考虑多评价指标的可再生微能源网双层优化配置

在倡导低碳、高效的能源变革发展形势下,建设新型绿色乡镇能源系统势在必行.充分考虑乡镇地区自然资源特点,提出一种融合风、光、沼、地热的可再生微能源网系统,并对所需能源设备进行了建模;以传统能源系统为参照,设计了成本节约率、污染减排率以及能效提升率评价指标;综合考虑上述多元性能指标,搭建可再生微能源网双层优化配置模型,分别...     

考虑可再生能源消纳的CCHP微能源网优化配置模型

微能源网中电、气、热等多种能源相互耦合,其容量与运行协调优化是促进可再生能源消纳和提高能源利用率的关键。针对含冷热电联供系统(CCHP)的微能源网优化配置问题,首先分析了含电、气输入和电、热输出耦合的微能源网系统构架和能量流,提出考虑促进可再生能源消纳和提高能源利用率的运行策略,建立基于能量流的供热可靠性指标,然后建立考虑投资费用、一次能源消耗、CO2排放、供能可靠性的综合评价指标的含CCHP的微能源网系统容量和运行策略的优化配置模型。算例仿真结果表明,所建立的模型在保证系统供能可靠性下能够促进可再生能源的消纳并提高系统的经济性。     

基于改进PSO算法的微能源网优化配置研究

微能源网优化配置的求解算法存在易陷入局部搜索和收敛速度低两大缺陷,如何同时解决这两个缺陷是一直以来的研究难点.针对这一问题,提出了基于时变压缩因子和自适应变异的改进粒子群算法.针对经济优化配置,建立了包括多种分布式设备的微能源网架构模型和以年经济成本最低为目标,计及可靠性并含多种约束的优化配置模型.最后,结合具体算例,...     

考虑储能并计及光伏随机性的分布式电源优化配置

分布式电源接入后会给配电网节点电压、潮流以及网损等方面带来一定的影响,为提高分布式电源接入后的系统收益,对分布式电源的优化配置问题进行了研究。分别从综合社会收益和电力公司收益两个角度出发,建立将规划与运行相结合的分布式电源双层规划模型,在下层以综合社会收益和电力公司收益最大为目标的基础上,上层以年化总成本最低为目标对配网的分布式电源的接入点和接入容量进行优化。针对分布式电源的随机性,构建了基于核密度估计和K-means聚类的分布式电源出力典型日场景生成方法。以光伏和燃气轮机为例,基于典型10kV配网进行了计算分析,验证了本文模型的有效性。     

含加氢站运行的微能源网优化调度方法

微能源网内含电、气、热、冷等多种能源类型,可实现能源的梯级利用,有效促进风、光等多种新能源的消纳。相比电动汽车,氢燃料电池车具有加注时间短、续航能力强的优势,近年来得到快速发展。提出一种考虑加氢站渗透的微能源网优化调度方法,在满足用能区域内的电、气、热、冷等多种用能需求的前提下,制定加氢站的最优调度策略,有效促进氢能的发展与利用。算例中将微能源网与加氢站独自运行与含加氢站的微能源网集中运行进行对比,验证了所提模型及方法的优越性和有效性。     

考虑工程设备差异性的微能源网设备综合优化配置

微能源网设备的优化配置对提高其长期运行经济性具有重要作用,但现有优化方法未充分考虑待配置设备的参数差异性,对不同运行场景适应性不强.因此,重点研究了考虑设备差异性的微能源网设备优化配置方法.首先,基于设备关键参数构建待选型设备库,并对核心设备进行筛选.然后,结合多维度约束条件建立以设备数量为离散型变量的混合整数优化模型,利用线性规划求解器进行求解.最后,在不同场景下进行设备配置的方案对比,验证了设备库构建的完整性对规划结果具有一定影响,且以各型号设备的数量作为离散变量在多设备优化配置时具有一定优势.     

基于改进粒子群算法的微能源网优化运行研究

针对微能源网运行资源配置不合理的问题,以微能源网日运行成本最低为目标,建立优化运行模型,提出基于线性递减权重和压缩因子的改进粒子群算法,并用该算法对某地区的微能源网系统进行分析,结果表明该改进粒子群算法提高了算法的收敛速度和收敛能力,能有效降低微能源网运行成本,提高能源综合利用率。     

