多时间尺度下计及综合需求响应和碳捕集-电转气联合运行的综合能源系统优化调度

对源侧进行低碳化改造、荷侧辅以综合需求响应策略有利于“双碳”目标的实现。为此,提出一种多时间尺度下计及综合需求响应和碳捕集-电转气联合运行的综合能源系统低碳优化调度策略。源侧在碳捕集电厂中引入储液罐,形成碳捕集电厂的综合灵活运行方式,并构建计及碳捕集电厂和电转气设备的新型联合运行模型;在荷侧分析需求侧资源在不同时间尺度下的响应特性,建立不同时间尺度下的价格型、激励型需求响应模型,通过源荷协调配合提升系统的低碳性能;提出源荷互补的综合能源系统多时间尺度低碳调度策略,构建含综合需求响应的日前-日内-实时调度模型。算例结果表明,所提模型能够充分利用源荷资源参与调节,实现系统低碳、经济、稳定运行。

可再生能源与热电联合响应的区域多能源电网集群运行优化模型

针对可再生能源发电快速增长下的高渗透率导致的区域级多能源电网功率平衡协调控制困难问题,文章提出了基于热电联合响应的多能源电网集群联合优化运行控制策略,可有效提高电网功率平衡调节能力。首先,研究可再生能源发电、热电联合响应及多能源电网运行特性,考虑可再生能源发电及热电负荷不确定性因素,建立多能源电网集群中可再生能源与热电联合响应运行优化控制模型;然后,研究基于电网运行效益最大化目标的多能源电网集群协调运行策略模型及其求解算法;最后,以东北某地区3个区域级多能源电网运行数据为基础,采用蒙特卡洛方法模拟电网热电负荷特性,建立基于IEEE14节点系统的PSCAD仿真模型。仿真结果及其分析表明,文章提出的基于热电联合响应的多能源电网集群协调优化运行模型能够有效提高可再生能源出力不确定性条件下电网功率平衡能力,减小电网运行与功率调节成本。

面向有功潮流最优问题的配电网集群划分策略

新能源大规模馈入配电网的背景下,集群划分是配电网实现海量数据分析和设备调控的重要手段,但当前集群划分研究存在划分结果不合理、划分算法准确度低的问题。针对上述问题,文中阐述了分布式电源高渗透的配电网集群划分时应考量的因素,设计了规模限制指标;对遗传算法迭代过程进行观察记录,分析遗传算法全局寻优能力受限的原因,并利用遗传过程中个体趋同的特征对算法进行机理改进。经过仿真实验验证,可知文中所提出的规模限制指标能够有效规避不合理分区,避免人为筛选结果的弊端;所提出的改进遗传算法较大程度地提高了计算的准确度,并降低了迭代次数。但由于遗传算法缺少收敛判据,降低迭代次数暂时不能减少单次实验耗时。综上,文中所提策略能有效提高配电网集群划分结果的准确度及配电网分区控制的效率。

基于动态组网的园区微电网群运行优化

为提升园区微电网群运行经济性、供电可靠性和新能源消纳能力,提出了一种基于动态组网的园区微电网群运行优化方法。首先以运行成本、负荷损失成本和弃光成本最小为目标构建线性化微电网群组网模型,以便利用线性求解方法高效求解;其次考虑到某一时刻多个微电网可能会同时出现功率超额或缺额情况,为确定最优组网方式,提出了一种基于微电网互联约束条件的最优组网方案选择方法;最后采用一个包含3个微电网的园区微电网群系统进行算例测试,结果验证所提方法能够实现微电网间动态连接,提升微电网群运行经济性,减少负荷损失提升系统供电可靠性,提升新能源就地消纳能力。

