考虑光伏余电上网的微网出力决策分析及经济效益评估

分布式光伏余电上网政策性补贴给微网的优化运行带来了新的机遇与挑战。以微网运行的净收益最大化为目标,分析了光伏余电上网补贴对于微网出力决策的影响,建立了考虑光伏余电上网的微网系统综合决策调度模型。采用序列二次规划(SQP)算法进行求解,以实际微网系统为例,对比分析了含光伏的微网分别接入居民区、商业区、工业区等不同场景下的出力及经济效益的优劣,并评估了光伏容量及上网电价对收益和成本的影响。     

基于布谷鸟搜索算法的微网多目标优化运行研究

微网能有效地接入包括可再生能源发电在内的各类分布式新能源,而可再生能源发电的输出功率具有不确定性,给微网的经济、可靠和安全运行带来了挑战。蓄电池作为储能装置是保证微网系统安全可靠运行的重要组成部分。研究了含风力发电、光伏发电和蓄电池的微网的特性,考虑了微网发电费用、排污罚款、供电可靠性和网络损耗,建立了多目标微网优化运行模型。采用多目标的布谷鸟搜索算法来求解该复杂非线性优化问题,微网算例的仿真结果验证了模型的正确性和算法的有效性。     

基于谈判博弈的含高渗透率光伏微网不确定优化运行

随着分布式光伏的发展,其在微网内的渗透率逐年提升,进而导致微网运行的不确定性和光伏消纳的难度日益增大。文中针对含高渗透率光伏的交直流混合微网内的不确定因素,建立了交直流混合微网不确定优化运行模型,其中目标函数采用期望值模型,以获得较高的长期收益,约束条件采用机会约束模型,保证约束成立的置信度。同时,针对微网运营商与用户自建光伏的博弈问题,采用谈判博弈模型以平衡双方利益诉求。根据上述方法提出基于谈判博弈的含高渗透率光伏微网不确定优化运行模型,并将其转化为单目标确定性可微非线性优化模型进行求解。最后,通过算例仿真计算验证该模型及求解方法的有效性和可行性。     

考虑需求侧储能及可控负荷的微网优化运行

微网中集成了大量风力、光伏等出力具有随机性、间歇性的不可控DG,通过一体协调储能、可控负荷等需求侧资源研究微网优化运行。基于实时电价环境,考虑风机、光伏出力不确定性,利用储能装置的能量转移与能量备用和可控负荷的负荷转移,以微网运行成本为目标建立优化模型。采用基于随机模拟的量子粒子群算法求解模型。通过算例仿真表明提出的微网运行模型和优化算法可有效进行微网能量优化管控,并且验证了考虑需求侧资源的微网运行更具经济性。     

基于需求响应的光伏微网储能系统多目标容量优化配置

电力市场环境下,考虑需求响应对光伏微网储能系统配置的影响,对光伏微网商业化投资决策具有重要意义。峰谷分时电价下,构建基于电量电价弹性矩阵的用户多时段电价响应模型,提出分时电价下储能充放电策略及微网优化运行策略,构建微网投资收益模型。根据系统调度和约束条件,以光伏利用率最大和年净利润最大为目标,采用改进非劣排序遗传算法Ⅱ求解所建光伏微网储能系统多目标容量优化配置模型。将优化方法应用于广东某实际微网,验证了模型和算法合理性。     

基于蒙特卡罗算法的孤岛供电系统随机调度研究

徽电网具有灵活的运行方式和可调度性,既可与主网并列运行,也可以在主网发生故障时以孤岛形式独立运行.研究孤岛形式下微电网调度问题是经济性和环境友好的要求.传统微网调度模型中将光伏发电和风力发电的出力处理为已知量,没有反映二者的随机特性.建立了分布式电源的随机调度模型,考虑了光照强度Beta分布和风速Weibull分布,求解基于蒙特卡罗算法的光伏发电单元和风力发电单元随机出力.在建立分布式电源模型的基础上,提出了微电源运行和折旧成本最低、环境和综合效益最高等优化目标函数,探讨了针对离网孤岛系统的随机调度策略.以1个小型微电网为例,验证了所建模型的合理性.     

