基于QPSO微电网混合储能系统容量优化配置

储能装置配置的容量不仅影响微电网的经济运行,而且影响供电的可靠性。研究具有典型负载、可再生能源和由电池和超级电容组成的混合储能系统(HESS)的孤立微电网,使用了优化HESS容量的量子行为粒子群优化(QPSO)算法。根据超级电容和电池各自的功率补偿能力,利用低通滤波器原理,采用合理的能量调度策略,避免电池频繁充放电。考虑每种储能类型的额定功率,修正各自的补偿功率。通过判断充电状态是否达到极限,再次修正数值。孤立微电网的仿真结果验证了HESS优化容量配置方法的有效性。以西北地区一个独立微电网为例,验证了该方法的有效性。QPSO与传统粒子群算法(PSO)的比较表明,其可以更快地找到最优解,HESS具有更低的日常开销。     

并网型风光储微电网容量改进优化配置方法

合理配置风机、光伏、储能等微电源的容量是保证微电网经济、可靠运行的前提。针对并网型微电网容量的配置,借鉴现有分布式光伏运营方式,提出2种并网型微电网的商业运营模式;为充分利用配电网资源和提高微电网孤岛能力,设计了一种综合能量调度策略;对综合考虑微电网经济性、可靠性和可再生能源利用率的风光储容量配置模型的目标函数,提出了结合上述运营模式和调度策略的计算方法;从工程应用角度详述了计算满足电力系统运行规范、微电网友好接入条件的联络线功率限值的方法,作为风光储容量配置模型的约束条件;针对容量配置模型的求解,提出了基于限定搜索范围、增加随机个体等措施的改进遗传算法;利用江苏某岛的风光资源数据进行了仿真分析,验证了所提出的风光储容量配置方法的有效性和优越性。     

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。     

独立型水光储微电网系统容量优化配置

在地区已有的独立小水电基础上,形成了独立型水光储微电网系统,以满足地区多样性供电需求,并解决因负荷增长产生的小水电供电不足的问题。建立了独立型水光储微电网容量优化配置模型,该模型以初始投资成本及年运行费用成本总和最小为优化目标,以负荷失电率及水电机组启停次数为优化评价指标,综合考虑了系统运行的各种约束条件及能量管理策略,具有一定的适用性。最后,以某地区实际系统为例,利用粒子群优化算法对模型进行求解,验证了所建立模型的有效性。     

基于主从博弈的多微电网储能容量优化配置

为了充分发挥价格杠杆在微电网储能配置中的作用,提升多微电网储能充放电的协调性,提出一种基于主从博弈的多微电网储能容量优化配置方法。配电网作为博弈主体,考虑价格杠杆对微电网储能充放电行为的影响,以配电网运行成本最低为目标对电价进行调整,下发给博弈从体。多微电网为博弈从体,考虑运行策略对容量规划的影响,以各微电网年化总成本最低为目标,建立微电网储能容量双层优化配置模型,确定对应电价下微电网的最优储能容量及运行策略。IEEE33节点系统算例分析表明,通过价格杠杆对微电网的储能容量进行优化配置后,既提高了微电网自身的收益,又减小了配电网的运行成本。     

极地环境含风氢储混合微电网容量优化配置

极地环境复杂多样,常年低温且伴有极夜现象。为了合理配置极地环境微电网系统容量,提高极地环境微电网系统的供电可靠性,文中以中国南极科考站——中山站为研究对象,根据极地环境特性,提出利用富余风电制氢,并配置蓄电池储能装置的风氢储微电网容量优化配置模型。综合考虑极地低温对风机出力、蓄电池容量以及电力负荷的实时影响,以年度平均成本最小为目标,全年负载缺电率为约束,对极地环境下微电网供电系统的容量进行优化配置。算例仿真结果表明,风氢储系统不仅可以提高系统经济性和供电可靠性,还能有效减少能源浪费。     

基于离散粒子群算法的光伏微电网储能容量优化配置∗

传统储能容量配置策略为确保微电网运行的稳定性,在一定程度上增加了冗余投资,为此提出基于离散粒 子群算法的光伏微电网储能容量优化配置.通过蓄电池组与超级电容器的工程模型,获取光伏微电网储能装置的工作 特性,以容量配比最优、投资成本最小为目标构建储能容量优化配置模型,并引入离散粒子群算法求解模型,获得最 优储能容量配置结果.实例分析结果表明,对于蓄电池组与超级电容组成的储能装置,该方法在满足输出功率平衡的 基础上,给出了一个最优容量配比和最强经济效益的容量优化配置方案.     

