基于动态能耗模型的微电网经济运行优化

微电网系统是一个具有多能源输入的综合性能耗网络系统,系统高昂的运行成本已成为其大规模推广应用的一个关键性障碍。针对微电网系统内冷、热、电等多种负荷的能耗特性及能耗设备的运行特性,采用智能算法对数据进行分析拟合,得到系统内各能耗设备的动态能耗模型。通过分析一次能源对冷、热、电三种负荷的转换利用方式及各能源之间的互补关系,构建了微电网系统的经济运行优化模型,采用量子行为粒子群优化算法对其进行优化求解,得到系统的最佳能源结构及综合运行成本。考虑不同季节下系统的运行特点及负荷特性,利用不同的算例对所提模型的有效性和可行性进行了验证。     

基于系统动力学的双特性需求侧资源 效用评价机制研究

具有充、放电双重特性的电动汽车通过响应需求侧资源调度管理,在不同时段可提供不同的充、放电备用容量,从而辅助清洁能源实现真正意义上的清洁供给。鉴于电力供给系统的动态、时变复杂系统特性,利用系统动力学构建了双特性需求侧资源在促进清洁能源消纳上的效用评价体系。对利用系统动力学建立效用评价体系的机理进行了分析;对系统边界及因果回路进行了剖析。在此基础上,构建了基于系统动力学的效用评价模型。通过算例仿真,对评价体系的可行性、有效性进行了验证。     

计及水流补偿风险的梯级水电发电权投标决策模型

如何在天然来水不确定性引发的水流补偿风险背景下进行投标决策,是梯级水电参与发电权交易必须要考虑的问题。为此,提出了计及水流补偿风险的梯级水电发电权投标决策模型。在明晰水流补偿风险对梯级水电投标决策影响的基础上,基于梯级电站间彼此互动的复杂系统特性,利用元胞自动机为上、下游水电站联合而成的梯级共同体建模;根据是否具有水流补偿功能,将共同体内的上、下游电站分别视为龙头元胞、基础元胞,将补偿水流量、发电权申报量、价格作为各相关元胞的状态,并基于风险管控思想和水力发电等原理,分别建立龙头元胞和基础元胞的状态及状态转换决策模型,进而实现水流补偿风险与电站出力的关联;以最大化梯级共同体的申报量为目标,上、下游元胞按照邻域关系互动,利用水力发电等原理,建立梯级共同体参与发电权交易的协同投标决策模型。     

偏远地区微网结构探讨

典型微网网架结构是微网能量管理、控制、保护与稳定的基础。结合普通电网结构特点,参考当前国内外微网结构特点及其发展方向,依据典型偏远地区地理特点,将偏远地区的微网结构根据其人口分布的特点设计为人口极为稀疏的单户结构和偏远村落的多户结构,并对其运行的控制过程进行了说明。其中,重点介绍了在多户微网中采用的Agent控制方式。     

基于通道充裕度的电能交易策略评估模型

市场力风险会给电能交易带来严重危害,然而目前缺乏电能交易网络风险规避研究的方法。为此利用电能交易市场中流动的交易量将所有市场参与者连接为一个网络,将交易量的流动渠道定义为交易通道,然后基于适度冗余的思想,借鉴信息论中信息熵和自互信息的概念,构建了电能交易策略抗市场力风险性能的评估模型——通道充裕度模型。利用该模型对2种交易策略下的实际交易网络对比分析,得到了充裕度较高的交易网络具有弱化网络关键节点市场占有率能力的结果,表明所采用的交易策略在抗击市场风险和维护网络健壮性方面具有优势,证明了所构建模型的合理性和实用性,可以为电能交易风险规避决策提供了参考依据。     

太阳能等效转化利用模型及其效益研究

以能源局域网为依托,研究太阳能在转化利用过程中不同“能质”能量之间的等效转化关系及其效益模型。综合考虑负荷需求特性及当前能源消费价格因素对太阳能利用方式的影响,以太阳能利用率最大和系统运行综合效益最大化为目标,构建太阳能转化利用多目标优化模型;然后,采用量子行为的粒子群优化算法对模型进行优化求解,并与传统单一供能模式进行对比分析。结果表明,所提模型能有效提高能耗系统对太阳能的综合利用率及消纳能力,并取得更高的能售效益。验证了所提模型及其运行方式的有效性和可行性,为大规模太阳能的开发和利用提供了一个新的思路。     

电力网络结构特性分析

为获得电力网络结构的本质特性,对IEEE标准测试电网和一系列规模不等、发展历程不同、建设水平各异的实际电网,进行复杂网络典型特性分析和结构脆弱性的模拟仿真。分析电力网络节点度数在对数坐标和半对数坐标下的分布特性;探求电力网络特征路径长度、聚类系数的统计特性及与网络规模之间的关联关系;基于凝聚算法考察电力网络不同模型下的模块度。所分析的电网不具无标度特性,小世界特性与网络规模相关,而社团特性明显,表明社团特性是电力网络普适的结构特性。以负荷节点可连接的电源节点比例衡量电力网络的整体性能,考察社团间联络线遭蓄意攻击时网络性能的变化。所分析电网均表现出脆弱性,进一步验证对电力网络结构特性实证分析的结论。     

风能等效转化利用模型及其效益研究

以能源互联网为依托,研究了风能在转化利用过程中不同"能质"能量之间的等效转化关系及其对应的效益。为综合考虑负荷需求特性及供能价格因素对风能利用方式的影响,以风电利用率最大和系统运行综合效益最大化为目标,构建风能转化利用多目标优化模型;然后,采用量子行为的粒子群优化算法对模型进行优化求解;最后,在不同的供能模式下进行对比分析。算例结果表明,所提模型能够有效地提高能耗系统对风能的综合利用率及消纳能力,并取得更高的能售效益,验证了所提模型及其运行方式的有效性和可行性,为大规模风电的开发和利用提供了新的思路。     

计及风速相关性的电网静态安全风险评估

电网内的多个风电场由于地理位置比较接近,具有较强的风速相关性,会影响概率潮流的结果。采用Nataf变换建立多个风电场间的风速相关性样本空间,进而得到具有相关性的风电场出力。以风速相关性下的系统当前运行状态为基础,构成预想事故集,将全概率理论与排序集采样概率潮流相结合,进行风速相关性下的电网静态安全风险随机潮流计算,并对电网安全风险进行评估。在风电接入改进IEEE 30节点系统中使用RSMCS方法进行仿真,结果表明所提方法可准确、快速地评估风速相关性下系统当前运行状态的静态安全风险。