考虑车网互动的园区电网动态双层能量管理策略

为解决大量接入的清洁能源出力波动和充电场内汽车数量的随机变化给电网能量管理带来的困难,提出一种园区电网双层优化控制策略.上层基于模型预测控制技术建立风光储集成动态优化模型,综合应用园区电池储能系统和电动汽车(EV)电池储能系统参与电网能量平衡.下层则考虑同时满足EV车主对EV的充电需求和上层能量调度的车网互动管理需求,制定园区电网内停车场的EV有序充放电策略.仿真算例验证表明:所提策略能将分散园区各处的EV储能集成为统一虚拟储能,扩展园区电网储能系统,增加可再生分布式电源的消纳与园区电网的经济效益.

计及多种灵活性资源的园区智能配电网灾时弹性提升策略

随着极端自然灾害在园区智能配电网中频繁发生,大面积停电给园区智能配电网安全运行带来巨大挑战。针对上述问题,建立灾时故障抵御吸收双层优化模型,提出一种计及多种灵活性资源的园区智能配电网灾时弹性提升策略。首先,上层故障重构模型以最大化负荷恢复价值期望为目标,优化配电网故障重构方案,并将重构结果传递给下层。其次,下层弹性提升模型以最大化配电网弹性水平为目标,量化需求响应配置方案。最后,以营口市自贸区配电网和PG&E69节点配电网为例进行仿真分析。结果表明,所提策略系统负荷价值恢复期望提升81%,系统负荷损失降低61%,同时提高园区智能配电网整体弹性水平。

园区微电网风光储协调优化配置

在当前能源转型和可持续发展的背景下,园区微电网的优化配置问题至关重要。本文深入研究了园区微电网中的风能、光伏和储能系统的协调优化配置,提出了一个详细的数学模型和相应的优化算法。研究的主要目标是提高风能和光伏发电量的利用率,减少弃电现象,并优化储能系统的经济效益。具体来说,本文首先建立了园区微电网中风能、光伏和储能系统的协调优化模型。通过该模型,可以精确计算出不同情况下的发电量、用电量和储能需求。接着,本文提出了一套粒子群优化优化算法,通过该算法可以在不同运行模式下对微电网进行优化配置。本文详细分析了三种典型情景:独立运行、联合运行和风光储协调配置。在独立运行情景下,风能和光伏系统独立工作,储能系统单独运行;在联合运行情景下,风能和光伏系统联合工作,但不与储能系统协调;在风光储协调配置情景下,风能、光伏和储能系统实现高度协同工作。通过对这三种情景的详细分析,本文评估了每种情景下园区能源配置方案的经济性和可行性。研究结果表明,通过合理的优化配置,可以显著提高风光电量的利用率,减少电力浪费,同时最大化储能系统的经济效益。基于这些分析结果,本文制定了具体的优化策略,为园区微电网的规划和运行提供了科学的决策支持。最终,这些研究成果不仅有助于园区微电网的高效运行,还为未来的能源转型和可持续发展提供了重要参考。

基于多目标灰狼算法的园区微电网综合能源优化调度

园区微电网优化调度是电网安全运行的重要一环,而且随着清洁能源接入电网功率的不断提高,有必要采取措施以应对电网冲击、电力浪费及运行成本增加问题。该文针对园区微电网综合能源优化调度,以园区微电网运行成本和环境成本最低为目标,以电网安全运行为前提,充分考虑风电、光伏消纳,采用多目标灰狼算法求解模型。仿真结果表明,多目标灰狼算法能够降低园区电力运行成本、减少环境污染,促进清洁能源的消纳,保证园区微电网高效运行。

