微电网分层分布式能量优化管理

以系统经济性、环保性、供电可靠性为优化目标,提出基于多代理系统的微电网分层分布式能量优化管理策略,将传统集中式能量优化转变为包含细化变量定义域的微电源分布式计算、基于遗传算法的中心控制器优化、修正优化解的分布式并行调节以及生成最终解的全局协调这4个阶段的分层分布式能量优化,并将各微电源的运行特性与用户控制目标以约束条件的形式,分散到各阶段予以实现。在此基础上,分别针对微电网单目标与多目标优化问题,介绍了各单元代理在每个阶段的工作任务和协作关系,并利用MATLAB和JADE平台构建针对未来24 h的系统优化算例。计算结果表明所提分层分布式能量优化策略能够弱化对微电网中心控制器性能的要求,并且具有更快的运算速度和较好的优化效果。     

用户侧微电网的能量管理方法综述

用户侧微电网是协调分布式发电与用户负荷的有效载体,而能量管理系统是提高其运行效用的重要途径。从用户侧微电网的能量管理需求与应用特点出发,系统论述了在线凸规划、在线模型预测控制、李雅普诺夫优化和在线线性规划等四类在线算法的基本原理。综述了其在微电网或类似系统能量管理中的应用情况,分析了不同在线算法的特点、性能、适用范围及评价指标。最后,简要总结了目前存在的难点问题与发展前景。     

基于多智能体一致性算法的微电网分布式分层控制策略

在含有分布式电源的微电网中,下垂控制会导致系统频率、电压偏离额定值,需要上层控制环节来消除偏差。然而分层控制中大多数控制策略都需要集中式的控制中心,对通信依赖度高,具有一定的局限性。文中结合微电网分层控制的基本框架,以实现每一层的分布式控制为目标,提出了基于多智能体一致性算法的分布式分层控制策略,以维持微电网系统频率和电压的稳定,以及实现有功、无功负荷在分布式电源间的灵活分配。文中提出的控制策略采用完全分布式的控制方法,在每一层控制中均不需要集中式的控制中心,适用于拓扑结构多变的微电网。最后,通过MATLAB/Simulink仿真平台验证了该控制策略的有效性。     

基于多智能体的用户分时电价响应模型

科学制定峰谷分时电价政策,有利于提高系统可靠性与经济性。基于多智能体技术,提出了智能体系统（multi．agentsystem,MAS）总体框图,阐述了供电智能体、用户智能体和政府部门智能体的学习过程及其相互影响,结合电量电价弹性矩阵,考虑了不同用户的用电和响应特点以及用户智能体内部的相互影响。仿真过程可以动态显示供电智能体的调整动作、用户智能体的响应行为和负荷越限情况,以及政府部门智能体的干预行为。仿真结果表明：根据文中模型获得的峰谷分时电价策略具有更好的“移峰填谷”效果,兼顾供需双方的经济利益和用户用电习惯,供电、用户、政府智能体间实现信息共享。     

直流微电网能量管理综述

随着微电网技术的不断发展,不少技术难题逐渐出现,例如微电网的规划设计、微电网的保护与控制、微电网的能量管理、微电网的仿真分析等。这些技术难题也是微电网领域的研究热点。相较于交流微电网,直流微电网更具有优势。通过总结直流微电网能量管理的研究现状,分析直流微电网中不同的能量管理策略,并比较不同策略间的优缺点,最后总结为该领域的进一步研究和发展提供参考。     

适用于工业园区的微电网系统能量管理

为了提高微电网系统输出特性,满足工业园区并网要求,提出一种基于功率预测、前馈控制的微电网系统能量管理策略。通过功率预测,高效控制微电网系统输出功率,跟踪厂区负荷;基于前馈控制的储能波动平抑,有效平滑系统输出,并提高电池应用效率。在RTDS实时仿真平台上,结合能量管理器,搭建微电网系统硬件在环测试平台,MW级风光储微电网系统工程的长期稳定运行验证了所提算法的有效性和稳定性。     

风力发电无储能型微电网能量管理方法研究

为解决分布式风力发电输出功率的间歇性对电网产生较大的冲击及其产能过大造成的能量浪费等问题,设计一种无储能型微电网系统进行风力发电输出电能的多级调度.提出一种针对该微电网系统的分层控制方法,控制系统通过逐层对微电网系统电能的控制调度,减小风力发电间歇性导致的大功率波动并解决产能过剩的问题.最后,采用Matlab/Simu...     

风柴储海水淡化独立微电网系统能量管理方法

针对包含大型风力发电机、柴油发电机、储能及海水淡化的独立微电网系统,本文首先根据其运行目标和运行特点提出了独立微电网系统的两种运行模式,然后针对两种运行模式提出了基于超短期风速预测的微电网实时能量管理调度策略。采用基于遗传算法-神经网络(GA-BP)的预测模型进行风速预测,并根据超短期预测结果,确定当前系统的运行模式,制定海水淡化负荷的投切计划,以及风机输出功率的限制指令,从而在保证系统稳定运行的基础上,实现可再生能源发电出力与负荷的实时平衡,从而达到减少柴油发电机运行时间、充分利用风力发电的目标。最后采用基于实时数字仿真(RTDS)搭建的数模混合仿真平台针对两种运行模式的控制策略进行了仿真验证,实验结果表明本文所提策略的可行性和正确性。     

微电网能量管理研究

微网作为传统电网的衍生,由其自身的网络结构及分布式电源等新特性,使得传统的能量控制方法已不适用于微网。首先对微电网的结构特点进行了描述,接着从单微网的本地能量调度延伸到多微网之间的能量协调以及经济运行优化等方面进行分析,最后对微网能量管理的研究现状进行了总结,指出了微网能量管理的发展需求和趋势。     

