考虑路径损耗的热电联供型微网三层能量优化策略

为了降低微网对外部系统的依赖与微网自身的运行成本,针对热电联供型微网群,提出了一种三层能量优化策略。该策略不仅构建了以各微网运行成本最小为目标的下层优化运行模型、各主体间交互成本最小为目标的上层优化运行模型,还新构建了以能量传输路径损耗最小为目标的中间层优化运行模型。该中间层模型通过易货交易和买卖交易的方式提高微网间能量互济能力,并基于Floyd-Warshall算法为微网间能量交易搜索最优传输路径。算例结果显示,该三层优化策略具有良好的适用性,相比其他优化策略,能量传输过程损耗更低、微网间能量互济能力更强,各微网运行成本更小。

基于文化基因算法的冷热电联供型微网优化运行方法

多个供电源协调调度能够使得冷热电联供型微网运行综合效益达到最优,对此提出一种新的基于文化基因算法的方法。建立包含最小经济性运行成本和最小环保性运行成本的多目标函数模型,并为模型设置6个约束条件。在约束条件下,利用文化基因算法求取多目标函数模型最优解,得出冷热电联供型微网优化运行方案。结果表明,该方法应用,其综合效益以及两个单项成本较低,实现了多个供电源的协调调度。

含高渗透率光伏发电并网型微网中的电动汽车优化调度方法

针对含高渗透率光伏发电的并网型微网,研究了电动汽车与大规模光伏发电协同增效利用的方法,提出一种以提升光伏发电利用率为目的的电动汽车优化调度模型。为避免依托于中央能量管理系统的集中优化,发展了关联电动汽车交互功率与系统负荷信息、光伏出力信息的虚拟费用理论,在此基础上构造了电动汽车集群的非合作充放电博弈模型,并推导出博弈模型纳什均衡与集中式优化模型最优解的一致性,从而以分散自治的方式规避了集中式优化的弊端。在某办公楼区域光储微网的算例分析中,以光伏发电利用率、等年值成本为微网运行性能评价指标,验证了所述电动汽车优化调度方法的合理性、有效性。

基于时序模拟的离网型微网可靠性分析

离网型微网凭借独立、自治运行等特点,可有效保证网内负荷的正常供电。首先建立风电机组的时序出力模型,然后针对不同的储能运行策略,建立储能系统充放电模型;在传统时序蒙特卡洛算法的基础上,提出基于微网随机、时序等运行特性的可靠性评估算法,并对改进的RBTS Bus 6孤岛系统进行可靠性评估。算例分析表明,该算法能有效地计算离网型微网系统的可靠性指标。

基于改进雷达图模型的热电联供型微网系统多目标优化配置

针对热电联供型微网系统的容量配置问题,提出了一种基于改进雷达图模型的多目标优化配置方法。首先,提出含有光伏光热(PV/T)单元、变流器、储电单元、热泵、电锅炉、储热单元及电、热负荷的微网结构,并选取了5个优化目标,用于全面表征热电联供型微网系统的供电可靠性、供热可靠性、经济性和可再生能源利用情况。其次,建立了多目标的改进雷达图模型,并基于扇形面积和周长构造了适应度函数。然后,为保证微网系统的电、热稳定供应,给出了约束条件,从而建立了以最大化适应度函数为目标的优化配置模型,并通过优化执行过程,求解得到综合性能最优的微网系统容量配置结果。最后,根据青海省偏远地区的案例分析,验证了提出的多目标优化配置方法的有效性。

考虑源荷不确定性的CCHP型微网多目标优化调度

为提高冷热电联供(Combined Cooling Heating and Power,CCHP)型微网的综合运行效益,建立了以运行费用最小和二氧化碳排放量最小为目标的优化模型。针对源荷的不确定性,提出了基于误差场景整体生成与缩减的典型场景获得方法,并引入伪F-统计(Pseudo F-statistics,PFS)指标用于确定最佳场景缩减数目。实例计算表明,与不考虑源荷不确定的确定性优化方法相比,所提方法在应对源荷的不确定性上具有较好效果,运行费用平均下降0.31%,二氧化碳排放量平均下降4.85%。此外,计算分析表明,应用PFS指标确定最佳聚类数目可以找到模型应对源荷不确定的能力与计算时间之间的平衡点,提高模型计算效率。

基于风光互补的孤岛型微网容量优化配置研究

微网的容量优化是指综合考虑经济、环境等因素,得到微网内分布式电源的最优配比。孤岛型微网的运行受气象条件制约,传统的配置方案易导致网内分布式电源结构与气象条件不匹配,影响系统的可靠性。为提升微网性能,并建立适用于不同气象条件的优化模型,提出了一种以风光互补为基础的孤岛型微网容量优化配置方法。考虑微网建设运营中的建设成本、维护成本、能源浪费和停电损失,设置分布式电源的功率、数量、寿命等约束条件,设计了一种可气象跟随且适用于多种气象条件的风光互补组合系数,再以该系数配合免疫算法改进传统的粒子群算法,获得了一种与气象条件相匹配的优化配置模型。通过算例仿真比较可知,该模型具有良好的气象跟随性、系统稳定性和波动抑制性。结果表明,利用改进的模型和算法求解微网容量优化问题,可获得符合气象条件的最优配比。

