含双馈风电的多区域微网采样负荷频率控制

双馈风电作为新能源被大量并网连接在微网系统中,其发电出力的不确定性严重影响了微网系统的频率稳定,为此提出了考虑H_(∞)性能指标的多区域微网采样负荷频率控制方法。首先,将双馈风电接入多区域微网模型的负荷位置,结合H_(∞)控制与采样控制,建立考虑H_(∞)性能指标的含双馈风电多区域微网采样负荷频率控制模型;其次,利用增广双边泛函和线性矩阵不等式,推导出了与采样周期和H_(∞)性能指标相关的稳定性判据和控制器参数的求解方法;最后,仿真结果验证了所提采样控制方法对外界扰动具有较强的鲁棒能力。

区域微网差异化本地负载自适应阻抗幅值重塑方案研究

大规模分布式发电单元及灵活可控负载通过电力电子变换接口接入电网后导致源–网–荷交互频繁、特性复杂多变、谐振频发。该文以IEEE 9节点区域微网为研究对象,首先基于网络阻抗Bode图分析差异化本地负载对网侧阻抗特性的影响,并通过广义Nyquist判据预判多类型负载下的高频谐振问题,容性本地负载容值的增加会导致传统感性弱网阻抗特性发生本质变化。在此基础上,针对差异化本地负载接入电网引发的多样化运行特征,通过网侧阻抗特性判别,考虑多位置反馈节点提出一类差异化本地负载自适应阻抗幅值重塑方案,并以稳定性改善效果及补偿深度为约束择优选取前馈增益。该方案以软件实现,无需增加额外检测电路及硬件阻尼手段,不增加系统成本及损耗。最后,仿真和RTDS硬件在环实验验证了上述研究的正确性和所提方案的可行性。

区域微网可拓式设计及实例分析

在创建节约型社会、加快农村城镇化进程、推进建设绿色低碳行业的大环境下,围绕可再生能源和清洁能源的开发利用,我国正逐步加大微网建设部署的力度。微网是传统电网的有益补充,可以对分布式能源进行灵活有效的组合,是未来智能电网的有机组成部分。但是,由于分布式电源的特性、电网的可接纳性以及政策因素,导致分布式电源无法大范围的推广,也影响了微网的大范围应用。本文充分考虑当前电力系统的特点、微网的功能以及国家政策等因素,提出区域微网的概念,分析了区域微网应具备的五大功能,将微网按照农村微网、城市区域微网以及偏远地区微网进行规划,设计出满足区域特征的可拓式微网结构及运行控制方案。并以云南电网科技园某微网示范工程作为案例,验证设计方案的可行性。

高可再生能源渗透率下的区域多微网系统优化规划方法

高可再生能源渗透率下区域内多个微网之间存在相互支援的可能性,故将微网互联构成区域多微网系统,并通过优化配置区域多微网系统中各微网的分布式电源和储能,将有可能提升微网的经济性。为此,提出了一种高可再生能源渗透率下的区域多微网系统优化规划方法,以区域多微网系统年化综合收益最大化为目标,同时考虑了可再生能源渗透率的要求和各微网之间的相互功率支援,采用免疫遗传算法对各微网内的分布式电源和储能进行优化配置。以IEEE 33节点系统为例,得到了在多种高可再生能源渗透率下的区域多微网系统及各微网的年化综合收益;与未组成区域多微网系统的情形相比较,证实了组成区域多微网系统能提升微网经济性;与微网内只有单一类型的分布式电源情形相比较,证实了合理配置各类分布式电源能提升微网经济性。

考虑电能交互的冷热电区域多微网系统双层多场景协同优化配置

多个冷热电联供型微网通过区域配电网进行连接构成多微网系统,可有效提高区域冷热电多微网系统的总体运行效益。提出一种考虑电能交互的冷热电区域多微网系统双层多场景协同优化配置方法。考虑风光出力的不确定性和相关性,提出基于非参数核密度估计和Frank-Copula函数的风光出力场景生成方法,得到典型日风光出力序列;以多场景下多微网系统年化总投资成本、维护成本与运行成本综合最低为目标,建立多微网系统规划与运行相结合的双层多场景协同优化配置模型;基于某地实测数据生成典型日风光出力场景,通过算例分析多微网系统中设备配置、设备出力和负荷平衡情况,结果表明,考虑电能交互会影响多微网系统中设备出力,并能够降低多微网系统的年化总成本,验证了所提配置方法的有效性和经济性。

