光伏-混合储能微电网多目标优化调度方法

针对传统方法在光伏-混合储能微电网多目标优化调度效果不佳的问题,本文提出了光伏-混合储能微电网多目标优化调度方法。实验证明,应用设计方法后,光伏-混合储能微电网失负荷率低于1%,运行成本节约1 400元左右。

光伏-混合储能微电网协调控制及经济性分析

在各种能源中,太阳能属于可再生能源。相对于其他能源来说,太阳能具有储存量大且无污染的优点。随着时代的进步,在各项活动进行中使用太阳能的现象越来越普遍。但是,太阳能的使用存在着一些例如输出存在波动、干扰强度和过载能力均存在差异,当个体连接到电网时,功率分配不均匀,频率质量逐渐产生恶化。为了有效消除太阳能的波动性和随机性,并且提高太阳能微电网的稳定性,作者建议通过连接/离线混合储能微电网调节储能装置和直流总线的电压,在下文中提出相关建议希望能够为各位业内业内研究人员提供参考。

探究光伏-混合储能微电网协调控制及经济性

光伏-混合储能微电网协调控制及经济性是研究中心,首先分析了光伏-混合储能微电网发展现状,其次对光伏-混合储能微电网协调控制进行分层研究,其一为光伏-混合储能微电网装置层控制设计;其二为光伏-混合储能微电网系统层控制设计,最后对光伏-混合储能微电网经济性进行仿真验证,得到光伏-混合储能微电网成本低、运行稳定的结果。目的在于拓展光伏-混合储能微电网发展空间,扎实发展基础。

光伏-混合储能微电网协调控制及经济性分析

微电网黑启动电源的容量和出力不足会导致系统频率和电压失稳。为此,提出采用锂电池-铅酸电池混合储能系统(HESS)作为光储型微电网黑启动电源的协调控制方法。为提高孤岛微电网长期运行能力,以HESS调度指令的低频分量作为铅酸电池的功率指令,采用铅酸电池为HESS提供容量和功率支撑;锂电池为微电网提供电压和频率支撑,充分发挥锂电池寿命长和铅酸电池性价比高的特性。在此基础上,建立投资成本和运行维护成本的HESS成本模型。电力系统计算机辅助设计(PSCAD)仿真试验验证了所提策略的有效性。

考虑光伏随机性的交直流混合配电网鲁棒机会约束安全域模型

为实现高比例光伏接入下交直流混合配电网的安全评估,构建了交直流混合配电网的鲁棒机会约束安全域模型。首先,提出一种基于区间划分的自适应带宽核密度估计方法,以获取光伏预测误差概率分布,构建光伏出力机会约束不确定集合;其次,采用功率与节点电压幅值比值为状态变量,在已有交流线性化潮流模型的基础上推导一种交直流混合配电网线性化潮流模型;然后,提出交直流混合配电网鲁棒机会约束安全域的概念和模型,结合列与约束生成算法和径向迭代搜索算法生成可观测的鲁棒机会约束安全域空间。最后,算例分析验证了所提模型能够在鲁棒机会约束安全域上准确、直观的反映光伏出力的随机性,进而为交直流混合配电网的准确安全评估提供支撑。

基于指数分布优化器的混合光伏-温差系统最大功率点跟踪

为解决混合光伏-温差(photovoltaic thermoelectric generator,PV-TEG)系统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)问题以提高能源转换效率和利用率,提出了一种基于指数分布优化器(exponential distribution optimizer,EDO)的混合PV-TEG系统MPPT技术。EDO通过模拟指数分布的随机变化来搜索潜在的解空间,由于随机性,算法可有效避免在局部遮蔽条件(partial shading condition,PSC)下陷入局部最优,并在搜索空间中广泛探索以找到最优解。算例研究包括启动测试、太阳辐照度阶跃变化、随机变化、香港地区四季实际算例4个部分,并与其他5种算法进行对比分析,以较为全面地验证所提EDO技术在混合系统MPPT应用中的可行性和有效性。仿真结果表明,采用EDO的混合PV-TEG系统在不同运行条件下均能稳定、高效地实现最优越的MPPT性能,尤其是在春季低辐照度的条件下,EDO产生的能量分别超过蜻蜓算法(dragonfly algorithm,DA)、增量电导法(incremental conductance method,INC)、扰动观测法(perturbation observation method,P&O)能量输出的68.85%、66.13%和59.69%。

基于模糊-下垂控制的光伏直流微电网混合储能功率分配及母线稳压研究

针对离网型光伏直流微电网中光伏输出功率与负载消耗功率不匹配引起的母线电压波动问题,通常采用蓄电池和超级电容相结合的混合储能装置进行补偿,一般通过下垂控制对储能装置进行功率分配,传统下垂控制很难实现下垂系数按照不同频率特性的功率波动进行有效调节,其分配特性还会受线路阻抗等其它因素的影响。文章在传统下垂控制的基础上提出了模糊-下垂控制策略,实时优化下垂系数,平抑系统内部因素所引起的负面影响,实现直流微电网中不平衡功率在蓄电池和超级电容间的合理分配。通过MATLAB/Simulink仿真证明,所提出的模糊-下垂控制策略能够有效实现直流微电网中的功率调节,抑制母线电压的波动,提高了系统的鲁棒性。

