独立交直流混合微电网电源优化配置

对交直流混合微电网中电源进行优化配置能够减少换流损耗,降低系统成本。针对独立交直流混合微电网特有的结构和能量流动方式,考虑能量传输效率,提出了改进的能量管理策略。优化配置模型以经济性最优为目标,综合考虑环保性和供电可靠性,采用改进的人工蜂群算法对模型进行求解,得到独立交直流混合微电网的分布式电源优化配置结果。最后,通过算例进行仿真验证,结果表明,交直流混合微电网相对于纯粹交流微电网和直流微电网能够降低系统运行成本,使用改进后的能量管理策略能得到经济性更优的微电网电源配置方案。     

微电网能量管理系统研究综述

随着微电网技术的不断发展,微电网能量管理系统也逐渐成为研究热点。总结了国内外微电网能量管理系统的研究现状,分析了微电网能量管理系统的管理对象、基本功能、设计框架;阐述了微电网能量管理系统集中式控制和分散式控制2种控制结构,并分析了各自的优缺点;介绍了微电网能量管理的基本模型和算法。最后总结出微电网能量管理中需要解决3个问题:可再生能源和可控负荷的不确定性问题、多储能技术的优化配合和联合调度问题、微电网能量管理系统的通信设计和网络安全问题。     

考虑微电网间能量互济的多微电网日前经济优化策略

当一定区域内大量微电网接入配电网时,微电网的调度高效性以及运行经济性将难以保证,为此提出基于实时电价的并网多微电网日前经济优化策略。首先以多微电网总运行成本最低为目标,通过协调多微电网内各微电网之间能量互济、微电网与配电网之间的能量交互以及微电网内部各分布式发电单元的出力分配,实现多微电网的经济优化;继而为求解该模型,提出基于非线性变异算子的改进Jaya算法以获得更高的求解精度以及抗早熟收敛能力。测试结果表明:该经济优化模型能切实降低多微电网的总运行成本,所提出的改进优化算法具有良好的求解性能。     

微电网监控与能量管理装置的设计与研发

为满足对微电网进行监控和能量管理的需要,借鉴智能变电站分层体系结构,提出了由设备层、管理层和优化层3个逻辑层次构成的微电网监控与能量管理一体化系统。并基于此,设计了位于管理层的微电网监控与能量管理装置(MMEMD)。MMEMD的主要功能包括:采用异构通信技术对微电网中各类分布式电源、储能、负荷及开关等设备进行实时监控;通过微气象监测功能对风光出力进行超短期预测;将"源—储—荷"的运行信息统一转换为IEC 61850信息模型,并通过通用面向对象变电站事件(GOOSE)通信服务与优化层进行信息交互,以及配合优化层进行微电网的多时间尺度协调控制和能量优化。在介绍MMEMD软硬件设计的基础上,构建了实验平台对MMEMD的主要功能进行了实验验证。     

高渗透率光伏微电网能量优化管理策略的研究

针对高渗透率光伏微电网,提出了运行总成本最优的能量优化管理策略。在微电网并网和孤岛两种运行模式下,基于光伏的运维成本、储能设备的运行损耗、火电的环境污染及治理成本、微电网与大电网之间电能交易差额以及可调负荷的断电惩罚费用等因素,建立高渗透率光伏微电网的多目标能量优化模型,并在系统功率平衡等安全约束下,应用具有惯性权重系数的粒子群算法求解得到能量优化管理策略。算例分析表明,该能量管理策略具有经济性和有效性。     

考虑荷电状态的光伏微电网混合储能容量优化配置

储能系统容量优化配置是提高系统稳定性、降低微电网成本的有效措施之一。本文提出了一种考虑荷电状态的能量管理策略,对光伏微电网混合储能系统进行容量配置。首先,综合分析微电网运行的稳定性和经济效益,以全生命周期费用和买卖电量费用之和最小为目标,建立含超级电容和蓄电池的光伏微电网储能模型。其次,结合光伏可供能量和负荷需求功率,应用改进能量管理策略和粒子群算法,建立光伏微电网混合储能系统（HESS）容量配置双层优化模型。最后,以某地实际数据为例对优化问题进行求解,将优化结果与传统储能配置方法进行对比,验证了所提方法的有效性,为光伏微电网混合储能系统容量优化配比提供参考。     

微电网监控与能量管理系统开发

微电网监控与能量管理系统是以计算机和通信网络为基础,具有数据采集与数据处理、全景图形展示、功率优化控制、电源管理、负荷管理和顺序控制等功能的微电网一体化自动控制系统,实现对微电网的实时监视、控制和能量管理的目的。以某光伏/储能微电网为背景,分析了监控与能量管理系统功能需求,介绍了硬件和软件结构,并对自主开发的系统进行了试验和验证。     

