微电网运行模式无缝切换控制策略

微电网作为分布式电源的载体,可以在合理分配分布式电源所产生电能的同时避免其直接与主电网连接所带来的弊端。微电网运行模式间的无缝切换过程直接影响到微电网的安全稳定性与供电可靠性。针对微电网由孤岛转为并网时的切换过程,基于基尔霍夫定律进行推导得到逆变器相关变量间的数学关系,构建三相负荷不对称条件下微电网逆变器由独立运行转为并列运行的动态优化数学模型。利用基于Radau配置的动态优化算法对该模型进行离散化,并将优化时间段分成若干区间,在区间上通过正交配置法确定配置点,继而获得每个配置点上的优化结果。通过MATLAB进行仿真求解,得到了控制变量的最优控制轨迹。     

兼顾企业综合成本与用户用电体验的微电网双层优化配置

并网型直流微电网对于改善电网末端薄弱环节的供电可靠性和电能质量有着重要作用。传统的优化配置方法多关注企业的经济效益,很少考虑用户的用电体验。在市场环境下,并网型微电网的建立与推广必须重视用电用户的利益。以典型的“风—光—柴—储”并网型直流微电网为研究对象,提出一种兼顾供电企业经济效益和用户用电体验的微电网双层优化配置模型。模型考虑微电网全寿命周期内的初装成本、运行维护成本、燃料成本、置换成本以及与配电网的能量交互费用等,建立以企业综合经济成本最小为目标的上层模型和以用户缺电损失期望最小为目标的下层模型,引入供电可靠性关联上下层模型,使用KKT条件实现双层模型到单层模型的解耦,并用遗传—蚁群混合算法对模型进行求解,算例仿真结果验证了模型和算法的有效性和合理性。     

面向不间断供电的多端交直流混合配电网控制策略

交直流混合配电网能便捷高效地接入各种交直流设备,将是未来配电网的发展方向之一,其运行控制策略是保证系统稳定、可靠运行的基础。基于多端直流互联结构的交直流混合配电网,研究主从控制模式和下垂控制模式下的各换流站的控制策略,以及换流站交流侧故障和恢复并网过程中重要负荷的不间断供电方法。通过 Matlab/Simulink搭建多端交直流混合配电网测试模型,结合该文提出的协调控制策略进行仿真算例分析,验证了其可行性和有效性。     

计及不确定因素影响的交直流系统可用输电能力评估

提出并建立了计及不确定因素影响的交直流混合系统可用输电能力优化计算模型,在综合考虑交直流混合电力系统运行的各种不确定因素基础上,量化分析各种不确定因素对系统运行可靠性的影响,采用蒙特卡罗方法对交流和直流系统的不确定性因素进行抽样,借助于内点法对可用输电能力优化模型进行求解。以IEEE-30节点系统和扩展的IEEE-30节点交直流混合系统为例对本文所提方法进行仿真计算,算例分析表明该方法的合理性和有效性。     

考虑多重不确定性的交直流混合微网多目标优化运行

交直流混合微网拓扑结构复杂，分布式清洁能源出力随机性强且用电需求灵活多变，对微网的经济可靠运行以及清洁能源的消纳构成了挑战。针对这一问题，提出一种考虑多重不确定性的交直流混合微网多目标优化运行方法。首先基于多场景技术表征风光荷以及电价的不确定性，并考虑需求侧响应更新负荷预测水平。随后以运行成本最低，污染物排放最少，清洁能源消纳率最高为目标建立交直流混合微网多目标优化模型。针对常规NSGA-II算法局部搜索能力和收敛性等问题，将天牛须算子引入到NSGA-II中得到BAS-NSGA-II算法，并通过测试函数验证了该算法的准确性。最后通过算例对优化方法进行验证，结果表明，所提方法在保证经济性和环保性的同时能够有效提升清洁能源的消纳，且对不确定因素有着较好的适应性。     

计及特高压直流外送及转运合同约束的日前优化调度

分析特高压直流输电的运行特性、转运合同对电网运行调度的影响,建立计及特高压直流外送和子电网间转运合同约束的日前优化调度模型.以电网运行成本最小和弃风弃光最少为目标,同时考虑交直流线路的外送和转运电量约束,通过增加表征功率调节的功率上调和功率下调两类0-1变量,将特高压直流输电线路的阶梯化约束表述为0-1混合整数的线性方...     