工业园区微电网参与配电市场的策略性能量管理双层优化方法

工业园区具有工业生产和能源需求紧密联系的特点,若对其中工业用户的用能行为加以管理,可为优化配电市场灵活调度发挥重要作用。该文提出一种工业园区微电网参与配电市场的策略性能量管理双层优化模型,其中,上层模型以工业园区微电网运行成本最小为目标函数,基于配电市场的出清结算电价,充分利用工业生产过程中生产任务的可调度性和园区建筑物的储能特性,优化工业园区用能策略;下层模型为配电市场出清模型,以确定出清的配电网节点边际电价(distribution locational marginal price,DLMP),并传递给上层模型用于微电网能量结算。为求解所构建的双层模型,将该模型转化为均衡约束数学规划问题(mathematical programming with equilibrium constraint,MPEC),进一步将其转化为混合整数二阶锥规划(mixed-integer second-order-cone programming,MISOCP)模型。最后,以IEEE33节点配电系统和某电池制造厂(battery manufacturing plant,BMP)工业园区微电网为例,验证所提模型和方法的有效性。算例结果表明,所提出的工业园区微电网用能管理策略能够有效地降低工业园区用能成本。

基于UAV与MEC的园区配电网智能巡检通信方案研究

针对传统巡检模式已难以满足园区配电网运维需求的现状,首先分析了园区配电网的特点与UAV实现智能巡检的可行性,设计了巡检路线方案;其次分析智能巡检通信技术,并将UAV与EC相结合构成MEC,研究了信息采集和处理方案;最后基于LoRa通信完成现场快速组网、信息传输和4G/5G通信,实现UAV与后端系统信息交互,建立园区配电网智能巡检整体通信方案,并与传统方案进行了对比。结果表明,所设计巡检方案对降低巡检人员工作强度、提高巡检效率和智能化水平、及时掌握园区配电网运行状态具有较大的实际应用价值。

基于概率收益分析算法的园区微电网收益优化研究

鉴于园区微电网先期投资大,分布式电源出力具有不确定性的特点,为充分挖掘并定量评估微网运行的经济效益,提出了一种基于概率收益分析算法的微电网经济运行评价方法。基于收益概率分布角度量化描述微电网投资收益的不确定性,在电力系统概率预测算法基础上,充分考虑资源不确定性与预测不确定性,建立负荷和光伏出力的不确定性模型,生成大量随机场景,并采用蒙特卡洛方法对微电网的月收益进行分析,生成相应的收益概率分布曲线,从而实现微电网收益不确定性的量化。算例结果表明,所提方法能够有效对比不同配置的微电网的收益,为园区微电网的运行决策提供了科学依据。

双碳目标下我国配电网形态快速演进的思考

许多国家大力推动能源转型,新能源快速发展,终端用能电气化水平不断提升,促进配电网形态逐渐演进。我国碳达峰到碳中和时间跨度仅为发达国家的1/2,配电网面临补短板、保增长、促转型的多重使命,形态演进的程度更加剧烈。该文提出按照城市、园区、农村3类场景和网络架构、技术管控、商业运营3种形态分析配电网变革演进的分类方法,研判配电网形态演进的驱动力、关键环节和宏观目标,认为:城市配电网将向着“大电网主导、负荷柔性化调控、新型储能灵活配置的配用电系统”演进,园区配电网将向着“大电网支撑、多能互补型的综合能源系统”演进,农村配电网将向着“分布式新能源和储能主导,与大电网互联的新型局域电力系统”演进。政产研用各相关利益主体宜建立系统思维,运用系统方法,协同源网荷储各要素有序友好地推进配电网规划、建设和运营。

售电公司参与下的工业园区局域电网建设项目新模式探讨

随着中国电力行业市场化的迅速扩张,售电侧市场的激烈竞争将使售电公司的可持续发展面对极大的挑战。为此,售电公司积极参与电力市场的多元化建设与发展并关注工业园区局域电网建设项目,然而参与建设局域电网面临大量资金投入的难题。资产证券化融资是化解资金投入与经济性评估难题的有效手段之一。文中探讨了可促进售电公司参与工业园区局域电网基础设施建设的资产证券化新型融资机制与方案,利用国家积极倡导并推进的政府与社会资本合作新模式,搭建起促进能源基础设施建设市场化的金融架构,建立金融模型来评估项目投资回报效益。最后,通过合作博弈模型在政府与售电公司不同努力程度条件下找到合理利益分配系数的分布区间,以促使售电公司参与的工业园区局域电网建设项目收益最大化。