基于主从博弈模型的交直流混合微电网源网协调优化运行方法

交直流混合微网为较大容量的分布式光伏发电提供了高效的管理平台。在光伏较大渗透率的情况下,针对交直流混合微网运行中光伏消纳率和综合网损率存在的矛盾,建立主从博弈模型解决该多目标规划问题,对源网进行协调。所建立的模型以光伏消纳方案为博弈主体,博弈的支付为最大化光伏消纳率;以微网综合运行方案为博弈从体,博弈的支付为多目标形式,分别为综合网损率最小和运行成本最小。通过博弈的方式得到微网运营商的光伏消纳方案以及交直流混合微网优化运行方案。所建立的模型可使微网符合综合网损率指标的同时,最小化运行成本,最大化光伏消纳率,保证了交直流混合微网运营的社会经济效益。最后通过一个算例验证了该方法的正确性和有效性。     

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。     

基于层次分析法的孤立微电网多目标优化运行

针对微网运行中风机出力和光伏出力等随机性因素,建立了基于机会约束规划的孤立微电网经济运行模型。以包含风力机、光伏、负荷、储能和微型燃气轮机的微网为例,以微网运行的成本作为总的目标函数,将运行中机组的运行成本、运行过程中机组所排放的CO2的处理费用和机组所排放的SO2的处理费用作为三个子目标函数。在处理三个子目标函数的权重时采用层次分析法,在处理机会约束时采用序列运算理论中的卷和运算。最后通过Tomlab优化工具求解目标函数,得到微网运行的最优目标以及在最优目标时各个机组的出力情况。     

考虑风光互补特征的多微网系统自治经济调度模型

随着多微网新能源渗透率不断提高,风电、光伏等新能源的随机性及不同运营主体间的利益博弈给传统经济调度模式带来挑战。为提高多微网系统安全性及经济性,提出了一种考虑风光互补特征的多微网系统自治经济调度方法。以多微网系统经济运行成本最优为目标,同时考虑多场景下的机组调节费用,基于Copula理论形成风电、光伏典型场景生成方法,运用目标级联分析法建立双层优化模型,实现微网、配电网自主独立优化。以IEEE 33节点系统为例,比较考虑风光相关性与仅考虑随机性情景的多微网系统经济性,并与集中式调度方法进行对比,验证了考虑风光互补特征的调度方法可提高系统经济性,并在极端场景时提高系统鲁棒性。     

微网功率不确定性模型及其在旋转备用优化中的应用

微网运行中存在发电单元故障停运以及可再生能源发电单元出力和负荷的波动性,从而合理安排旋转备用容量是维持微网安全、经济运行的重要环节。基于风电出力、光伏出力和负荷日前预测误差模型,利用全概率公式分别构建了综合预测误差及故障停运的风电和光伏出力不确定性分布模型,通过离散化风光出力和负荷不确定性分布与可调度机组停运概率分布联合生成微网功率不确定性离散分布模型,进而提出了计及微网功率不确定性以微网运行成本最小化为目标函数的微网最优旋转备用计算模型并考虑了微网向主网提供旋转备用。最后通过一个微网系统算例,采用混合整数遗传算法优化求解微网最优旋转备用值,验证了所建模型的合理性。     

微网中光伏电源并网容量的优化配置研究

针对光伏微网系统中光伏并网容量的优化配置展开了深研究,以网损微增率指标对节点进行排序,采用该指标对微网中光伏电源并网进行了位置的最优配置.在选择光伏电源并网位置的基础上,将微网中光伏电源并网容量的确定转化为同时考虑电压约束和网损降低的双目标非线性优化规划问题,采用近似线性变化对目标函数进行迭代求解,实现了光伏并网容量最大化.算例仿真结果验证了所提方法的正确性和可行性.     

交直流混合微网优化配置研究

交直流混合微网结合了交流微网与直流微网的优点,其优化配置问题是目前研究的热点。围绕包含风力发电、光伏发电和储能电池的交直流混合微网系统,综合考虑了换流器配置、设备的随机故障、微网的运行模式、子微网间的交互功率和微网与主网的交互功率波动约束,建立了以安装成本、运行成本和可靠性成本之和为目标的优化模型,运用混合整数线性规划求解。讨论了不同直流负荷比率下的合理配置,并与传统交流微网进行了对比分析。算例表明:交直流混合微网在成本和可靠性方面有一定优势,并随着直流负荷比率的增大优势更加明显。     

计及微网负荷特性的配电网动、静态无功设备优化配置方法

针对大容量光伏以微电网的形式接入配网后的电压越限和经济性问题,本文建立了微网运行模型并提出了一种可投切并联电容器组(C)和静止无功发生器(SVG)协调规划的无功补偿设备优化配置方法。首先考虑了微网内多种电源和储能出力特征、运行成本和电价机制,构建了基础微网发电控制策略规则和微网并网负荷的概率多场景通用出力模型。在此基础上,建立了动、静态无功设备协调配置的双层优化规划模型,下层模型考虑设备最优运行方式;上层模型优化了无功设备的配置方式。通过修改的IEEE 33节点为算例验证了模型的有效性,仿真结果表明,该方法针对含大容量随机性电源的微网并网情况能有效提高电压合格率、降低网损,提高经济效益。     