孤岛模式下微电网多DGs并联运行控制方法

为了解决分布式发电系统影响传统电网的电压控制和电能质量的问题,提出了一种孤岛模式下微电网多DGs并联运行控制方法.深入分析了微电网孤岛运行的并网控制机理,在并网运行和孤岛运行以及微电网从并网模式切换孤岛模式时,微电网智能稳定运行问题.在每个分布式发电系统中,设计控制方法,利用电压电流内环控制用于调节三相网侧逆变器,功率外环控制用于在微电网孤岛运行时,并联多个DGs之间分配功率.使用PSIM软件进行仿真,结果表明这种控制方法在微电网并网运行、孤岛运行都是有效的.     

基于不同时间尺度的交直流混合配电网分层优化控制策略

针对传统控制策略难以兼顾交直流混合配电网潮流优化和运行模式快速切换的问题,提出了一种基于不同时间尺度的分层控制策略。在较短时间尺度内,各并网变流器均根据上层调度指令工作于下垂控制模式,使系统稳定时工作于优化状态;当出现恶劣工作状况时,通过切换互联变流器和储能单元变流器的控制策略以维持配电网直流侧电压稳定。在较长时间尺度内,当系统正常运行时以系统电能损耗最小和系统电压偏差最小为优化目标;当直流线路断线时以故障点两侧节点电压偏差最小为优化目标,通过优化调度算法为下层提供调度指令。仿真结果表明:正常运行时该控制策略能实现系统运行优化、维持系统稳定且不过分依赖通信系统;在系统功率骤变、电路故障等恶劣工况时,能实现系统运行状态的平稳过渡。     

石化企业蒸汽动力系统的多周期优化运行

蒸汽动力系统的优化运行对石化企业的安全生产和成本控制具有重要的影响。采用混合整数线性规划描述了石化企业蒸汽动力系统的超结构,建立了多周期优化运行的数学模型,充分考虑了蒸汽动力系统设备在多周期操作中的维修约束。通过对某炼油企业蒸汽动力系统的实例研究,论证了模型的科学性和适用性。     

基于复合储能的微电网运行的切换控制策略

微电网是实现主动式配电网的一种有效形式,微电网技术能够促进分布式发电的大规模接入。针对微电网中并网模式和孤岛模式之间的切换,提出一种含复合储能装置的微电网优化控制策略。这种复合储能的微电网优化控制将超级电容器和蓄电池的优点结合到一起,用于由分布式电源作为主控式电源的微电网,以实现微电网平滑切换的目标。利用PSCAD/EMTDC软件对系统进行研究,结果表明:在切换时间、频率、电压上,复合储能均优于蓄电池储能。     

含EV充换储一体站的交直流混合配电网优化运行

为了促进电动汽车产业的进一步发展,构建了计及充换储一体站（CSSIS）的交直流混合配电网多时间尺度优化调度模型。首先,基于快充用户行为和城市交通特征分别构建了充电站模型和换电站模型,再结合储能电站模型完成了CSSIS建模。然后,在计及CSSIS、微型燃气轮机和可再生新能源等接入的交直流混合配电网中,构建了优化调度模型。为降低预测精度误差的影响,采用了多时间尺度协调优化策略处理。该模型属于非线性非凸混合整数规划问题,采用线性化和二阶锥松弛方法将其转化为可用商业求解器处理的混合整数二阶锥凸优化模型。最后,以改进的IEEE 50节点系统为例进行了仿真分析,仿真结果验证了交直流混合配电网形式具有更强的适应性,以及CSSIS具有高效参与电网优化运行的能力。     

交直流混合微电网二次频率电压协调控制策略

孤岛模式下混合微电网二次频率电压控制是保证微电网安全稳定运行的关键,目前的控制算法在协调控制及功率均分方面存在明显不足.首次提出最大出力因子的概念,进而提出了一种交直流混合微电网自适应快速二次协调控制策略,该方法对各微单元出力排序,选取最大出力单元作为其他单元的参考基准,自适应动态调整混合微电网内部各单元有功/无功给定...     

含共享氢储能的园区综合能源微电网群低碳协同运行

为促进微电网群新能源消纳和低碳经济运行,在共享经济背景下,提出了一种基于合作博弈的含共享氢储能(SHES)的微电网群低碳协同优化运行方法,以兼顾SHES和微电网群的利益。首先,提出SHES和微电网群的能量交互运行框架;其次,分别以SHES运营效益最大和各微电网运营成本最小为目标,建立了基于合作博弈的电氢能源协同运行模型;然后,考虑各主体隐私性,采用交替方向乘子法(ADMM)算法对模型进行分布式求解;最后,进行算例仿真。结果表明,通过SHES与各微电网的协同运行,有效改善了各主体的运行情况,促进新能源就地消纳,降低了碳排放。     

