环保水平,建立了考虑需求响应和碳排放额度的微电网分层优化调度模型。在微电网负荷侧考虑分时电价和新能源消纳来优化负荷曲线,并采用多重指标对优化方案进行评价,在微电网发电侧考虑碳排放限额,对微电网内部分布式电源进行优化调度以实现微电网综合运行成本最低的目标。采用混沌粒子群算法（chaosparticleswarmoptimization,CPSO）求解该优化问题,通过算例仿真分析了柔性负荷占比0%、10%、20%和不同碳排放量额度约束下的优化结果,验证了模型与算法的有效性。     

考虑需求响应和碳排放额度的微电网分层优化调度

针对目前并网型微电网实现资源协同优化,提高微电网运行的经济性与环保水平,建立了考虑需求响应和碳排放额度的微电网分层优化调度模型。在微电网负荷侧考虑分时电价和新能源消纳来优化负荷曲线,并采用多重指标对优化方案进行评价,在微电网发电侧考虑碳排放限额,对微电网内部分布式电源进行优化调度以实现微电网综合运行成本最低的目标。采用混沌粒子群算法（chaos particle swarm optimi-zation, CPSO）求解该优化问题,通过算例仿真分析了柔性负荷占比0%、10%、20%和不同碳排放量额度约束下的优化结果,验证了模型与算法的有效性。     

保供电型光储微电网运营策略分析

针对传统应急电源车保供电存在的资产利用率不足、成本较高等问题,结合微电网的发展趋势,提出了一种保供电型光储微电网的运营策略,重点讨论了微电网应用于保供电领域的经济性。提出了光储微电网代替应急电源车的保供电思路,从初始投资成本、运维成本、收益三方面初步分析了微电网应用于保供电领域的经济性;为了解决现阶段储能投资效益差的难题,提出了供电企业向储能投资商给予补贴的建议,并为此提出了虚拟保电量的概念;为了合理确定供电企业给予储能投资商的补贴数额,提出了非博弈和博弈2种补贴方案,并对3种运营模式中共同博弈投资模式的内部交易和定价机制进行了详细讨论。基于算例分析了不同的运营模式下供电企业和社会资本的经济效益,以确定最优的运营策略。