基于NSWOA的含风光微电网储能容量优化配置*

为降低含风光储微电网的综合成本,进一步提升新能源的消纳率和源荷匹配度,研究了基于改进鲸鱼算法的储能容量优化配置方法。首先,不同于传统算法仅对单目标进行寻优,该算法改进为对三目标综合考虑寻优;其次,将鲸鱼算法与非支配算法相结合,避免种群选取聚集,寻优精度加大;最后,将Logistic混沌映射引入鲸鱼位置搜索,鲸鱼位置在更新过程中通过控制参数进行修正,加快了寻优速度,使算法优化性能得到大幅度提高。通过对某地微电网实际数据的分析,验证了该算法的合理性和优越性。     

基于功率能量特性的含小水电微电网储能容量配置方法

含小水电微电网受源荷不确定性影响易产生较大的功率波动,离网状态下易导致微电网系统停电、弃电的发生。为了充分考虑含小水电微电网功率、能量的平衡特性,提高含小水电微电网运行的经济性和鲁棒性,提出一种基于功率能量特性的含小水电微电网储能优化配置方法。首先,分析了含小水电微电网的功率能量平衡机理,提出了该微电网的功率能量特性模型;然后,在含小水电微电网功率能量特性模型和源荷不确定性模型的基础上,提出了基于功率能量特性的随机场景分解聚类方法和储能容量配置方法。最后,以某地区离网型含小水电微电网为仿真算例,通过与现有方法进行结果对比和影响因素分析,验证了所提方法的有效性。     

冰蓄冷装置参与能量互补的微网自律协同控制研究

考虑冰蓄冷的多能微网,可高效灵活的接纳分布式发电单元和储能单元,为本地负荷提供高可靠性供电,同时实现多能互补,节能环保。本文提出了一种适用于多能微网的系统级自律协同控制策略：1)电能富足时,冰蓄冷、蓄电池等装置按照其额定容量吸纳电能,合理承担储能能量;2)负荷高峰时,优先投入冰蓄冷装置,其余冷负荷等效电负荷以及电负荷由其他储能装置按照其额定容量比合理承担;3) 可实现系统层面功率协同,有效利用冰蓄冷及储能装置容量,延长装置使用寿命,降低成本。最后通过仿真验证了所提控制策略的有效性。#$NL关键词: 多能微网;自律协同控制;储能;冰蓄冷     

含抽水蓄能电站的可再生能源电网优化调度策略

由于可再生能源电网发电功率的不确定性十分突出,以功率平衡为首要任务的电网调度控制必须采取有针对性的应对措施。在电网储纳运行机制的基础上,建立含抽水蓄能电站的日前调度及实时调度的数学模型。将电网备用分为波动性备用(即调峰备用)和不确定性备用:平衡波动性功率的备用容量主要由常规电源承担,平衡预测误差的不确定性备用主要由抽水蓄能电站承担,2类电源分工互济实现电网功率平衡。提出一个风电上网功率稳定性评价指标,用于衡量不同调度策略补偿失衡功率的优劣。算例分析验证了所提调度策略是可行的。     

考虑风电消纳的电热混合储能系统优化定容方法

大规模风电并网影响了电力系统的安全稳定运行,导致电网出现弃风现象,限制了风电的发展。考虑电力系统与热力系统的协调运行,使用电热混合储能系统与电网进行电量交换可以有效提升风电消纳水平,文章提出了一种考虑风电消纳的电热混合储能系统优化定容方法。首先,基于历史风电数据对风电功率建模,获得满足并网要求的目标并网风电功率;随后,采用电储能、电锅炉和储热设备组成电热混合储能系统,建立考虑电热混合储能系统运行约束,以系统总成本最低为目标的优化定容模型,并求解出电热混合储能系统的经济优化定容结果;最后,使用某电热综合能源系统的实测数据进行仿真计算,算例结果验证了所提方法对电热混合储能系统优化定容的有效性,在提高系统风电消纳能力的情况下保证了系统整体的经济效益。     

基于改进多目标蜉蝣算法的配网电池储能系统最优选址定容

电池储能系统(BESSs)在配电网的选址定容是保证BESSs和配电网经济可靠运行的关键。基于此,提出了一种配电网BESSs最优选址定容方法。首先,采用C-均值聚类算法对全年的负荷曲线和风、光出力曲线进行典型日聚类。进而,以BESSs日均综合成本、电压波动和负荷波动最小为目标,建立了配电网BESSs最优选址定容的多目标优化模型。为获得BESSs等决策变量的Pareto最优解集,设计了改进的多目标蜉蝣算法(MMOMA)进行求解。为实现三个目标的最佳权衡,采用改进理想点决策(IIPBD)方法对Pareto最优解集进行折中决策。最后,利用扩展的IEEE33节点配电系统进行仿真测试,以验证所提方法的有效性。仿真结果表明,与另外两种传统多目标优化算法相比：所提MMOMA获得的Pareto前沿分布更广、更均匀;IIPBD方法获得的折中决策方案有效实现了BESSs投资成本的最小化,同时能显著降低配电网的电压波动和负荷波动。     