基于深度神经网络的分布式智能微电网群间能量优化调度仿真模型

针对微电网并网运行时微电网群弃能较高的问题,设计基于DNN的微电网群间能量优化调度仿真模型。确定微电网能量优化调度仿真参数,提高仿真模型的真实性;基于DNN选取群间能量优化调度目标函数,提高仿真模型的优化调度效果;构建微电网群间能量优化调度仿真模型,缓解微电网并网运行弃能较高的问题,实现微电网群间能量调度的优化。通过仿真实验验证了所设计的基于DNN的微电网群间能量优化调度仿真模型的微电网群弃能在0.01×10³～0.05×10³ kWh范围内波动,弃能更低,能量浪费较少,群间能量优化调度效果较好,具有较好的可行性。     

基于分布式牛顿法的微电网群分布式优化调度方法

多个微电网以自组织的方式连接成为自治实体并接入配电网运行,能够显著提高供电可靠性并降低运行成本。提出了一种针对微电网群优化运行的全分布式算法,旨在替代传统集中协调的方式,解决系统对灵活性、可靠性和经济性的要求。该方法基于点对点通信,只需要稀疏通信网络上的相邻节点交换信息,且通信负担很轻。首先介绍了微电网群优化模型,随后结合具有二阶收敛速度的分布式牛顿法和基于一致算法的信息传递,实现了微电网群运行成本的全分布式运行优化。算例结果表明,该方法具有相较一阶分布式算法更快的收敛速度,且受通信拓扑的影响更小,证明了该方法的可靠性和可扩展性。     

基于改进鲸鱼优化算法的微电网优化运行

微电网是分布式电源并网的一种有效技术途径,针对微电网运行中存在的能量调度问题,提出一种基于改进鲸鱼算法的微电网优化运行方法.首先,以经济成本、环保成本和有功网损3个指标作为目标函数对微电网的优化运行进行建模,并利用隶属度函数法将多目标函数单一化;其次,针对鲸鱼优化算法(whale optimization algori...     

提高关键负荷供电可靠性的交直流微网分布式能量优化管理策略

交直流混合微电网具有较高的灵活性和可控性,能够为多种类型的分布式电源提供并网接口.然而,交直流微网中可再生能源占比较高,容易出现出力波动或出力不足等现象,难以保障关键负荷可靠供电;此外,交直流微网中分布式电源可能从属于不同运营主体,相互之间缺乏有效的信息交换,集中式管控较为困难.为此,提出提高关键负荷供电可靠性的交直流...     

基于DMPC和储能单元约束的分组一致性控制策略

针对多个电池储能单元间的分布式协调控制问题,提出了一种分布式储能单元分组一致性控制策略。首先,提出了一种基于分布式模型预测控制和状态约束的加权一致性算法,能考虑各储能单元的功率约束条件并快速完成多储能单元的功率分配。其次,提出了一种储能单元分组控制策略。根据荷电状态(state of change, SOC)信息设定储能单元的权重,达到改善储能单元SOC的一致性的目的。同时基于所提一致性算法,制定储能单元组间协调控制策略和储能单元效率提升策略,从而达到改善储能系统调节能力、延长储能系统寿命和提升能量转换效率的目的。最后,在Matlab中构建含8个电池储能单元的微电网系统,对所提算法和控制策略进行仿真分析。仿真结果表明,所提算法和控制策略在提升收敛速度、优化控制效果、延长储能系统寿命以及提升储能系统运行效率方面均具有一定优势。     

考虑用户满意度的基于需求侧管理的微电网多目标优化调度

微电网作为一种小型发配电自治系统,能够实现自我控制和自我管理,可以有效提高可再生能源消纳水平,缓解能源危机。针对基于需求侧管理的微电网的优化调度,不仅要考虑供给侧的经济效益,还要兼顾需求侧的用电满意度。因此,文章以微电网的总运行费用最小和用户满意度最大为优化目标,提出了基于需求侧管理的微电网多目标优化调度模型。同时,结合混沌思想和遗传算法,使用改进的混沌遗传算法对上述模型进行求解。对一个微电网案例进行仿真分析,以验证模型的有效性。仿真结果表明,文中提出的模型可以为不同需求的用户制定相应的优化调度方案,为用户提供更好的服务,从而实现微电网供需两侧联动效益的最大化。     

基于复合粒子群算法的微电网能量管理策略

微网中的部分分布式能源的功率输出具备一定的随机和性间歇性,很大程度上影响了系统的供电稳定性和可靠性,因此,有效的对微网系统进行能量管理显得至关重要。以往的研究中,多采用优化算法在解决能量管理等问题,但其存在着陷入局部最优解等问题,为有效的解决上述问题,本文引入一种复合粒子群优化算法,综合考虑了微网运行过程的经济性、环保特性以及运行可靠性等要求,建立了微电网能量管理多目标优化数学模型,优化目标是运行成本及环境治理的费用最小。在满足功率平衡、分布式电源输出功率等约束条件下,对模型进行了求解,同时,预测系统内负荷需求的变化情况来确定微网的能量管理策略。通过仿真算例的分析验证改进算法的有效性。     