“源-网-荷-储”协同的园区微电网优化调度

园区微电网运行在"以热定电"方式下时,微型燃气轮机电能完全跟随热负荷,限制了微型燃气轮机在经济调度中的作用。针对这一问题,提出一种考虑微电网中央控制器(microgrid central controller,MGCC)信息、微电网运行约束、储能约束的"源-网-荷-储"4层模型,解耦了微型燃气轮机电热出力的强耦合性,采用改进的粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法对模型求解,优化微电网内各单元出力。将该模型应用于某微电网实际算例,并与"以热定电"、"电热分供"2种运行方式进行比较,分析结果表明,该优化模型能够实现"源-网-荷-储"协调调度,降低微电网运行成本。

一种基于嵌入式系统的园区微电网中央控制器设计

针对目前微电网控制器成本较高、标准各异、集成度低和缺乏具有实际操作性的能量管理策略等问题,设计了一种集计量监控和能量管理一体化的园区微电网中央控制器。采用基于ARM的嵌入式系统硬件平台,模块化设计。考虑到园区企业用能需求,开发了具有园区特色的能量管理策略,给出一种基于三次指数平滑法的需量预测方法并利用储能系统来进行需量管理,在不影响企业办公生产的同时降低用电成本。通过搭建物理实验平台对中央控制器的功能和能量管理策略进行了验证,具有较好的实用性。

含多种新能源的园区型微电网规划关键问题研究

随着我国电力体制改革的持续推进和国家对新能源微电网推广力度不断加大,园区型微电网的规划与建设已受到越来越多的重视,在分析园区型微电网特征的基础上,对园区型微电网规划过程中的分布式电源和储能配置,一次系统网架方案、微电网保护配置、二次监控系统的构建等关键问题进行详细分析和研究,并提出可行的解决方案。

含EV充电站的园区微电网孤岛运行可靠性评估

以园区微电网为研究对象,将充电站内电动汽车分为私家电动车和电动班车2种主要类型,进行孤岛运行可靠性评估。首先,通过分析不同类型电动汽车的行驶时间特性,提出电动汽车充电站联合储能设备与微电网电力系统间的功率互动策略以及互动功率计算模型。随后,以开关为边界对微电网馈线区域进行分级,提出不同故障隔离操作方法。并在传统评估指标的基础上,提出电动汽车充电站平均充电、放电、负荷削减深度等评估指标。最后,采用序贯蒙特卡罗智能算法,以IEEE配电系统可靠性评估测试系统RTBS Bus6的F4馈线区域为基础而修改的配电网络为算例,进行仿真计算。计算结果表明:当响应V2G技术的电动汽车充电站接入微电网后,合理的功率互动策略可有效提高微电网孤岛运行状态下的可靠性。

基于园区微电网的协调控制策略的应用

针对园区微电网在离网状态下保证重要负荷供电的实际需求,制定了离网有功协调控制策略和无功协调控制策略,构建了一种基于园区微电网的协调控制系统,达到了园区微电网协调控制系统安全、可靠、高效运行的要求。

园区光储充微电网系统关键技术研究

以满足将来电网消纳规模化可再生能源的需求出发,研究适合工商业园区推广应用的光储充微电网系统关键技术。首先论述园区光储充微电网的必要性,然后搭建了园区光储充微电网的系统架构,以及各系统通信方式的说明。研究园区光储充微电网的顺序控制策略,包括并网模式和离网模式以及并离网切换技术。最后在园区光储充微电网的经济性,从直接体现和间接体现进行建模分析和论述。