基于改进模拟退火-粒子群的配电网分布式光伏承载力评估

大规模分布式光伏并网给中压配电网带来严重功率反送,导致中压配电网出现节点电压越限和配电变压器反向过载问题.以系统潮流平衡、节点电压偏差、配电变压器反向负载率和线路载流量为约束条件,以分布式光伏并网容量与系统网络损耗之差的分布式光伏等效并网容量为目标函数,建立中压配电网分布式光伏承载力评估模型,并提出改进模拟退火-粒子群(SA-PSO)算法.对IEEE33系统和实际中压配电网进行分布式光伏承载力计算,结果表明,所建立的分布式光伏承载力评估模型适用于中压配电网节点电压稳定性与配电变压器安全运行问题评估;相较于其他算法,改进SA-PSO算法提高了评估模型计算的收敛速度与寻优能力,在相同约束条件限值下,所得线路分布式光伏承载力更高,且系统网络损耗更低.

“光伏-储能”耦合参与调峰的配电网运行优化配置

本文主要研究了“光伏-储能”耦合参与调峰的配电网运行优化配置问题。随着光伏发电在配电网中的广泛应用,如何有效利用光伏发电并解决其随机性和间歇性问题成为了关键。通过引入储能系统,可以实现光伏发电与储能的优化配置,提高配电网的稳定性和经济性。首先分析了“光伏-储能”型配电网的供能关系,然后确定配电网耦合调峰作用的实施效果,最后调节相关电力储能设备,实现对“光伏-储能”配电网的运行优化。

基于高斯混合模型的配电网分布式光伏接入影响量化分析方法

针对大量光伏并网后对配电网的影响难以准确评估的问题,提出一种基于高斯混合模型的配电网分布式光伏接入影响量化分析方法。首先,基于配电台区节点负荷历史数据和太阳辐照强度历史数据,建立基于高斯混合模型理论的配电台区节点注入功率的不确定性模型,通过线性化潮流方法计算得到配电台区的节点电压幅值、支路有功潮流等电气量的概率密度函数;其次,建立分布式光伏接入影响量化评估指标体系,并提出分布式光伏接入影响量化评估方法;最后,基于算例对本文所提方法进行验证。

基于混合储能的光伏微电网调控系统设计与实现

随着可再生能源技术的快速发展,光伏微电网作为一种高效利用太阳能的系统受到了广泛关注。光伏微电网系统能够在分布式网络中实现能源的自给自足,但由于太阳光照的间歇性和不确定性,这种系统面临着稳定性和供电连续性的挑战。文章设计并实现了一种基于混合储能的光伏微电网调控系统,通过研究光伏发电的间歇性和混合储能管理的复杂性,提出一系列协调控制策略。详细讨论系统构建、遗传算法及模糊逻辑在调控策略中的应用,并通过技术测试验证所提系统设计的有效性和实用性,展示其在实际操作中提高能源利用效率和系统稳定性的潜力。

考虑混合储能的光伏接入微电网发电功率平抑自动控制方法

针对太阳能微电网电源的动态变化特性,建立混合储能(超级电容器和储能)的数学模型,并在此基础上研究新型的最大电能跟踪方法,利用双向DC/DC的能量转换,实现电网的电能平衡。研究表明,经过高效调控的混合存储系统,在照明条件发生急剧改变或缓变时,均能够确保系统的出力平稳,最大功率跟踪方式可实现太阳能电池的工作状态的稳定调控,保证太阳能电池在有阳光的情况下始终处于最佳工作状态。由此可见,混合储能可充分发挥蓄电池与超级电容器的优势,使光伏系统接入微电网输出功率得到有效平抑。

面向高比例光伏消纳的低压交直流混合配电网时-空协调优化方法

随着双碳目标的提出,分布式光伏大规模接入配电网已成为未来发展的必然趋势。然而,大量分布式光伏并网加剧了低压配电网的电压越限、三相不平衡和功率倒送问题,给配电网的稳定运行带来了巨大挑战。针对高比例分布式光伏的消纳问题,充分挖掘低压交直流配电网和储能的功率调节潜力,提出了一种基于电压源型换流器(voltage source converter,VSC)和储能的时空协调优化方法。首先,分析了VSC和储能在空间和时间层面的功率转移特性;其次,以光伏切机量最小和网损最小为目标,以储能和VSC功率为优化变量,建立低压交直流混合配电网时-空协调优化模型,并将所提模型转化为二阶锥规划模型进行求解;最后,以典型低压交直流混合配电网为例,通过仿真证明了所提方法可以有效改善光伏并网导致的电压问题和功率倒送问题,提升低压配电网的光伏消纳能力。