基于电力弹簧的微电网分布式发电协同控制

针对微电网运行时的电压和频率波动问题,建立了基于电力弹簧的分布式发电协同控制方法,以保证微电网的稳定运行。首先,基于电力弹簧的基本原理建立功率控制模型,利用电力弹簧的相位和幅值同时可控的特点,分析电力弹簧的四象限特性;在此基础上,设计了电力弹簧有功/无功协同控制方法,基于离散一致性算法,提出一种电力弹簧接入微电网的分布式发电协同控制策略;最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证了微电网中发生电压突变、分布式发电功率突变以及负载功率突变3种情况下该控制策略的有效性,对比分析有无电力弹簧接入下系统电压和频率波动情况。实验证明:电力弹簧可以通过同时进行有功/无功补偿来有效解决微电网中分布式电源和负载变化引起的电压、频率波动,保证微电网的稳定运行。     

基于虚拟同步发电机控制的光/储/燃料电池微电网能量管理

为提高微电网自主参与电网运行和管理的能力,提出一种基于虚拟同步发电机(VSG)控制的光/储/燃料电池微电网。针对逆变器VSG控制与前级分布式电源及附加储能单元的协调配合问题,以储能荷电状态(SOC)为依据,分别设计了光伏和燃料电池VSG的能量管理策略,使微电网响应电网需求参与一次调频且提供惯性的同时,实现了光伏发电的最大功率输出、燃料电池发电的燃料平衡调节以及储能单元SOC的安全可控。最后,利用MATLAB/Simulink软件搭建仿真模型,验证了所提能量管理方案能够实现VSG控制与分布式电源及储能的协调配合,在并/离网下都能保证微电网安全可靠运行。     

基于自适应经济下垂控制的微电网分布式经济控制

在孤岛微电网中,传统下垂控制按分布式能源的容量比分配有功功率,容易使微电网的整体运行成本偏高。为有效降低系统运行成本,依据等微增率准则提出一种基于边际成本的经济下垂控制框架,在该框架下分布式能源能够按照等边际成本出力。考虑到分布式能源的最大出力限制,提出基于一致性的分布式自适应控制器,将功率稳定在最大值,从而退出边际成本一致性。提出一种分布式二次频率控制器有效恢复孤岛微电网的频率。仿真结果证明了所提控制器的有效性以及抗通信失败的性能。     

交流配电系统中微网群管控一体化策略

微网群位于多节点配电网系统中,目前的研究大多只针对微网群的控制策略或能量调度问题,没有同时针对这两种问题进行的研究.因此,提出一种上层调度与下层控制联合优化的管控一体化策略.上层调度系统采用基于二阶锥优化的最优潮流算法对多节点系统进行能量调度,并与节点内微网群实时信息交互.下层微网群控制系统中提出一种改进的混合优化控制...     

Multi-agent system for energy resource scheduling of integrated microgrids in a distributed system

This paper proposes a multi-agent system for energy resource scheduling of an islanded power system with distributed resources, which consists of integrated microgrids and lumped loads. Distributed intelligent multi-agent technology is applied to make the power system more reliable, efficient and capable of exploiting and integrating alternative sources of energy. The algorithm behind the proposed energy resource scheduling has three stages. The first stage is to schedule each microgrid individually to satisfy its internal demand. The next stage involves finding the best possible bids for exporting power to the network and compete in a whole sale energy market. The final stage is to reschedule each microgrid individually to satisfy the total demand, which is the addition of internal demand and the demand from the results of the whole sale energy market simulation. The simulation results of a power system with distributed resources comprising three microgrids and five lumped loads show that the proposed multi-agent system allows efficient management of micro-sources with minimum operational cost. The case studies demonstrate that the system is successfully monitored, controlled and operated by means of the developed multi-agent system.     

基于改进一致性算法的孤岛直流微电网储能系统分布式控制策略

针对孤岛直流微电网中多个储能单元的协调控制,提出了一种基于改进一致性算法的储能系统分布式控制策略。首先,提出了一种改进一致性算法,并证明该算法相比经典一致性算法收敛时间更短。然后,基于改进一致性算法,提出了一种储能系统分布式控制策略,通过合理调节各储能单元的功率,维持了直流母线电压的稳定、避免了储能电池的过充过放。该策略具有两种运行模式,分别适用于微电网有扰动与无扰动的情况,在及时调节储能单元功率的同时,减少了控制所需的通信量和计算量。最后,搭建了孤岛直流微电网系统仿真算例,仿真验证了所提控制策略的有效性及其在控制时间方面的优越性。