微电网多目标动态优化调度模型与方法

为实现微电网系统运行的经济和环境双重优化目标,以独立的系统仿真模块和运行优化模块为核心,建立了微电网多目标动态优化调度的一般模型。仿真模块使用能量模型对系统调度方案的经济、环境指标进行评估,运行优化模块则使用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ,结合仿真模块的评估结果对调度方案进行优化。在NSGA-Ⅱ中引入了初始点引导技术和去重操作,有效地改善了算法的收敛性能和Pareto前沿的分布特性。将该模型和方法应用于典型风光蓄柴微电网系统的日前优化调度,证实了所建模型和所提方法的有效性。

独立微网系统的多目标优化规划设计方法

该文围绕包含柴油发电机、风力发电、光伏发电和铅酸蓄电池的独立微网系统中的容量配置问题,提出了包含微网全寿命周期内的总成本现值、负荷容量缺失率和污染物排放的多目标优化设计模型。该优化模型在控制策略上,考虑了多台柴油发电机的组合开机方式、储能电池与柴油发电机之间协调控制策略,以及系统备用容量等问题。在优化变量上,选取设备类型和装机容量同时进行设计。最后利用自主开发的微网优化设计工具,针对某独立海岛微网系统开展了不同目标组合、不同控制策略下的分布式发电单元和储能电池的优化配置方案研究。

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。

风柴储生物质独立微电网系统的优化规划设计

对某偏远原住民社区现有供电系统、负荷及自然资源情况进行了分析统计,提出一种包含风柴储生物质的独立微电网解决方案,以替换现有的柴油供电系统。根据各分布式电源的技术特性,提出一种改进型负荷跟随控制策略,以柴油发电机组和生物质发电系统分别跟随系统内不同时间尺度下的净负荷波动,储能系统主要起系统稳定控制作用,可显著提高可再生能源渗透率,减少柴油消耗量,并能优化储能系统的容量配置和运行工况。以系统20年寿命周期净现值费用与污染物排放最小为优化目标,采用改进型非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),开展了系统方案的综合优化设计,结果表明了优化设计方案的可行性。

风柴储生物质独立微网系统的优化控制

生物质资源是广泛存在且可存储的绿色可再生能源,但生物质发电技术在偏远地区的独立微网系统中应用较少。该文围绕风柴储生物质独立微网系统,基于各分布式电源运行特性,提出一种包含正常运行时的经济运行调度和大扰动时的紧急功率控制的双模式优化控制方案。柴油发电机组运行于发电效率较高的基点运行功率附近,吸收净负荷的瞬时波动,并提供系统运行备用容量;生物质发电系统视净负荷的波动出力,和风电实现有效的合作发电,提高可再生能源渗透率;提出一种新的电池储能系统控制方法,优先紧急功率控制,削峰填谷次之,减小储能容量配置需求,优化运行工况。针对某偏远社区的独立微网系统,从基于准稳态的系统运行经济性和典型运行场景下的暂态稳定性两个层面进行仿真研究,结果验证了方法的有效性。

基于灵敏度分析的微电网互动运行成本计算方法

微电网与配电网互动运行的成本决定了其参与配电网运行的深度和广度。提出了一种基于灵敏度分析的微电网互动运行成本计算方法,首先设计了微电网与配电网互动运行的架构,然后考虑微电网的购电成本、售电收益、分布式电源发电成本,建立了微电网的优化调度模型,并在此基础上建立了考虑配电网互动容量需求的微电网优化调度模型,通过灵敏度分析得到了微电网互动容量与互动成本之间的关系,最后通过典型的微电网算例验证了所提算法的有效性。

计及高比例可再生能源运行特性的中长期电力发展分析

面对日益严峻的气候和环境问题,过去的高消耗、高排放的能源发展模式已难以为继,建立以可再生能源为主体的能源,特别是电力供应体系,实现能源清洁低碳转型发展成为大势。首先,介绍了面向高比例可再生能源的中长期电力发展研究思路。接着,提出了多区域、多场景中长期电力规划模型,该模型以全社会电力供应成本最小化为优化目标,考虑了电力系统扩展规划、运行、发电资源及能源电力政策等多方面约束;通过电力系统运行模拟在规划问题内的适度耦合,可计及风光等可再生能源发电的随机性与波动性。最后,基于所提规划模型,展望了中国2050年高比例可再生能源电力系统的电源格局与电力流,并对系统整体运行情况进行了分析。

定、变速抽水蓄能机组调度决策关键技术研究

针对抽水蓄能定速和变速机组不同的运行特性进行了分析,构建了基于混合整数线性优化的抽水蓄能与其他各类型机组的联合调度模型。模型计及了机组的运行工况、水库库容、循环类型等抽水蓄能机组约束,还考虑了频繁启停和稳定区外运行给机组带来的损耗问题。利用CPLEX求解器对模型进行求解,省级电网的实证算例分析表明,模型可在考虑机组经济寿命前提下,有效安排抽水蓄能定速和变速机组调度运行出力,充分发挥机组调峰填谷和消纳新能源的作用;变速机组因其灵活的调节特性,能更好地改善系统内其他机组运行条件和促进新能源消纳。

基于时序场景的全球联网电力流多期规划模型

面临资源紧张、环境污染、气候变化等诸多挑战,需要大力推动以太阳能、风能等清洁能源替代化石能源,走绿色低碳可持续的全球能源转型道路。针对全球能源互联互通需要,提出了通过时序场景计及全球可再生能源资源和电力需求的分布特性,在此基础上以全球电力供应总成本最小化为目标,构建了全球联网电力流多期规划模型;最后面向全球能源资源大范围优化配置的发展愿景,开展了全球联网电力流格局的量化分析。

多区域电力系统协调调峰及峰谷互济运行方式分析

利用不同区域负荷和可再生能源发电出力的时空互补特性,研究实现跨区域协调调峰的方法,可为能源互联网的电网规划、运行方式设计提供重要决策支撑。从多区域的源荷特性分析出发,基于调峰评价指标体系分别进行了多区域调峰的确定性分析和不确定性风险评估,给出了典型峰谷互济运行方案,并从技术、经济两个方面分析了不同方案下的跨区联网调峰经济效益,得出了一种多区域联网的协调调峰的典型运行方式及经济性评估结果。

适应电力体制改革的抽水蓄能电站价格机制研究

在分析新形势下抽蓄电站功能定位的基础上,结合当前我国抽蓄电站电价机制存在的问题,提出了适应我国国情的抽蓄电站电价疏导机制。建议抽水蓄能继续按照2014年国家发改委1763号文件执行,实行两部制电价;并将其容量电费及抽发损耗费用全额纳入区域电网输配电准许成本,向省级电网传导,随省级电网输配电价一并回收,同时处理好与核价周期衔接问题;在销价疏导的基础上,探索多方式资金来源渠道。

微电网规划设计方法综述

微电网是解决分布式发电并网和偏远地区或海岛供电的有效途径,具有广阔的应用前景。微电网的建设需依托有效的规划设计方法,但因可再生能源和储能装置的接入,使得微电网规划设计与传统的电网规划方法出现较大区别。该文从技术角度阐述了微电网规划设计的关键环节,分建模方法、求解算法与优化软件3个层面,逐一介绍了该领域的最新进展;并重点针对其中的规划设计与运行优化的耦合性、可靠性计算方法以及主要的设计软件进行了论述;最后从微电网自身、综合能源网、与配电网协调规划等视角,对微电网规划设计方法未来的研究方向进行了展望。