微网能源系统的滚动优化管理

以上海某园区微网为例,提出一种包含分布式能源、储能、可平移负荷3类电力资源的能源管理优化方法。该方法首先将可再生能源进行完全消纳,然后运用可控分布式能源、储能和可平移负荷对削减后的微网负荷进行第二轮优化。考虑到优化问题存在大量的非线性规划,提出分解迭代算法,将"源–荷–储"3类可控资源利用粒子群算法进行独立求解,并通过迭代使得整体解逼近全局最优解。同时,本系统针对微网预测困难,提出滚动优化方法,提高整体优化的准确性和实时性。算例结果验证了该方法的有效性。     

基于遗传算法的微网能量优化管理策略

本文提出了一种基于遗传算法的微网能量优化管理策略。解决了储能单元涉及多时段的复杂规划问题,将储能智能管理、经济负荷分配、运行效益优化等问题转化成为单一优化问题进行求解,降低了算法的复杂度,充分考虑到微网的运行特性,使其在保持对可再生能源充分利用的同时达到利润最大化。提出以微网内储能原件荷电状态及电压百分比作为决策变量,对不同形式分布式发电系统建立统一的约束矩阵模型,充分考虑了分布式能源发电能力的动态变化,使分布式发电系统能量管理更有效。能量管理模型对储能单元与分布式电源统一建模,将储能智能管理、经济负荷分配、运行效益优化等多目标优化问题转化成为单目标优化问题进行求解;设计了两种运行策略,实现了微网在孤立和并网两种模式下的经济运行,采用改进的遗传算法进行求解。通过一个小型微网算例验证了所提模型和算法的有效性,算例结果表明该模型实现了微网的最优运行,相关结果可用于微网的经济效益评估。     

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...     

含多分布式电源的微网能量管理系统分层控制策略

含多种分布式电源（Distributed Generation,DG）的微网对执行电能调度的能量管理系统（Energy Man-agement System,EMS）提出了新的要求,现有的EMS面临着诸多机遇和挑战。     

含储能的冷热电联供分布式能源微网优化运行

分布式综合能源微网具有冷/热/电/气多能耦合的典型特征,如何进行包含冷热电联供和多种储能设备的运行优化,一直是现阶段的重点和难点研究工作之一。本文建立了储能设备和冷热电联供系统模型,基于电/冷/热和烟气余热利用平衡等式约束、储能设备充放能约束以及系统各个设备上下限约束,并通过配置权重系数,以一个运行周期内运维总成本和CO2总排放量为综合运行优化目标。构建了某大学城典型场景,以储冷设备为例,配置储能设备的容量分别为0/2/4MW,分析了储能容量对分布式能源微网运行优化的影响。配置合适的储能设备容量,一个周期内的综合运行优化目标越低,越能兼顾经济性和碳排放的要求。     

基于分布式两级控制的孤岛微网网络化控制策略

针对传统微网下垂控制的网络化控制策略中数据传输随机丢包对系统控制精度和稳定性影响的问题,提出一种基于分布式两级控制的孤岛微网网络化控制方法。采用初级控制实现负荷分配,同时增加分布式次级控制部分弥补电压和频率偏差提高孤岛微网负荷分配精度并维持微网稳定,通过改进的分布式卡尔曼(Kalman)滤波估计微网电压与频率输出状态,可有效避免数据传输随机丢包对系统稳定性的影响。所提的控制策略可实现二次型性能指标的全局最优控制,且对较小程度的数据丢包率具有鲁棒性。仿真实验验证表明,所給出的控制方法是有效可行的。     

基于分布式储能谐波阻抗调节的微网电压控制

孤岛微网的电能质量问题受到越来越广泛的关注,利用孤岛微网分布式储能的特性对网内谐波进行优化控制是治理微网电能质量问题的有效途径。首先建立了分布式储能发电单元(DG)机组容量/谐波阻抗下垂关系,基于电压型控制策略(VCM)的DG等效谐波阻抗调节方法,给出了基于DG的孤岛微网谐波优化控制方案,最终实现了微网内DG对非线性负载引入的谐波功率均分,以及对公共耦合点(PCC)电压谐波的治理和稳定控制。最后通过系统仿真与动模实验验证了所提控制方案的有效性。     

含分布式混合储能系统的光伏直流微网能量管理策略

为了更好地管理大规模分布式光伏发电单元,将光伏直流微网划分为不同区域,且在不同区域配置了相应容量的混合储能单元与区域控制器以实现区域自治。根据各区域光伏电池输出功率与负荷功率间的关系以及储能单元荷电状态(SOC)的不同将系统分为5种运行模式,给出了不同运行模式下的能量管理策略,设计了光伏电池Boost变换器与储能双向DC/DC变换器的控制策略。最后,在Simulink中搭建了一个含多区域的光伏直流微网仿真模型。结果表明,所提方法在保证系统稳定运行的前提下,优化了各元件的出力。     

基于荷—储型微网的需求侧管理系统运行优化

以上海某科技园区微网为例,针对能源网节约用电费用和降低负荷峰值等目标,提出一种包含储能和可调控负荷资源的需求侧管理优化方法。该方法通过优化计算,预先制定储能资源和可平移负荷资源24h的运行状态,实现全天负荷的整体削减。考虑到整个优化过程为强非线性混合整数规划问题,求解困难,在粒子群优化算法基础上,提出经济性启发式规则和分解迭代思路相结合的求解策略。算例表明,文中提出的优化策略不仅降低了能源网整体负荷峰值,而且减少了能源网的用电费用。相对集中式算法,所给出的优化算法计算速度快,且结果与集中式算法接近。     