区域综合能源微网协调控制系统研究

随着能源互联网理论的发展,区域综合能源微网成为能源变革发展领域的重要课题。本文通过分析区域综合能源微网的结构及负荷特性,提出了柔性可控负荷的控制理论;分析综合能源微网的内部及外部互动方式,建立系统的源、网、荷、储协调控制策略,提高系统运行的灵活性,增加可再生能源的利用效率。

考虑风电消纳的区域多微网分层协调优化模型

随着电力市场改革不断深入,研究配电侧多微网间的能量交易问题对提升区域经济性具有重要意义。为减少微网运行经济成本、促进可再生能源消纳以及降低微网大规模接入对配电网运行造成的不利影响,以相邻范围内多微网间能量交易作为研究对象,构建了基于合作博弈的区域多微网分层协调能量优化管理模型。该模型上层为管理中心统一定价,下层为各微网自治优化。下层考虑不同类型负荷的需求响应,并通过协议签订形式形成与用户间的协调运行;采用二阶锥松弛技术将含潮流约束的非凸非线性规划问题转化为可有效求解的二阶锥优化问题,并采用对偶理论、Big-M法等分解理论将原双层规划模型转化为易求解的单层规划模型。上层管理中心制定电价并与微网进行多次决策交互以获得区域多微网经济运行的均衡状态,随后基于Shapley值对区域多微网进行收益分配。最后通过算例验证了该模型对于提升微网收益、促进可再生能源消纳的有效性。

考虑风电消纳的区域多微网-配电网能源交易模式

随着微网数量不断增加及风电渗透率逐渐提高,微网与配电网频繁的能量交互对配电网的运行产生不利影响。为减少微网与配电网之间非必要的能量交互,促进风电就近消纳,构建了计及风电不确定性,以系统运营主体收益最大化、多微网用电总成本最小化为优化目标的区域多微网-配电网能源交易模式。首先,该模式通过运营主体整合区域内负荷及风电出力情况,划分系统内部峰谷时段,提高风电利用率。其次,为增强应对风电不确定性的能力,交易模式采用负荷转移率刻画峰谷分时(time-of-use,TOU)电价用户响应度,并建立考虑风电不确定性的区域多微网系统峰谷分时电价制定模型。最后,采用与蒙特卡洛方法相结合的带精英策略的非支配排序的遗传算法(elitist nondominated sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ)对交易模式中的多目标优化问题进行求解。算例验证了所提交易模式有利于降低微网用电成本,提升多微网整体效益,实现区域多微网系统与配电网友好互动。

谐振约束下含功率因数校正电容新能源集群最大渗透率接入研究

随着谐振频段不断提高,基于基频设计的功率因数校正电容C高频段容抗特性对电网等效阻抗的影响不可忽略,不同节点差异化非基波成分C容抗诱发谐振,成为新能源接入水平提高的瓶颈。该文以新能源集群接入IEEE 9节点区域微网为对象,首先建立区域微网阻抗模型,并通过全频段网侧阻抗特性波特图,分析功率因数校正电容C对网侧阻抗特性影响。接着,结合逆变器阻抗,基于源网阻抗适配原理揭示并网系统潜在谐振的机理。在此基础上,通过在并网点模拟谐波负值电容以抵消谐波容抗Z引入对并网系统稳定性的影响,提出无需增加额外检测电路的基于谐波负值伪电容的软件改进方案。在单节点新能源运行能力提高的基础上,以谐振为约束研究区域微网新能源集群渗透率最大接入节点的选取。最后,仿真和小规模实验验证了上述研究的正确性和可行性。