一种适用于园区微电网的安全控制协议

随着微电网技术的快速发展,微电网的控制研究成为当前的研究热点。针对当前园区微电网控制系统在数据交互过程中存在数据来源可靠性和数据完整性保护等问题,提出一种消息可恢复式数字签名方案。该方案与一般的数字签名方案相比具有能够减少通信量、降低通信代价的优点,适用于带宽有限,计算能力弱的应用场景中,可以有效地应用到园区微电网的控制系统中,并保持微电网运行的高效性。园区微电网的控制是保障园区稳定供电的重要组成部分,针对园区微电网控制系统的网络安全问题,以消息可恢复式的数字签名方案为基础,进一步提出一种适用于园区微电网的安全控制协议。最后通过C#轻量级密码术包对安全控制协议的交互过程进行实验与仿真,实验结果表明该方案的签名过程耗时短,表明该安全控制协议在控制器端运行效率较高,可以有效提高园区微电网控制系统的安全性,可以为园区微电网的安全稳定运行提供有力保障。

面向园区型微电网的一体化控制系统

在充分考虑园区型微电网安全稳定运行的基础上,从园区型微电网建设和运营集约化角度出发,提出一种适用于园区型微电网的一体化控制系统,并对所提一体化控制系统的系统架构,系统基本功能,所采用的三层控制结构,系统应配备关键装置和主站系统典型配置方案进行详细的分析和说明。研究表明:该一体化控制系统适应园区型微电网发展的需要,对微电网技术的推广和应用具有重要意义。

基于近似动态规划的工业园区源-网-荷-储联合运行在线优化算法

针对工业园区电网的源-网-荷-储联合运行问题,提出了一种基于近似动态规划(approximatedynamic programming,ADP)的在线求解算法。充分考虑可再生能源发电、负荷、电价的随机性,储能等设备的非线性,以及交流潮流、电压、输电线路等约束,建立了工业园区电网源-网-荷-储联合运行的随机混合整数非线性规划模型。为准确、高效地求解该复杂问题,将其转化为马尔可夫决策过程,提取出与时间无关的变量,并结合ADP技术缩减状态与决策变量空间。将离线值函数训练与在线决策相结合,避免了ADP在在线决策过程中的迭代过程,可根据在线信息快速得到精度较高的工业园区源-网-荷-储的联合运行策略。最后通过算例分析验证了所提方法的有效性。

基于储能紧急有功支援策略对受端电网频率稳定性的 影响研究

高比例区外来电对促进受端电网节能减排发挥了重要作用,但同时也削弱了受端电网调峰能力,并在发生直流闭锁故障时对受端电网造成较大冲击。储能具有灵活可控的特点,在发生直流闭锁故障时可为系统注入有功功率,为系统提供虚拟惯性,支撑系统频率稳定性。考虑到规模化储能的接入会对系统的潮流产生影响,同时与系统现有常规机组以及其它调节资源产生耦合,对系统在直流闭锁故障下的紧急支援将产生复杂影响。本文首先对某实际园区电网进行等值,研究其应对直流闭锁故障时的频率稳定性。在系统发生直流闭锁紧急故障时,提出可通过对储能紧急有功支援策略中的死区参数、充放电倍率进行优化,调整储能的切入/切出的时机及功率,得出综合考虑储能寿命以及频率调节效果的最优策略。最后,通过在等值电网中对提出的优化方法进行验证,并提出相应的储能紧急有功支援策略。

基于多元约束条件的园区配网规划方法的优化研究

由于园区配电网规划受招商引资的力度、变电站站址、线路廊道或排管、环保等多种约束条件限制,规划决策者通常要面临一个由相互关联的各个部分构成的复杂系统,这种复杂系统的决策问题大都属于多因素决策问题,其解决的关键在于如何在一系列非劣解中确定最优解。通过在多元约束条件下数学优化计算,同时采用人工干预的方法,确定其配网规划最优方案,从而体现出其配网规划先进性、科学性、经济性,同时具备一定的超前性。