含干热岩增强地热系统的微能源网容量优化配置EI北大核心CSCD

随着我国高品质干热岩资源的发现,干热岩增强地热系统(hot dry rock enhanced geothermal system,HDR-EGS)以其清洁、稳定以及热电联供的优势受到广泛关注。基于青海共和盆地干热岩资源特点,提出了含HDR-EGS的微能源网架构。建立了包括干热岩热提取循环、地热发电系统和供热系统的HDR-EGS热电联供模型,充分发挥其作为灵活性调节资源的优势。构建了风、光发电与HDR-EGS联合供能的微能源网规划模型,提出了综合考虑投资、运行成本以及碳减排价值的微能源网容量优化配置策略,并通过算例验证了模型和策略的有效性。仿真结果表明,含HDR-EGS的微能源网既可以降低风、光发电系统的容量投资成本,还可以有效提升可再生能源消纳和供能的可靠性。     

基于弱鲁棒优化的微能源网调度方法

微能源网中的新能源和负荷存在不确定性,给系统安全运行带来挑战。鲁棒优化常用于处理不确定性问题,能够保证微能源网的安全性,但具有保守性强的缺点。而弱鲁棒优化能够有效改善传统鲁棒优化的保守度。文中对典型的微能源网进行数学建模,并构建了基于弱鲁棒优化的微能源网调度模型。模型计及可再生能源出力和负荷的不确定性,在能源供求关系中引入表征能源功率缺额的松弛变量,以微能源网的综合利润与惩罚项之差最大为目标,并通过对等式转化理论将不确定性约束转化为确定性约束,使其可通过常规优化方法进行求解。最后通过仿真算例进行验算,结果表明所提模型不仅可以改善调度保守性,提高调度经济性,而且可以适应不同决策者的调度要求。     

考虑生物质废物分类处理的微能源网运行优化模型

针对无废城市与能源互联网背景下不断提高的微能源网自治能力和多运行模式调节需求,建立含生物质废物处理设施的电?热?氢?气微能源网优化模型.首先,分析不同生物质废物分类处理方法,针对干垃圾建立热解气化发电模型,针对湿垃圾和粪污建立发酵制气模型.其次,建立以微能源网运行成本最低和生态效益最大为目标的多目标运行优化模型.考...     

计及并离网频率约束的微电网容量优化配置方法

在新能源渗透率不断提升的背景下,微电网出现低惯量、弱阻尼的现象。现有研究主要通过改进控制策略、优化调度来提升微电网调频能力,但前提是微电网本身具有足够的调频容量。针对此问题,在微电网规划阶段加入并网和离网模式频率约束,建立混合整数线性容量优化模型。首先,对微电网内多种调频资源进行建模,构建综合频率响应模型并推导频率约束。其次,采用改进的自适应线性化方法将频率约束线性化并嵌入到模型中。最后,使用Gurobi求解器在多个微电网算例中进行验证分析,结果表明所提出的微电网容量优化配置模型能够在保证系统并网和离网频率稳定的同时达到最低的投建与运行成本。     

微电网跟踪调度计划双层双时间尺度实时控制策略

为了提升微电网跟踪调度计划的能力,并降低分布式电源和负荷的功率波动对跟踪效果的影响,提出一种利用由超级电容和电池储能组成的混合储能系统跟踪调度计划的双层双时间尺度实时控制策略。上层基于模型预测控制方法建立日内滚动优化模型,结合分布式电源和负荷的超短期功率预测结果,综合考虑一段时域内的跟踪偏差及混合储能系统的功率和荷电状态对跟踪调度计划进行滚动优化;下层在上层优化结果的基础上,采用基于荷电状态的混合储能系统实时控制策略对超级电容和电池储能的实时功率进行协调分配,进一步降低分布式电源和负荷的实时功率波动对跟踪效果的影响。通过仿真算例对所提控制策略进行验证,结果表明:所提策略不但实现了良好的实时跟踪调度计划的控制效果,而且优化了超级电容和电池储能的荷电状态。     

考虑源荷不确定性的光伏小镇鲁棒优化配置

光伏小镇能源系统是以光伏为主体,结合其它本地能源的综合能源系统。为充分利用太阳能和地热能,本文提出一种考虑源荷不确定性的两阶段鲁棒优化方法,引入不确定性调节参数以避免为保证供电可靠性而牺牲经济效益。建立以系统综合成本最小为目标的max-min-max两阶段鲁棒优化配置模型,对光伏小镇的光伏、热电联产机组、地源热泵、储能进行优化配置。光伏和负荷的不确定性采用不依赖于概率分布的盒式不确定集描述,以上下边界区间表示光伏和负荷的波动范围,形成鲁棒约束,通过列和约束生成算法和强对偶转换降低求解的复杂度。以我国北方某光伏小镇为研究案例,通过改变不确定性调节参数,能有效控制配置方案的保守性,在保证供电可靠性降低负荷缺电率的同时,降低了配置成本,弃光率也得到改善,方案具有很强的适用性。     