基于改进交替方向乘子法的配电网柔性负荷分层集群调控方法

可调负荷、电动汽车等各种负荷侧资源快速发展,对其进行精准调控是目前重要的研究热点。为充分发挥配电网柔性负荷的调节能力,提出一种基于改进交替方向乘子法的配电网柔性负荷分层集群调控方法。首先,采用综合层次聚类算法对柔性负荷进行分层集群;其次,基于纳什谈判理论,将原问题分解为成本最小化和收益分配2个子问题,建立配电网柔性负荷集群调控模型;然后,引入自适应变参数加速因子,提出改进的交替方向乘子法;最后,通过模拟算例验证所提方法的有效性。结果表明,所提方法能够有效实现大规模柔性负荷接入情况下的集群调控,收敛性能较常规方法有所提高。

考虑新能源集群接入的送端电网电压频率控制优化模型

随着大规模新能源发电资源集群接入电网,送端电网受到新能源出力波动、输电线路故障、发电机组投切等大扰动所造成的电网电压、频率波动问题愈加严重。为此,文章提出一种考虑新能源集群接入的交直流送端电网电压、频率控制优化模型。首先,深入研究西北地区送端电网发生故障后的电压、频率变化特性,分别从送端电网频率响应、暂态电压稳定裕度、暂态电压恢复速率指标3个方面对含大规模新能源发电集群接入的送端电网运行特性进行研究;然后,以交直流送端电网的总调节控制成本最优为目标,并考虑送端电网潮流、暂态电压和频率等约束条件,建立交直流送端电网电压、频率控制优化模型,并采用改进差分进化算法进行求解;最后,选取西北某地区电网数据,搭建仿真模型验证该方法的有效性。

考虑分布式能源集群暂态过电压抑制的交直流混联电网无功优化方法

针对直流故障下高比例新能源交直流混联电网无功盈余而导致的暂态过电压问题,文章提出基于分布式能源集群暂态过电压抑制的交直流混联电网无功优化方法。首先,研究交直流混联电网换流站交流母线处等值交流电网、等值分布式能源集群、等值无功调节设备和换流站的功率平衡特性,考虑直流闭锁故障,研究暂态过程中无功盈余引起的交直流混联电网过电压机理。其次,分别建立包含分布式风电集群、分布式光伏集群和分布式储能集群的交直流混联电网分布式能源集群无功电压响应模型。再次,以最大限度保留动态无功设备的无功回降裕度和减少无功补偿设备投入量为目标,以功率平衡和并网点暂态过电压限值为约束,提出协调分布式能源集群的交直流混联电网无功优化模型。最后,利用修改的IEEE39节点系统以及南方某交直流混联电网实际运行数据进行算例分析,结果表明文章所提方法能够有效抑制交直流混联电网暂态过电压。

分布式新能源接入电网的集群优化控制策略研究

该文研究了分布式电源接入交直流混合微电网群的优化规划方法,提出2层优化规划数学模型,分别涵盖区域节点集群划分和分布式电源容量配置协同规划。上层规划模型使用节点耦合度和有功平衡度综合指标,以完成区域节点的集群划分和混合微电网群的构建任务。下层规划模型以投资成本、运行维护成本和购售电成本最小为目标函数,求解各微电网群中分布式电源的接入容量。同时,考虑系统的稳定性和可靠性,约束条件包括系统总节点数约束、节点电压偏差约束、分布式电源出力约束、群间交互功率约束和供电可靠性约束等。通过这些优化规划方法可以有效地优化微电网群的配置,提高电力系统的可靠性和经济性。

考虑区域多能源系统集群协同优化的联合需求侧响应模型

风电、光伏发电等波动电源接入比例不断提高,使得区域多能源系统中能量转化和协调能力减弱。基于此,该文提出一种多个区域级多能源系统互联后多目标协同优化的联合需求侧响应模型及响应策略求解算法。首先提出联合需求侧响应概念及模型,并在此基础上研究多区域电气热(冷)互联系统中的多种能源形式间的能量转化模型;以多个区域多能源系统运行总成本最小、碳排放最小为目标,建立多区域电气热(冷)互联系统多目标优化模型;然后,研究多区域电气热(冷)互联系统多目标运行优化调度策略,建立基于NSGA-Ⅱ算法的多区域能源互联系统协同优化算法。最后,基于东北3个地区电热气多能源系统,建立联合需求侧响应及其优化运行仿真模型。仿真结果表明,提出的联合需求侧响应模及其优化运行策略,能够有效提高多个区域能源系统间的能量协调能力,增强多能源互联系统总体需求侧响应能力,并降低需求侧响应成本。