基于SMDP的光柴储独立微网能量控制策略优化

考虑含光伏发电装置、储能装置和柴油发电机组的独立微网系统,以提高微网长期运行经济性为目标,研究微网能量管理优化问题。首先对系统的随机动态特性进行建模,即针对光伏发电和负荷变化的随机特性,将微网系统的能量控制建模为半马尔可夫决策过程(SMDP);然后采用随机动态规划算法对最优策略进行求解,得到微网在不同的光伏发电功率、负荷需求、储能荷电状态等级和柴油发电机组运行数量下对柴油发电机组和储能装置的最优控制行动。仿真结果说明了所建随机模型的合理性和优化方法的有效性。     

并网运行风/光/储微电网容量配置双目标优化

目前关于微网电源容量配置的研究主要针对独立运行情况,虽配置结果可保证系统运行的可靠性,但增加了冗余投资。针对并网运行的风/光/储微电网,制定了其运行策略,分别建立了微网经济性和供电可靠性模型,采用多目标模拟退火粒子群优化算法求取模型的最优解集,得到了微网中风力和光伏发电及储能系统容量配置方案。结果表明,相比于独立运行,在相同的可靠性要求下,以并网运行的角度配置风/光/储微电源容量关系,可明显降低微网投资成本。     

光储气微网优化运行研究

对于天然气与新能源发电协同运行的研究有利于提高风、光电的消纳比例。但新能源与天然气互补组成的微网系统仍存在可靠模型约束条件考虑欠缺及相应算法精度有待提高的问题。为解决该问题,依据微网系统实际运行工况和运行方式,建立了一种以经济运行为目标,包含光伏发电、储能系统、天然气发电的微网协同优化运行模型。针对模型求解算法精度较低的问题,将狼群算法的搜索策略及速度公式进行了改进,提出结合狼群搜索及淘汰机制的狼群-粒子群混合算法,加快了对模型求解的收敛速度,并提高了算法的寻优精度。最后对所搭建的模型进行计算求解。求解结果表明,改进的混合算法能够提高微网内各系统间的协同效果,降低了微网波动对配电网的影响,具有较好的应用前景。     

计及重要负荷的工业光伏微电网储能优化配置

工业光伏微电网配置储能时需考虑其负荷特性,在保证供电可靠性的前提下最大化提升光伏利用率。在详细分析工业重要负荷的运行特性和启动冲击特性基础上,结合工业分时电价机制,给出了适合工业微电网的储能系统充放电策略。进而以光伏利用率最大和年净利润最大为目标,构建了工业光伏微电网的储能容量优化配置的多目标优化模型,并采用NSGA-II算法对所建模型进行求解。将优化方法应用于广东某实际工业光伏微电网中,结果表明经过优化的储能系统可在离网情况下保证系统中重要负荷的稳定运行,在并网运行时促进光伏的就地消纳。     

考虑随机性的微网能量优化调度模型

针对微网中风能和太阳能等可再生能源具有随机性和波动性的特点,提出了一种考虑随机性的微网能量优化调度模型,用以降低可再生能源发电预测不确定性带来的微电网和主网连接点(Point of common coupling,PCC)处的功率波动,使得微网对于主网成为一个可调度的单元,同时实现微网的经济调度。首先,采用拉丁超立方采样法(Latin hypercube sampling,LHS)和同步回带削减(Simultaneous backward reduction,SBR)技术生成可能的出力场景来描述风电和太阳能光伏发电出力的随机性。然后将PCC处能量波动引入目标函数,使得在系统期望成本最小的同时减小风电和光伏出力波动性对电网的影响,采用遗传算法求解该问题。仿真结果表明,该模型对含风电和太阳能光伏发电的微网优化调度的合理性和有效性。     

基于多通道迭代粒子群优化算法的微网经济调度

针对微网并网和计划孤岛运行方式下的经济调度问题,考虑分时电价差异及与主网能量交易,以最小化发电成本为目标,在由风电机组、光伏电池、燃气轮机和蓄电池组成的可再生能源的微网系统基础上建立了2种经济运行模型,同时通过对粒子群算法做出改进,提出了一种适用于多时段动态优化的多通道迭代粒子群优化算法并将其用于该文调度问题的求解,最后通过算例仿真证明改进算法的可行有效。