基于分布式电源的微网的设计与运行

结合微网和分布式电源的特点,着重讨论了其设计、运行、优化、控制等问题.通过设计实例,指出微网的设计要遵循安全可靠、功率平衡、运行灵活的原则;分析了微网的结构和运行方式,对于并网运行模式、孤网运行模式、双模式进行了详细说明,提出在不同的运行模式下微网设计的特点;对于微网和分布式电源的控制系统和优化运行提出了建议,提出了建...     

基于分布式电源与电动汽车的微电网能量调度策略

通过调动本地负荷包含电动汽车的储能模块,对分布式电源输出功率进行消纳,为微电网功率的波动提供了可靠的解决方案。针对微电网的能量管理系统提出双层超前调度策略,其中上层维持微电网长期能量平衡,下层通过调动储能以及电动汽车协调充电,实现微电网平滑的交换功率。基于一座典型微电网的运行数据,利用Simulink平台在多种情景下进行仿真,验证了所提出微电网能量管理策略。     

基于非线性多智能体系统的微网分布式功率控制方法

传统下垂控制方法存在难以使微网负荷功率按照分布式电源容量合理分配的问题,为此在分析功率分配机理基础上,针对含多个分布式电源的微网,提出一种基于非线性多智能体系统的分布式功率控制方法。该方法在不影响有功功率分配精度前提下,通过引入有功扰动项使负荷无功功率可按照分布式电源容量实现精确分配。同时,为保证系统输出频率和电压均稳定在额定值或偏移很小,基于一致性和输入/输出线性化理论,在分布式电源多智能体网络拓扑结构下设计分布式非线性协同下垂控制器,弥补有功扰动引起的系统频率和电压的波动。仿真实验结果验证了所提控制方法的正确性和可行性。     

主动配电网能量管理与分布式资源集群控制

大量分布式资源并网运行的主动配电网,若采用传统集中式的调控决策体系,面临控制敏捷性、系统可靠性、海量通信和信息隐私等问题。文中设计了"集群自律-群间协调-输配协同"的主动配电网能量管理与运行调控的体系结构,并开发了相应的系统。然后,重点介绍了这种集群控制、多级协调的调控体系特点和关键技术:①主动配电网网络分析技术;②分布式集群调控技术;③考虑不确定性的配电网有功和无功协调优化技术;④输配电网分布式协调调度技术。最后,简要介绍了该系统在高比例分布式可再生能源配电网的应用效果,并对后续的研究方向进行了展望。     

微电网分布式电源控制研究

介绍了分布式电源的控制方式与实现机理,以及微电网能量控制的分类,分析了不同控制方式存在的优点与缺陷.阐述了微电网中分布式电源控制的研究方向,以期为进一步的研究提供参考.     

光储直流微网能量协调控制方法

直流微网中分布式电源出力的随机波动性,不仅会引起直流母线电压大范围波动,还会影响系统的稳定运行。对此,提出了一种光储直流微网能量协调控制方法,实现了因系统功率供需不平衡引起的母线电压波动的快速平抑。该方法优先利用新能源为负荷供电,通过设定并网变换器和储能模块的工作阈值以协调管理各模块间的能量流动,避免直流母线电压小范围波动引起电力电子器件频繁动作,实现能量的最优利用。在并网状态下,直流微网通过并网变换器与大电网进行能量交换;在离网状态下,光伏模块与混合储能模块协调配合给本地负载供电。其中,考虑混合储能模块的充放电裕量,结合超级电容功率密度大和锂电池能量密度高的特点,混合储能模块让超级电容先工作来平衡系统瞬时功率,提高系统的动态响应特性,减少锂电池动作次数,延长使用寿命。锂电池工作后,可以配合超级电容调整直流母线电压,防止超级电容达到饱和的速度过快。仿真验证了所提方法的有效性。     

多源/多负荷直流微电网的能量管理和协调控制方法

低压直流微电网的能量管理与协调控制是保证其可靠运行需要解决的关键问题之一。基于直流母线电压信号的传统控制方法在不同工作模式将引起直流母线电压存在偏差,对恒功率负载造成不利影响,进而引起系统不稳定。针对这一问题,提出一种基于本地信息的能量管理和协调控制方法。详细分析并网运行、变流器限流运行以及孤岛运行模式下的能量管理、切换条件和协调控制方法。在系统孤岛运行模式下采用一种开环桨距角控制方法并结合恒压控制,消除直流电压波动,提高电能质量和系统稳定性。最后进行仿真研究,仿真结果验证了所提出方法的有效性。     

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。     

微网的能量管理及其控制策略

为建设实验室微网监控平台,提出了能量管理系统的构成、任务和工作流程,并对其中经济调度和优化运行的数学建模方法进行了详细描述。针对实验室微网运行控制,提出了中央控制器和局部控制器相结合的控制策略,并用实验室微网仿真模型验证了上述控制策略的正确性,结果表明该控制策略能实现微网的优化管理、协调控制和无缝切换。     

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。