计及并网强度最大化的新能源集群出力优化研究

随着柔性负荷接入电网的比例不断增多和新能源逐渐向集群化并网发展,如何在柔性负荷剧烈波动和保障电网强度的条件下优化调度新能源集群并网出力,已成为迫切需要解决的问题。文章首先从系统架构、集群化并网特点和短路容量计算方面对新能源集群并网进行了分析,在此基础上给出了新能源集群并网点短路比、广义短路比、运行广义短路比的计算方法;其次分析了近年来激增的柔性负荷分类及特点,研究了柔性负荷接入下的运行广义短路比;最后研究了柔性负荷波动下,以运行广义短路比最大为目标的新能源集群并网出力优化调度方案,并通过算例与传统等比例原则调度方案进行了对比。结果表明,所给方案能够在满足电网功率波动的情况下,保障新能源集群并网强度,实现新能源出力优化分配。

提升配电网新能源消纳能力的分布式储能集群优化控制策略

针对分布式电源大规模接入配电网造成的资源浪费与储能系统经济性有待提高的问题,提出一种用于提高分布式电源消纳和储能系统经济性的集群储能控制策略。首先,建立了兼顾系统模块度与有功功率平衡度的综合性能指标,并提出了基于遗传算法的集群划分方法。然后,通过逐层进行配电网与集群层面的削峰填谷,依次确定集群储能及节点储能功率;在计及配电系统安全、储能系统运行等约束条件下,构建了集群储能经济模型,分析既有储能配置下可消纳新能源比例及储能系统日运行收益,确定各节点储能最优时序出力。仿真结果表明,所提控制策略可以促进配电网新能源消纳,提高储能系统运行经济性。

直流微电网集群多状态运行分级协调控制策略

为了对直流微电网集群进行协调控制并对其进行能量管理,提出一种多状态运行分级协调控制策略。该策略采用子微电网设备级控制与集群系统级控制的两级分级方式,在保证本微电网正常运行前提下利用分布式一致性算法控制集群微电网母线电压,并利用直流区域控制误差控制方法控制集群联络线功率。集群运行根据网内储能单元荷电状态值划分为多个运行状态,并针对不同运行状态制定不同的联络线功率控制策略,使集群内各子微电网在不同运行状态下的运行更加合理。最后,通过MATLAB/Simulink软件对所提控制策略在多工况下进行验证,结果表明采用所提控制策略时系统电压水平可以提高至额定电压附近,同时可以根据联络线功率控制策略在多个运行工况下切换并实现控制目标。

新能源消纳的配电网运行优化模型

针对新能源消纳对配电网运行存在运行效率低等诸多问题,提出了新型的运行优化模型,通过设置配电网运行全寿命周期过程中的重要约束参数与因素,为评价新能源消纳的配电网运行提供定向分析目标。为了分析配电网运行中的微观数据信息影响,构建了改进量子粒子群算法,提高了配电网运行能力,有效地将影响配电网运行的宏观数据量通过微观数据表达显示出来,大大提高了配电网运行效率。实验表明,所提方法应用效果好,分析精度高。

考虑新能源集群孤网接入的柔直换流站稳态运行区间研究

大规模弱抗扰新能源孤网接入柔性直流输电系统(Voltage Source Converter Based High Voltage Direct Current,VSC-HVDC)时,换流站稳态运行范围需考虑新能源集群安全运行的要求。基于新能源集群与送端换流站等值系统,研究了考虑新能源集群孤网接入的柔直电网换流站稳态运行区间约束条件,分析了联结变压器分接头位置、柔直交流电压设定值、新能源集群与柔直送端换流站等效距离的阻抗特性对稳态运行区间的影响,为新能源-柔直孤网系统的换流站稳定运行范围确定提供了可行方法。计算结果表明,当调节联结变压器分接头时,换流站稳态运行区间随分接头上移而向下移动;当改变柔直交流电压参考值时,稳态运行范围随着参考电压升高而向下移动;当改变等效线路阻抗特性,电气距离增加运行范围缩小,阻抗比减小,输送大功率时运行范围变大。