含钠硫电池储能系统的微网多时间尺度能量管理策略

针对包含钠硫电池储能系统的微电网,文中以微网运行成本最小化为目标,同时考虑钠硫电池的荷电状态和使用寿命,提出一种针对含钠硫电池储能系统微网的多时间尺度能量管理策略,分别对微网能量管理策略的日前调度和实时调度进行建模。最后以一个微网系统作为算例,通过日前调度结果和实时调度结果的比较分析可知,多时间尺度的能量管理策略可提高微电网运行效益,而实时调度计划基于超短期功率预测,可对日前调度计划进行较大程度的修正,保证微电网的经济优化运行。     

微电网改进多时间尺度能量管理模型

为减小可再生能源随机性和波动性给微电网稳定经济运行带来的影响,考虑到可再生能源预测精度随时间尺度减小而提高的特点以及不同时间尺度能量管理之间的强耦合关系等因素,在常规多时间尺度能量管理框架的基础上,提出了微电网多时间尺度能量管理的改进模型及其协调控制策略,即通过在超短期调度与实时控制之间增加超超短期调度,在长期调度与短期调度之间增加缓冲边界约束,在超短期调度中加入与长期特性有关的储能荷电状态惩罚项等改进措施,实现对微电网能量管理的逐级细化、优化求解以及全局和局部的协调。实际系统验证表明,相比常规多时间尺度能量管理,所提改进模型及其协调控制策略具有精度高、求解速度快、充分协调各时间尺度优化等特点。     

电力系统多时间尺度灵活性指标研究

为了更好地解决间歇性电源接入电网的问题,应对风电的不确定性,考虑负荷的变化,提出了电力系统多时间尺度的灵活性评价模型。首先对风电的不确定性进行了介绍,阐述了灵活性的概念和特点,从应对电网中风电场出力变化能力的角度,针对负荷的变化,列举了3类不同的时间尺度,提出了基于不同时间尺度下系统响应电网中风电场出力变化最大速率的灵活性评价模型;对具体的灵活性评价数学模型进行阐述,并利用内点法实现了模型的求解。最后,以甘肃电网为例,对文中提出的灵活性指标进行了具体的算例说明。     

微电网能量管理系统中的公共信息模型扩展

能量管理系统应用程序接口标准IEC 61970的出现,促进了电力系统自动化向网络化、集成化发展。在IEC 61970的基础上进行公共信息模型扩展,提出了支路的概念,建立了光伏、风电、储能等不同支路模型;在此基础上建立高效低碳的微电网具体公共信息模型,构建完整的微电网信息模型,并将其应用到光储微电网能量管理系统的设计中,为进一步开发微电网能量管理系统高级应用程序提供了统一接口。     

电网多时间尺度接纳可再生能源能力评估指标体系

以风光为代表的非水可再生能源发电出力具有波动性和随机性,这使得电网在日常调度中将风光发电出力视为负负荷,系统内风光比例的增多会增加不可控因素,使得电网接纳风光发电能力受到限制。限制因素包括电网调峰能力、电网调频能力、风光出力特性、负荷特性、电网外送通道等,构建电网接纳可再生能源能力评估指标可以反映电网的"饱和程度",为电力系统的规划运行提供参考和评价依据。根据影响电网接纳能力的多种因素构建多时间尺度的电网接纳可再生能源能力评估指标体系,分别从电网短期、中期和长期3个时间尺度,兼顾系统运行安全和经济因素,系统地评估电网接纳能力。通过指标量化值反映电网对不同比例的可再生能源的接纳程度。     

智能微网中铅酸电池储能系统控制策略

介绍了铅酸电池储能系统组成,包括铅酸电池组、电池管理系统（BMS）和储能变流器（PCS）,对铅酸电池储能系统的并网PQ控制、离网V/F控制、并离网切换控制和恒压浮充控制等控制策略开展研究,在此基础上研制了250 kW/800 kW·h铅酸电池储能系统,应用于扬州经济技术开发区智能电网综合示范项目中,试验证明所采用的控制策略能够满足运行要求。     

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。     

微电网能量管理系统开发与应用

通过电气结构和控制架构设计,完成了硬件系统的搭建;在此基础上,围绕微电网与配电网友好互动的目标,进行软件系统平台和应用功能设计,开发了基于四维能量管理空间的微网能量管理系统,实现了微网短时的功率平衡和长期能量管理。     

Real-time Energy Control Approach for Smart Home Energy Management System

Abstract

This article investigates a real-time energy control approach for a home energy management system, including the electric water heater, air conditioner, clothes dryer, electric vehicle, photovoltaic cell, critical loads, and battery system. A demand response mechanism is proposed to enable households to participate in demand response services. Half-hour-ahead rolling optimization and a real-time control strategy are combined to achieve household economic benefits and ability to deal with complex operating environments. A fuzzy logic controller is utilized to determine battery charging/ discharging power; proper rules are proposed to ensure benefits from operating the battery under the real-time electricity price. The simulation test results indicate that the proposed control approach can optimize the schedule for home appliances and battery charging/ discharging behavior, even if the forecasted information is not accurate. A physical test platform has also been established and tested in the lab to support the operation of the whole system.     

智能化村镇户用电管理系统

阐述智能农网的发展状况,提出智能化村镇户用电管理系统的物理架构,并基于J2EE架构设计Web界面方式的智能化村镇户用电管理系统。该系统具备电网用电监控、双向互动服务、用户多样化服务等功能,实现了全面、高效、智能化的农村用电信息管理,对推动农电企业用电管理工作发展具有现实意义。