基于改进微分进化算法的微电网优化运行研究

目前微电网是研究中的热点问题,是未来智能配电网的发展方向,研究微电网的优化运行有着重要的意义。在考虑含多种微电源的微网模型的基础上,考虑了SO2,CO2,NOx的排放成本以及运行维护费用,以微电网运行成本最低为目标函数,提出了一种基于改进微分进化算法的微电网优化运行方法。采用的改进微分进化算法经过初始化、变异、交叉、选择等操作完成对最优解的搜索,在不同阶段采用不同的变异策略,具有更高的全局搜索能力和收敛速度,对算例的仿真实验证明了方法的有效性。     

交直流混合微网的谐波分析

根据谐波的多样性、复杂性、非线性和突变性特征对交直流混合微网以添加谐波源的方式进行谐波分析,搭建交直流混合微网模型图,介绍谐波中的数学参数,最后基于ETAP构建微电网模型仿真,对静态负载及等效电网采用相同的谐波源分三种情况,研究交直流混合微电网中的谐波特性。     

基于GTMOPSO算法的交直流混合微网优化配置研究

针对包含氢储能系统的交直流混合微网经济性问题,以微网等年值成本和交直流母线间换流损耗最低为目标,综合考虑系统的电源约束条件、功率平衡约束条件等,在需求侧引入描述用户用电行为的分时电价弹性矩阵,采用基于博弈机制和混沌映射的改进多目标粒子群优化算法(GTMOPSO)对微电网进行最优容量求解.为验证所提策略的有效性,结合某地区的风、光及交直流负荷数据求解本文所设场景下的配置容量和目标函数值.分析结果表明,所提配置方案和优化算法更具有优越性.     

面向联络线计划功率的直流微电网优化调度

针对可再生能源日渐高比例接入大电网,需要建立主动配电网系统来跟踪和响应大电网的调度需求,提出了一种基于联络线计划功率将微电网转变为主动配电网的经济性调度策略。该策略以风光储直流微电网并网运行系统成本最低为目标,运用改进麻雀搜索算法求解系统运行成本。与无联络线计划功率调度策略的调度结果进行了对比,结果表明,所提调度策略在满足大电网削峰填谷指令的同时,将系统的并网运行成本降低了9.79％。由此验证了该调度策略对于直流微电网并网经济性调度具有可行性。     

基于控制器状态跟随的微电网平滑切换控制方法

为减小切换瞬间电压和频率的暂态波动,提出了基于控制器状态跟随的微电网平滑切换控制方法.进入孤岛状态后,储能装置逆变器的控制方式由PQ控制转变为V/f控制,切换前使V/f控制器随时跟随PQ控制器的输出,避免切换瞬间控制器输出状态的跳变.在DIg SILENT Power Factory软件平台建立含光伏单元和蓄电池的微电网模型,仿真微电网由并网模式转为孤岛模式运行.仿真结果表明,该方法能够有效抑制切换过程中电压和频率的波动,减小暂态过程对电网的冲击.     

基于动态能耗模型的微电网经济运行优化

微电网系统是一个具有多能源输入的综合性能耗网络系统,系统高昂的运行成本已成为其大规模推广应用的一个关键性障碍。针对微电网系统内冷、热、电等多种负荷的能耗特性及能耗设备的运行特性,采用智能算法对数据进行分析拟合,得到系统内各能耗设备的动态能耗模型。通过分析一次能源对冷、热、电三种负荷的转换利用方式及各能源之间的互补关系,构建了微电网系统的经济运行优化模型,采用量子行为粒子群优化算法对其进行优化求解,得到系统的最佳能源结构及综合运行成本。考虑不同季节下系统的运行特点及负荷特性,利用不同的算例对所提模型的有效性和可行性进行了验证。     

含三端柔性环网装置的交直流混合配电网分层控制策略研究

与传统交流配电网相比,交直流混合配电网优化运行技术的研究在控制策略、优化调度等方面面临巨大挑战;作为电力电子器件的柔性环网装置可以灵活调控系统功率,优化系统运行,具有广泛的应用前景。针对上述研究,搭建了含三端柔性环网装置的交直流混合配电网网架结构,并详细分析了三端柔性环网装置的工作原理。立足于全局优化的角度,提出了一种分层控制策略:正常运行时,优化调度层以配电网有功损耗最小建立优化模型,通过潮流计算为下层控制器传输优化指令;故障情况下,本地层柔性环网装置根据故障状态的不同,快速切换控制方式,以保证电网稳定运行。Matlab/Simulink仿真结果验证了该控制策略的有效性,仿真结果表明:该分层控制策略结合了优化调度与本地控制的优点,在各种工况下均能有效优化系统运行,提高了配电网供电可靠性。