基于储能运行策略的孤岛型微网可靠性分析

作为孤岛型微网的重要组成部分,储能系统的运行策略直接影响着微网的供电可靠性。首先建立了孤岛型微网的发电电源和储能的评估模型;其次,建立了负荷切除原则和储能运行策略;最后,采用改进的时序蒙特卡罗法,对孤岛型微网进行可靠性评估,并在改进RBTS BUS6系统上进行仿真计算,结果表明,该方法能有效地计算分析孤岛型微网的供电可靠性。

基于时序模拟的并网型微网可靠性分析

并网型微网凭借独立组网、高度自治的特点,可有效保证内部重要负荷的短期持续供电。首先,分析了微网中光伏电源和风电机组的输出随机特性,针对并网型微网两种运行方式,提出并网运行时微网和外网输出协调工作策略,并建立了孤岛运行时全时序可靠性模型;其次,基于孤岛运行特征和负荷切除原则,提出新的评估微网持续供电能力的可靠性指标;最后,对传统时序蒙特卡罗法进行改进,提出基于微网随机、时序等运行特性的可靠性评估方法,并以RBTS BUS6改进系统为例进行了仿真计算,验证所提方法的可行性。在此基础上,通过改变微网内电源的位置和储能容量大小,分析了电源位置和储能容量对配电系统和微网可靠性的影响。

基于多能互补的热电联供型微网优化运行

热电联供型微网(CHP-MG)对实现能源可持续发展和构建绿色低碳社会具有重要的应用价值,而内部复杂的能源结构与设备耦合关系,也对其运行优化带来了挑战。利用供需双侧电、热能的互动互补关系,在供给侧采用储能装置实现联供设备的热电解耦,通过各能源转换设备提升系统多能源的供应能力。在需求侧对负荷类型进行分类,利用电负荷的弹性和系统供热方式的多样性,构建含电负荷时移、削减响应及热负荷供能方式响应的综合能源需求响应模型,并提出响应补偿机制。在此基础上,以系统运行成本与响应补偿成本之和最小为目标,综合考虑供需双侧设备运行和可调度负荷资源约束,建立基于多能互补的CHP-MG优化运行数学模型。基于算例的仿真结果和对比分析表明:考虑多能互补的供需双侧协同优化能有效提高系统供能的灵活性以及运行经济性。

基于改进鲸鱼算法的并网型微网能量管理

为解决并网型风/光/柴/储微电网的能量管理问题,以经济性和环保性为目标函数,考虑各发电设备安全稳定运行作为约束条件,构建并网型微网容量优化配置模型;采用差分排序和差分变异的优化策略且引入Lévy飞行轨迹的机制来改善标准鲸鱼算法(whale optimization algorthm,WOA)的收敛精度和收敛速度;基于所提的风-光-储-网-柴的调度策略,采用改进鲸鱼算法求解配置模型。挑选某地一年四季4个典型日进行案例分析。结果表明:本文所提出的调度策略和配置模型具有合理性;改进的WOA算法能够有效地解决微网能量管理问题,在全局搜索和寻优能力方面具有优势。

考虑共享储能的冷热电联供型微网低碳经济调度

为促进微网中新能源的消纳与低碳运行,提出考虑共享储能的冷热电联供型微网低碳经济调度方法。将共享储能的概念及其运营模式应用到冷热电联供微网中,进一步引入奖惩阶梯型碳交易机制,建立了以系统运行成本和碳交易成本最低为优化目标的微网低碳经济调度模型。利用共享储能电站的运行特性提高微网运行的灵活性,通过协调微网与共享储能电站的交互功率及各能源设备出力,实现了降低运行成本与碳排放量的双重目标。为了提高模型求解效率,运用分段线性插值与Big-M方法将原模型转化为混合整数线性规划问题。通过典型日3种场景的算例测试结果,验证了所提方法可以提升新能源消纳率,促成微网过剩电功率的时域调配,同时提升微网运行的经济性与环保性。

投资开放模式下基于全寿命周期分析的离网型微网投资与优化

从离网型微网在多市场主体参与下可能存在的投资模式展开分析,通过考虑分布式电源全寿命周期内的初始投资、运行维护、设备替换等成本因素和综合收益情况,建立不同投资模式下的离网型微网的全寿命周期成本效益评估模型,并提出了一个基于非合作博弈的最优反应函数法,以求解在投资开放模式下多主体的最佳投资策略,并以一个实际的海岛微网示范项目为例进行了验证分析,以期对微网系统的投资及运营提供参考借鉴。

基于分时电价机制的并网型微网多目标动态优化调度

针对并网条件下的微网优化调度问题,提出一种基于分时电价机制下的储能单元固定调度策略与可控微源动态优化调度相结合的微网运行调度方法。考虑系统功率平衡、失荷率及各种微源出力特性等主要约束,将储能蓄电池充放电折旧成本和与电网能量交换成本-收益计入运行经济成本,微网及电网侧发电污染物排放计入环境成本,建立了并网型微网多目标动态优化调度模型。并采用基于Tent映射混沌种群初始化方法和NDX交叉算子产生子代的多目标遗传算法NSGA-II优化系统内部可控微源出力。最后以风/光/柴/燃/储并网型微网系统进行算例仿真,验证所提模型合理性和求解方法的有效性。