基于改进秃鹰优化算法的海上混合光伏波浪能转换器阵列优化

近年来,海上能源发电技术备受瞩目,一种新兴趋势是将波浪能转换器(wave energy converter,WEC)与海上光伏(offshore floating photovoltaic,OFPV)相结合,形成混合光伏-波浪能转换器系统(hybrid PV-wave energy converter,HPV-WEC)。HPV-WEC具有提高海上空间利用率,降低成本以及实现功率稳定输出等优势。为了充分利用HPV-WEC系统之间的协同效应,在不增加新设备的情况下提高能源产量,提出了一种基于改进秃鹰优化算法(improved bald eagle search algorithm,IBES)的HPV-WEC阵列布局优化策略。IBES结合了莱维飞行策略和模拟退火(simulated annealing,SA)机制,以平衡局部开发和全局探索之间的关系。为了评估IBES在优化HPV-WEC阵列方面的有效性,进行了5个浮标和8个浮标规模的阵列优化,并将IBES与其他5种算法进行了比较。实验结果表明,IBES表现出实现最大总功率输出并具有显著的收敛特性。

基于模型-数据联合的光伏-光热系统储能量预测

提出一种模型-数据联合预测方法,通过机理分析建立对象动态模型,并引入未来太阳辐射强度、用户负荷预测数据进行即时模型预测,通过注意力机制改进的卷积-长短时记忆混合神经网络建立数据预测模型,并引入历史数据进行滚动数据预测,然后利用卡尔曼滤波器对2种预测模型的输出结果进行融合,实现储能量的联合预测。结果表明:联合预测兼具2种方法的优势,能很好地解决储能量预测误差随时间累积的问题,并能够及时表征气象因素突变和系统运行方式改变时储能量的变化情况,在各种天气状况下均具有良好的预测精度。

光伏微电网中混合储能系统的协调控制研究

针对微电网中光伏出力波动和负载突变等造成的母线电压波动问题,将两种储能方式进行组合并应用到光伏微电网中,提出一种在平抑微电网内功率波动的基础上,考虑储能设备荷电状态的改进功率调整策略。通过储能系统的充放电控制实现对微电网内波动功率的吸收和补偿并通过并网变换器控制使微电网并网运行。在软件中对搭建的微电网模型进行了仿真,仿真结果验证了所提出的控制方法对于稳定微电网母线电压和并网功率的有效性。

采用下垂控制并网的光伏微电网优化潮流分析

为了控制当前的环境污染问题并解决能源短缺问题,微电网作为新型电力网络逐渐进入人们的视野,为我国能源问题带来了新机遇。相比于传统电网,微电网中存在大量采用下垂控制的电压型电源,其无法等值成传统潮流计算中的节点类型,因此传统电网的潮流计算方法已经不再适用于微电网。从微电网的整体控制策略入手,考虑了孤岛微电网实际存在的不同分布式电源的控制方式。建立了微电网中分布式电源模型与负荷模型。对传统电网潮流计算中应用的牛顿-拉夫逊法进行改进,得到适用于孤岛微电网的潮流计算方法。所提方法的特点是采用全节点雅可比矩阵,所有节点都参与系统的状态变化的修正,不再设置平衡节点,同时将系统频率也纳入了状态变量中。最后对改进的潮流算法进行了验证。

基于多元宇宙优化算法的混合光伏-热电系统MPPT设计

混合光伏-热电(centralized hybrid photovoltaic thermoelectric generator,PV-TEG)系统在部分遮蔽(partial shading condition,PSC)条件下呈现多个局部最大功率点(local maximum power point,LMPP)。采用多元宇宙优化算法(multi-verse optimization,MVO),用于PV-TEG系统在PSC下的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)。MVO通过平衡全局搜索和局部搜索,有效识别多个LMPPs中唯一的全局最大功率点(global maximum power point,GMPP),避免搜索结果陷入LMPP,以提高发电效率和能源利用率。算例仿真结果表明:基于MVO的MPPT可以在更短的时间内收集到更高的功率,实现功率波动最小。

具有混合储能的独立光伏风能供电系统的规模优化

讨论了具有混合储能的独立光伏风能供电系统的规模优化问题,提出了一种新的技术用于优化储能系统外的多源电力系统曲线,研究了各种能源的建模和构成,有效实现了能源的优化。本文的研究目标是最小化需求的供电概率损失(LPSP),此外,成本最小化也是本文的另一个研究目标。使用遗传算法解决了相关问题,实现了系统的可靠运行。通过实验验证了本文算法的有效性,并将其优化结果与多目标粒子群优化结果进行了比较。

光伏-混合储能直流微电网能效提升策略研究

相较于交流微电网电能转换环节多、网损大等缺点,提出一种光伏-混合储能直流微电网架构,该架构易实现分布式电源的协调控制,减小线路损耗;引入能量型和功率型储能装置组成混合储能系统,可降低功率波动引起的损耗,并优化混合储能系统的能量流动策略。采用更加高效率的DC/DC变换器代替光伏逆变器,提升系统光电转换效率。深层次节能优化是通过更换DC/DC变换器中半导体器件材料,采用基于氮化镓(GaN)高电子迁移率(HEMT)型场效应晶体管(FET)取代硅(Si)晶型FET。最后,在ADS软件中搭建仿真模型,对比两种器件的能效,并列出了各负载在交、直流微电网运行下的能效值。