考虑电网约束的多类型分布式资源集群能量交易与利益分配方法

近年来,智能电网中渗透了越来越多的分布式灵活性资源,例如电动汽车和可再生能源,促进了电网从被动配电网向主动配电网的快速转化。然而,这一过程同时给系统的运行和优化带来了巨大的挑战。本文研究了考虑多类型分布式资源集群能量管理框架。该框架旨在使分布式资源集群的总成本最小化的同时优化集群间能量交易过程中所产生的电力损失。为了确保配电网的可靠和安全运行,引入了相关电网约束。因此在所提出的框架在能量交易过程中采用纳什议价理论进行收益分配,可以获得互惠公平的解决方案,鼓励消费者参与能量交易。最后,通过改进的33节点配电网中的多个算例,说明了该能源管理框架提高了能量交易的灵活性、经济性和安全性,具有一定的有效性和优越性。

高比例新能源接入的配电网集群划分及电压控制

为应对能源结构转换,解决高比例新能源接入配电网引起的过电压问题,提出了针对此类配电网的集群划分及电压控制方法。通过优化新能源电源的有功、无功功率,实现最优有功功率缩减和无功电压补偿,提出一种基于电气距离和集群电压调控能力的集群性能指标,基于此将配电网进行集群划分,并提出集群电压优化控制策略,将集群内的自主优化与群间协调优化相结合,通过仿真验证了集群划分和电压控制方案的正确性和可行性。

提升配电网新能源消纳能力的分布式储能集群优化控制策略

从实际情况来看,当前配电网与分布式电源构建连接后,经常会出现各种故障问题,尤其是能源消耗及集群储能成本过高极为显著。针对这类问题,我国积极开展电力能源相关研究,并对分布式电源消纳和储能系统进行优化,促使集群储能功能更加完善。首先构建分布式储能集群系统各项指标,基于基础指标体系优化集群策略。其次逐层对配电网进行削峰填谷,对集群层面采取同样方式进行干预,从而保证储能效率。在综合考虑情况下,构建安全、稳定运行的集群储能经济模型。最后基于构建的模型和指标体系,综合了解储能系统的运行收益及能源消纳比例。经过验证所提控制策略可以有效提升储能系统的经济效益。

计及源荷不确定的综合能源微电网集群优化运行

在“双碳”背景下,为解决当今综合能源微电网(integrated energy microgrid,IEM)往往独立运行而导致能源浪费和不平衡分配的问题,构建了一种基于纳什均衡博弈框架的微电网集群电能共享模型。模型考虑源荷双重不确定性,提高了微电网运行的鲁棒性。其次,设计了一种改进交替方向乘子算法(alternating direction method of multipliers,ADMM)对微电网集群经营成本进行求解,验证了算法和模型的有效性并加快了运算收敛速度。最后,提出基于纳什均衡的效益分配策略,以贡献度综合评估各主体的谈判力指标,保证微电网集群内各主体收益的公平分配。算例分析表明所提模型可快速求出内部交易的电量与电价,最大程度降低微电网集群经营成本的同时也降低了碳排放量。

澜沧江流域梯级水库群联合优化运行系统研究获集团一等奖

华能澜沧江水电有限公司集控中心承担的澜沧江流域梯级水库群联合优化运行系统研究获华能集团公司科技进步一等奖。

二连浩特可再生能源微电网示范项目一苏尼特右旗集群项目正式签约

近日，总投资95亿元的二连浩特可再生能源微电网示范项目一苏尼特右旗1号、2号集群项目签约仪式在苏尼特右旗举行。