计及分时电价的含冷热电联供型微网的配电网系统协调优化调度

冷热电联供(CCHP)型微网与配电网通过联络线耦合,2种不同利益主体间博弈必然会给传统经济调度带来挑战。通过在配电网中对需求响应技术的应用以及其与CCHP型微网协调并行求解,最大限度地提升多主体利益,降低耦合系统运行成本。基于Logistic函数模糊响应机理优化分时电价,进而引导配电网用户用电负荷合理转移,调整该系统的负荷需求;通过目标级联分析法将耦合系统中联络线功率进行等效,从而实现耦合系统解耦并行求解;通过具体算例证明了在配电网中考虑分时电价,不仅具有削峰填谷的效果,还降低了CCHP型微网和配电网两大利益主体的运行成本。

含混合能源的并网型微网优化配置

对含多种形式微电源的并网型微网进行优化,确定每种微电源的容量等参数,比较和评估不同方案下微网的经济性、运行性能及环境效益,经分析后得到并网型微网的经济平衡点和最优解。采用混合可再生能源系统建模软件HOMER进行研究,通过对风、光、水资源分析,讨论了杭州市能最大化利用可再生能源进行并网型微网建设的地区,并对该微网进行优化,实现资源最优配置,以达到投资运行费用最少、效益最高的目标。

含多个综合能源联供型微网的配电网日前鲁棒优化调度

分布式可再生能源通过微网的形式接入配电网可以减小自身对配电网的冲击,有利于配电网稳定运行。该文以多个综合能源联供型微网接入配电网为背景,以联络线传输功率作为两者的传递参数构建双层优化模型。在求解过程中引入目标级联分析法细化配电网与微网间的利益博弈,并实现多微网并行求解。在分布式建模的基础上,对于配电网非凸非线性优化问题,构建二阶锥优化模型以保证配电网解的全局最优性;对于含分布式可再生能源的各个综合能源联供型微网,构建两阶段鲁棒优化模型以应对不确定性,并引入列约束生成算法、强对偶理论对于模型进行求解。最终基于IEEE-33节点系统以及典型综合能源联供型微网进行算例分析,验证该文方法的有效性。

基于需求侧综合响应的热电联供型微网运行优化

热电联供型微网具有能源利用率高、灵活可靠的特点,成为实现能源生产和消费转型、解决环境问题的重要手段。热电联供型微网热、电紧密耦合,给其运行的灵活性和经济性带来了不利影响,为此提出基于需求侧综合响应的热电联供型微网运行优化方法。需求侧综合响应包含热负荷响应和电负荷响应,可为热电联供型微网的热、电生产提供优化空间。热负荷响应建模根据建筑物热工模型,建立供暖功率与室内温度的关系方程。电负荷响应考虑可转移负荷。在此基础上建立热电联供型微网运行优化混合整数线性规划模型,采用CPLEX软件进行求解。算例分析结果表明,需求侧综合响应的应用提高了热电联供型微网热、电生产的灵活性,同时给系统运行带来了可观的经济效益。

基于虚拟电价的含电动汽车并网型微网经济调度策略

大规模可再生能源和电动汽车接入微网,可再生能源出力的波动性和电动汽车充放电行为的无序性会导致微网弃风弃光严重,也给微网的经济调度带来了挑战。在传统峰谷电价基础上结合可再生能源出力及等效负荷的功率差额提出了含电动汽车并网型微网经济调度策略。首先根据微网可再生能源和负荷功率水平分析微网调度优先级。以微网的运行成本最小和最大化消纳光伏为目的,构建虚拟花费最小的目标函数优化模型。最后在实例中采用改进的粒子群算法进行求解,对比采用动态虚拟电价和传统峰谷电价、实时电价3种方式下微网一个调度周期的光伏利用率、负荷峰谷差、微网的运行成本来验证所提方法的有效性。

基于全生命周期管理的离网型风光储交流微电网的双层优化调度策略

以新能源为主体的微电网系统存在前期资本投入大、电网刚性不足等问题,特别是离网型微电网由于失去大电网的支撑,安全稳定运行面临更大的挑战。本文针对离网型交流微电网设计了双层调度策略,即经济最优化日前调度和日内稳定运行实时调度,在多时间尺度下灵活规划发电主体出力。首先,日前调度以微电网经济性运行为目标,利用全生命周期理论建立经济模型,计及储能电池荷电状态(state of charge,SOC)对寿命的影响;其次,日内实时调度以供电稳定性为目标,充分考虑预测误差给系统带来的可能性崩溃,利用储能PQ源实时修正VF源的功率偏差,改善储能VF源的健康状态;最后,通过算例仿真,得到满足微电网经济、稳定运行的综合优化调度方案,并验证了该策略的有效性和合理性。