事件触发改进一致性算法的孤岛运行多逆变器微电网系统分布式二次调频方法

一致性算法常用于孤岛运行多逆变器并联微电网系统分布式二次调频控制,对逆变器之间通信的实时性要求很高。对此,该文提出基于频率补偿信号的改进一致性算法,基于频率误差越限建立事件触发机制,维持逆变器之间已有的下垂关系不变,实现孤岛运行多逆变器微电网系统二次调频。同时,基于该事件触发机制和李雅普诺夫函数,获得最短触发时间下界,完全避免了在短时间内无限次事件触发现象的发生。最后,采用MATLAB/Simulink针对包含4台逆变器并联运行的孤岛微电网系统算例进行仿真,结果表明,提出的方法相比文献采用的基本一致性算法通信量减少99%以上,最短触发时间间隔延长至数十ms量级;同时,由于该文方法不使用功率微分信号,微电网系统的动态性能更好。

基于深度强化学习的孤立多微电网系统频率和电压综合控制

分布式电源出力不确定性和负荷功率扰动给孤立多微电网系统稳定带来较大威胁。提出基于多智能体柔性动作评价(MA-SAC)算法的孤立多微电网负荷频率控制器(LFC),同时采用柔性动作评价(SAC)算法对自动电压调节器(AVR)的比例积分(PI)控制参数进行优化调整。建立了多微电网LFC和AVR组合模型。对于电压和频率控制器的设计,分别根据SAC算法和多智能体深度强化学习(MA-DRL)框架建立各自的状态、动作空间与奖励函数。选择合适的神经网络与训练参数经过预学习生成深度强化学习控制器。最后通过仿真分析,基于SAC算法优化的PI控制器能更快跟踪电压参考值;多微电网系统遭遇功率扰动时,MASAC控制器可以快速维持频率稳定。

基于碳流追溯的多微电网系统电碳耦合交易方法

随着碳市场及分布式发电交易市场的逐渐放开,经济激励式交易市场机制成为促进微电网碳减排的有效方法。该文提出了一种基于碳流追溯的多微电网系统电碳耦合交易机制,首先建立了微电网各设备元件碳排放模型及多微电网的碳流追溯模型,考虑到储能设备充放电行为引起的单位电能涉及碳排放量波动对碳流追溯结果的影响,提出了储能“附碳密度”参数,并推导出了考虑储能设备充放电特性时的碳流指标计算矩阵。对于微电网内用户,提出基于碳流追溯结果的动态碳排放因子驱动的用户低碳需求响应模型。在此基础上,提出了一种配网运营商参与协调的多微电网系统电碳耦合交易机制,实现电碳耦合交易背景下多微电网系统的优化调度,激励各微电网主体主动参与电碳耦合交易。算例结果表明电碳耦合交易便于微电网灵活运行,改善经济效益,在运行中再结合碳排放流则可显著改善多微网系统的环境效益,使用户积极参与低碳需求响应,促进多微网系统有效碳减排。

微电网系统的设计与优化

随着能源需求的不断增加和环境问题的不断加剧,清洁能源逐渐受到人们的重视。微电网作为一种新兴的电力系统,具有可靠性高、灵活性强、能源利用率高、环保节能等优点,被广泛应用于现代化的城市化进程中。微电网系统能够将传统的中央电网与分布式电源有机地结合在一起,形成一个自包含、自主控制的小型电网系统,提高了能源的利用效率和电网的稳定性。本研究的主要目的是探索一种有效的微电网系统设计和优化方法,以提高系统的能源利用效率和电网的稳定性。

高比例光伏能源接入微电网系统的功率调控技术研究

光伏发电具有间歇性和不确定性,接入电网后容易导致电网功率波动较大。因此,研究高比例光伏能源接入微电网系统的功率调控技术具有重要意义。基于此,文章通过径向基神经网络预测了高比例光伏能源的发电功率,基于光伏发电预测结果优化了配置系统储能容量,实现了高比例光伏能源接入微电网系统的功率调控。实验结果表明,功率调控技术能在提升高比例光伏能源接入节点有功出力的基础上改善节点电压偏差过大的问题,证明该技术可行且可靠。

基于碳排放的多微电网系统电碳耦合交易模式优化

随着“碳达峰”“碳中和”目标的提出,多微电网系统电碳耦合交易模式受到广泛关注。然而,现有模式存在电碳交易信息不对称、市场机制不完善、价格形成机制缺乏灵活性等问题。文章针对上述问题,从建立透明的信息共享机制、完善电碳交易市场机制、优化电碳交易价格形成机制3个方面提出了优化策略,以期提高市场效率,促进多微电网系统的低碳化发展,为实现“双碳”目标贡献力量。