并网型交直流混合微电网优化配置分析

考虑到目前直流负荷逐步增加的现状,以及交直流混合微电网的发展趋势,文中建立了以降低单位发电成本、换流损耗,提高自平衡率为目标的并网型交直流混合微电网多目标优化配置模型。并针对该模型,提出了相应的交直流混合微电网运行控制策略。采用实际工程数据,通过改进非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行了求解。得到了不同直流负荷比例下的交直流混合微电网优化配置结果,以及直流负荷比例增加对优化配置的影响,并将结果与传统交流微电网进行了对比,验证了所提出的优化配置模型和方法的合理性和有效性。     

含分布式发电的微电网中储能装置容量优化配置

由于分布式发电的随机性、间歇性,含分布式发电的微电网很难满足电网接入的要求。若在微电网中配置合适容量的储能装置,并对其采取适当控制方法,不但可以平滑分布式发电的输出功率,而且可以达到对微电网负荷削峰填谷的作用。提出了应用上下限约束法以及加权移动平均控制法,以满足微电网的接入要求为前提,以最小储能配置容量为目标,对混合储能装置进行容量优化配置的方法。仿真结果表明,所提方法不仅能够使分布式发电出力满足微电网要求,并可以实现对储能容量的优化配置。     

含压缩空气储能的能源互联微网型系统优化配置

首先构建了含分布式光伏、压缩空气储能（compressed air energy storage, CAES）、需求侧响应、燃气轮机等设备的能源互联微网型系统模型。在此基础上以安装成本、能耗成本和需求侧响应成本等构成的年运行费用最低为优化目标,分析对比不同场景下分布式光伏电池组数量、能源互联微网中设备的配置情况及CAES、需求侧响应和电动汽车入网（vehicle to grid, V2G）技术对设备容量配置和微网中各类成本的影响。特别的,考虑了CAES透平机透平压力、透平温度、需求侧响应比例等参数及有无V2G对微网系统影响。算例结果表明,所提模型能合理化能源互联微网中设备容量配置和降低能源互联微网年运行费用。     

储能系统参与LFC的策略优化与容量配置

由于爬坡率和响应时间的限制,常规机组提供负荷频率控制(LFC)的能力有限。选择具有快速精确功率跟踪能力的飞轮储能系统作为LFC的辅助调节手段,利用概率统计方法对LFC的需求进行定量分析,考虑飞轮储能系统和常规机组实际出力、设备投资成本与运行维护成本,提出了可维持飞轮储能系统荷电状态(SOC)在指定范围及减少常规机组出力调整的控制策略,在此基础上,构建飞轮储能系统参与LFC的容量优化配置模型,以经济性和调节效果为优化目标,寻求控制策略下飞轮储能系统容量、常规机组调节容量与控制策略参数的最优配置。仿真结果表明该方法能全面评估不同配置方案下的经济性与技术性。     

计及火电机组热储能的含风电系统柔性调度

风电快速增长的同时保持较高的弃风率,因为电力系统缺乏足够的柔性容量来应对风电的不确定性。锅炉最小稳定燃烧率限制了火电机组的运行柔性。抽汽和热储能可以在不改变锅炉燃烧率的情况下调节机组功率输出。因此,对现有的火电机组进行抽汽和热储能改造是一个很有前景的选择,以消纳电力系统中高渗透率的风电,特别是在以火电为主的系统中。研究了火电机组抽汽与热储能改造后的柔性运行。首先,考虑到改造后的特点和技术约束,提出一种新的火电机组线性运行模型。其次,建立基于随机机组组合和滚动经济调度的模型,研究含风电电力系统进行抽汽和热储能改造的效益。最后,在IEEE24节点系统中进行仿真。仿真结果表明：采用抽汽和热储能改造的火电机组,可以有效降低弃风量,提高电力系统运行经济性。     

考虑阶梯碳交易和需求响应的含氢储能的并网型微电网优化配置

针对低碳背景下并网型微电网的优化配置问题,提出了一种考虑阶梯碳交易和需求响应的含氢储能的并网型微电网优化配置方法。通过在规划模型中引入阶梯碳交易机制,降低微电网的碳排放;以可再生能源发电功率与负荷功率的差值绝对值之和最小为目标,利用负荷需求响应引导用户改变用能策略,促进可再生能源消纳,减少储能配置容量,进一步降低微电网的碳排放和经济成本;建立包含风力发电机、光伏阵列、柴油发电机、电解槽、储氢罐、燃料电池的并网型微电网的双层优化配置模型,上层模型以微电网等年值综合成本最小为优化目标,下层模型以微电网年运行成本和年碳交易成本之和最小为优化目标;采用遗传算法与混合整数线性规划相结合的方法对双层优化配置模型进行求解。算例结果验证了所建模型的合理性和有效性,能够为含氢储能的并网型微电网的容量配置提供参考。