考虑光热集热单元的氢储能热电联供综合能源系统容量优化配置

氢储能技术具有零污染、效率高、来源丰富等特点,是太阳能高效利用的重要手段。但是当氢储能进行热电联供时,因热电耦合约束的存在,其供能灵活性较差。针对上述问题,设计了一种考虑光热集热单元的氢储能热电联供系统,将光热集热单元作为氢储能系统的额外供热源,以系统的供能经济性为目标,建立含光热集热单元的氢储能综合能源系统容量优化配置模型。以典型的综合能源系统热电联供为算例进行仿真,验证了光热集热单元对提升氢储能热电联供能力的有效性以及所提氢储能综合能源系统容量优化配置方案的经济性。     

考虑运行寿命内经济性最优的梯次电池储能系统容量配置方法

退役动力电池的梯次利用是电动汽车行业可持续发展急需解决的问题.为确保梯次电池储能系统的经济性,在规划阶段需对储能系统进行容量配置,提出了基于雨流计数法和等效循环寿命法的梯次电池寿命评估方法.考虑容量保持率变化对储能系统寿命和经济性的影响,以储能系统实际运行寿命内净收益总和最大为目标,提出了梯次电池储能系统容量配置方法,...     

提升弱电网新能源集群送出能力的调相机优化配置方法

针对提升送端弱电网系统强度及新能源消纳能力的技术需求,分析了短路比指标与新能源集群送出能力之间的关联;分析了调相机接入对短路比指标的影响;建立了兼顾弱电网系统强度和集群新能源消纳的调相机配置双层优化模型,内层模型以各新能源场站出力最大为目标,确定短路比约束下各新能源场站最大出力限值,外层模型以调相机配置容量最小为目标,计算各新能源场站实际出力与该场站最大出力限值的差值,对调相机配置容量进行校核。通过实际典型电网仿真分析表明,调相机优化配置后系统强度大幅提升,同时,98 % 的新能源场站最大可消纳空间达到各新能源场站理论最大可消纳空间的95 %。     

考虑新能源不确定性的调度计划安全稳定校核方法

基于发生概率最高的新能源功率预测数据进行确定性调度计划安全稳定校核,其结论与电网实际情况相差较大。为提高安全稳定校核结果的适应性,提出一种考虑新能源不确定性的调度计划安全稳定校核方法。基于传统确定性调度计划安全稳定量化评估结果,构建计及新能源场站预测功率置信区间约束的安全稳定裕度最小化模型,实现高风险计划方式的有效识别。基于有功灵敏度对新能源场站进行等值聚合和不确定性变量降维,提高安全稳定裕度最小化模型的求解效率。基于并行处理平台进行调度计划多方式分组并行安全校核,得到考虑新能源功率预测不确定性的安全稳定校核结果。所提方法可有效提升高比例新能源电网调度计划安全稳定校核的准确性和时效性,实际电网算例验证了所提方法的有效性。     

考虑灵活性需求时空特性的电网调度计划与评价

高比例可再生能源频繁波动使得电网调度更加复杂,因此需充分发挥电网灵活性资源的调节作用。在考虑灵活性需求时空二维特性以及调度计划灵活性的基础上,提出以爬坡时间裕度作为衡量机组爬坡能力的指标,并采用标准差描述爬坡时间裕度的均匀性;建立同时考虑均匀性和经济性的多目标优化调度模型;对调度方案进行灵活性评价,形成具有卡尺功能的电网灵活性评价图,对于多样化的灵活性需求,可在评价图上快速定位相应的调度方案,并判断是否存在消纳不足问题。IEEE 30节点系统算例仿真结果表明,均匀性对于提高电力系统灵活性具有重要意义,验证了面对不同灵活性需求给出合理调度方案的可行性与有效性。     

考虑建筑物遮蔽的电力应急通信基站选址双层优化方法

电力应急通信基站仅依靠人的主观经验部署存在不足。因此,考虑建筑物对基站信号的遮蔽影响,基于单兵前往灾区勘测的回传信息,对研究问题进行图形化描述。在此基础上,提出了电力应急通信基站选址的双层优化模型。上层以基站间信号传输损耗最小为目标,在划定的基站可选位置范围内,针对非线性模型,利用粒子群算法优化基站的预选位置。下层以基站间信号传输路径与建筑物的间隔距离最大为目标,利用支持向量机优化基站的最终位置,并传递回上层以计算信号传输损耗,通过迭代优化获得基站的最优部署位置。通过在算例中与单层模型比较,验证了所提方法的可行性与有效性,可为发生重大自然灾害后电力应急通信网的搭建提供技术参考。     

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。