基于固定时间滑模的直流微电网系统电压控制

针对含有恒功率负载的直流微电网系统,为了抑制恒功率负载的负阻抗性造成的系统直流母线电压振荡现象,采用固定时间滑模控制方法研究直流母线电压的控制问题。首先,建立含恒功率负载和储能单元的直流微电网系统的数学模型;其次,结合固定时间稳定性理论,设计积分型滑模面,在此基础上构造固定时间滑模控制器,通过对系统状态进行可达性分析,给出系统收敛时间上界的估计值;然后,通过对滑动模态进行稳定性分析,结合线性矩阵不等式求解得到控制器增益;最后,以含有2个恒功率负载和1个储能单元的直流微电网系统为例进行仿真实验,仿真结果表明,所设计控制器能够有效抑制恒功率负载扰动对直流母线电压带来的不良影响。

基于一体式再生燃料电池的并网型微电网系统建模及分析

一体式再生燃料电池(unitized regenerative fuel cell,URFC)是一种集成了燃料电池发电与电解水制氢于一体的电化学装置,与风力、光伏发电相结合后,在并网型微电网系统中具有广阔的应用前景。为此,提出结合URFC、风电机组、光伏机组和传统电网的并网型微电网系统模型,并采用净现值作为衡量系统投资合理性的经济指标。以湖北地区某工业园区为研究对象,提出氢电供应因子用于协调并网型微电网系统的能源调度,并通过粒子群优化算法对系统进行设备容量优化和投资评估。结果表明:并网型微电网系统存在最优系统容量配置,当氢电供应因子为0.8时,微电网系统的净现值为最大值,具有良好的投资可行性。

智能电网可再生能源微电网系统装备设计问题研究

文章旨在探讨智能电网可再生能源微电网系统的设计问题。首先介绍了智能电网和可再生能源微电网的概念和特点,其次对可再生能源微电网的系统结构、关键技术、经济分析等方面进行详细的分析和探讨。最后提出了可再生能源微电网系统设计的优化策略,以期推动可再生能源微电网技术的发展和应用。

考虑多时间尺度不确定性耦合影响的风光储微电网系统储能容量协同优化

可再生电源出力和负荷需求的强不确定性使得微电网储能容量优化成为一个极具挑战性的重要问题。该文提出一种同时考虑源、荷的随机不确定性与预测误差不确定性的微电网储能容量协同优化方法。该方法首先建立能量平衡能力指标和鲁棒性协调成本指标,分别用于刻画储能容量方案与微电网随机不确定性的定量关系,以及提升微电网优化运行鲁棒性的经济性代价。随后在充分计及储能容量规划与微电网优化运行的耦合影响前提下,构建包含所建两指标的微电网储能容量规划-运行双层协同优化模型。算例中采用复合差分进化算法对上述双层优化模型进行求解,仿真结果表明所提方法能够在保证容量优化方案具备较好经济效益的同时,有效提升微电网的并网友好特性水平。

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。

微电网系统的分布式优化下垂控制

针对微电网系统运行成本最优化问题,提出一种分布式优化下垂控制策略.首先,基于一致性理论,给出了一种分布式经济调度算法.采用矩阵摄动理论,分析了经济调度算法的收敛特性.其次,基于分布式优化调度解,设计一种新的分布式优化下垂控制器.在满足供需平衡以及各个发电单元运行约束的条件下,控制策略使得微电网系统运行成本最低.同时,提出的控制策略能够保证孤岛微电网的频率稳定在额定值.最后,通过仿真实例,验证了分布式优化下垂控制策略的有效性.

微电网系统母线电压和频率无静差控制策略研究

当外电网发生故障时,微电网系统与外电网断开,运行在孤岛模式。此时,由于微电网系统失去了外电网的支撑,微电网系统交流母线电压和频率需要采用下垂控制。针对传统下垂控制导致电压和频率存在静差问题,分析控制参数对微电网系统逆变器输出阻抗的影响,并研究系统输出阻抗呈感性的方法。在此基础上,提出无通讯线时消除电压和频率静差问题的控制方法,并分析下垂系数对系统稳定性的影响。最后,通过仿真和实验对控制方法进行了验证,仿真结果表明采用下垂曲线平移的办法减小静差,有功-频率和无功-电压下垂曲线垂直上移,没有发生明显的波动,而且按照设定的下垂系数比例进行合理分配;负载从680 W突增至1 050 W,再从1 050 W突减至680 W,两台逆变器输出电流迅速满足负载突变的要求,而且负载突变对母线电压影响较小。结果表明本文控制方法的正确性和可行性,研究结果将对微电网的稳定运行提供一定的理论及实验指导。

含有统一接口的微电网系统可靠性建模研究

采用统一接口系统的微电网可靠性问题较为特殊,需要单独建模。结合概率统计思想,将稳定性问题分为软件问题和硬件问题两大类,并提出了平均失效时间和最短失效时间的计算依据,根据电网结构的并联和串联规律进行有效失效时间的计算,进而评估整个微电网系统的可靠性,得出了基于概率统计和网络结构的针对微电网的可靠性建模方法。最终通过IEEE34节点测试系统进行计算,说明了该方法的计算流程。

通过下垂控制方法改善微电网系统自主运行的研究

文章表述了通过下垂控制方法,可达到改善微电网系统自主运行的目的,实现了基于全代码微电网的自主运行过程。本地分布式发电机的拓扑结构通常由并网逆变器和LCL滤波器构成,下垂控制旨在微电网孤岛效应发生后分散系统负载变化[1]。该下垂控制的优势是即使在瞬时阶段,也可以减少与额定频率之间频率的偏差。该方法的使用,使微电网从自主运行状态到并网运行状态的无缝转变得以实现。

基于复杂网络理论的微电网系统稳定性研究

电力网络系统发展到今天,基于还原论的电力系统分析方法已显现出一定的局限性。复杂网络理论从整体出发研究系统行为,弥补了经典电网分析的不足,应用复杂网络理论对电力网络的复杂性问题进行研究,已成为电力系统研究领域的一个重要方向。本文基于二阶Kuramoto模型,从电力网络信息系统的结构和运行特性出发,研究输电网络的脆弱性与稳定性问题,该研究将有助于我们更好地理解现代电网的运行机制和结构缺陷,为实现现代输电网络的结构合理和智能化稳定运行提供重要参考与依据。

南极泰山站多能互补微电网系统研究及实证

针对南极泰山站极寒、大风、高原缺氧等极端气候条件,设计高可靠性、高耐候性微电网系统整体架构,根据现场使用环境,研究并仿真计算了微电网系统的必要运行参数和安装实施方式。泰山站多能互补微电网系统研制突破了极端气候条件下太阳能和风能发电能力设计、光伏板防堆雪设计、多能互补微电网系统控制设计等关键技术,研究设计了在无人值守条件下能够自主运行的智能控制平台,通过并网运行与离网运行两种控制模式,构建了高效稳定的风、光、燃、储多能互补型智能微电网系统。系统安装在南极泰山站现场进行了验证性试运行,结果表明微电网系统的各项功能指标均能达到设计要求。南极泰山站多能互补微电网系统的验证性建设和成功试运行为我国在极地地区开展可再生能源利用起到良好的探索和示范作用。

基于递阶预测控制的多微电网系统能量管理

微网能量优化管理是实现微网经济、高效运行的重要保障。针对由多个相互关联的微电网组成的多微电网系统,提出基于分解-协调思想的递阶预测控制能量优化管理方法。通过协调利用多微电网系统中富余/缺省的能量,实现微电网的供需平衡和供电成本最小化。首先,根据多微电网系统中能量在微电网间的分配关系,建立多微电网系统的能量流动模型和能量管理优化问题;然后,采用对偶分解方法将多微电网能量管理优化问题分解成两层结构,并引入拉格朗日协调因子,通过迭代更新协调求得最优解。最后,通过数值仿真证明文中提出的算法能有效提高新能源利用率,并实现对用户负荷需求的实时跟踪。

多微电网系统的竞价机制设计

采用合作博弈理论解决多微电网之间竞价、收益分配的问题,同时提出微电网在市场中身份二重性的判断方法,使其售购电身份随实时电价、负荷需求变化。通过引入微电网报价矩阵,建立了买卖双方多个主体参与的竞价交易机制,利用包含约束条件的非线性规划函数对模型进行求解。以3个微电网构成多微电网系统为例进行仿真计算,结果表明:该模型实用可行并总能找到使交易总成本最小的策略组合;同时,该策略能激励微电网按真实成本报价,避免其投机行为。

基于合作博弈的多微电网系统灾后恢复决策模型

配电网由于灾害等原因停电时,处于该配电网中的多个微电网之间可以进行合作,实现合作区域内储能等资源的优化利用,提升关键负荷的供电可靠性。本文提出一种基于合作博弈的多微电网系统灾后恢复决策模型。建立了多微电网的合作博弈模型,研究了各微电网合作的条件,并根据Shapley值对合作联盟的收益进行分配。实际多微电网系统的测试结果,验证了本文所建立的基于合作博弈的多微电网系统灾后恢复决策模型的正确性。