基于频谱分析的孤立微网中储能和柴油发电机容量的优化方法

为解决孤立微网中储能和柴油发电机(柴发)的协调容量优化配置问题,利用储能和柴发不同设备的响应特性,提出了基于频谱分析的孤立微网中储能和柴发的容量优化方法。首先,利用傅里叶变换对平衡功率进行频谱分析,设定储能和柴发的补偿频段,再利用反傅里叶变换获得时域功率指令,计算得到满足系统补偿要求的储能和柴发的最小容量;然后,建立方案技术经济评估模型,对优化方案的技术性和经济性进行较为全面的评估。最后,通过浙江某海岛孤立微网实际工程案例数据验证了所提方法的有效性,与传统的基于负荷跟随策略的遗传算法得到的优化方案的对比表明,在满足系统同样的技术指标的情况下,文中所提方法所得结果具有更好的经济性。

基于滤波的孤立微网多目标规划设计方法

为实现孤立微网中经济性和污染物排放的整体优化,提出了一种基于滤波的孤立微网多目标规划设计方法。首先,针对当前多目标优化方法中目标权重选取需要主观先验知识,以及结果的选择性和指导性难以兼顾的问题,采用改进非支配排序遗传算法求解孤立微网的多目标优化模型,不需要主观先验知识就可得到多个可选方案,再通过方差最大化决策得到唯一的推荐方案。其次,优化过程中基于滤波调度策略来实现微型燃气轮机和储能优势互补,改善了微型燃气轮机的运行状况。算例结果验证了该方法的有效性。

考虑需求侧响应能力的孤立微网蓄电池储能系统容量概率规划方法

本文提出一种考虑需求侧资源参与孤立微网频率调节能力的蓄电池储能系统容量概率规划方法。首先,提出一种需求侧负荷变参与度频率控制策略;进而,考虑微网分布式能源的间歇性特征,提出融合概率分析的时域仿真方法与一种基于面积准则的储能系统容量确定算法;最后结合蒙特卡洛仿真求解孤立微网频率调节所需蓄电池储能系统容量的最优概率分布。该方法可充分计及微网运行过程中的高维不确定性因素,为规划人员根据微网运行需求配置最优的储能容量提供了一种有效的规划工具。

偏远地区含分布式能源孤立微网经济配置研究

为了解决偏远无电地区供电问题,提出了多能互补孤立微网经济配置方案,可以得到典型地区能源最佳配置结果。针对孤立微网方案,在综合考虑经济性、环保性、可靠性目标的基础上,建立数学优化模型,调用HOMER软件,采用负荷跟随的控制策略进行模拟仿真,优化微网内分布式能源的功率输出,以此得到最优配置结果。通过算例验证了方法的可行性,并分析了参数变化对结果的影响。此外,构建了临界经济距离指标,将孤立微网方案与直接联网方案进行了比较,进一步论证了方法的合理性。

基于频率滞环的孤立微网混合储能系统频率控制策略

以蓄电池与超级电容器混合储能系统为研究对象,提出基于频率滞环的孤立微网混合储能系统频率控制策略。该控制策略包含Ⅰ、Ⅱ两种控制方式:控制方式Ⅰ通过引入频率滞环来协调频率控制精度与蓄电池充放电次数的关系,可有效减小蓄电池的充放电次数;控制方式Ⅱ综合考虑蓄电池使用寿命和超级电容器容量的双重约束,通过频率滞环协调蓄电池和超级电容器的充放电优先级,实现不同储能装置的优化控制。在DIg SI-LENT商业软件中搭建了Benchmark低压微网算例,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

基于改进GA-PSO算法的孤立微网日前经济调度

针对孤立微网中电源、负荷类型较多,日前调度复杂且较难收敛于全局最优解的问题,采用粒子群遗传混合算法(GA-PSO)求解这一混合整数非线性(MINL)问题。首先建立了孤立微网内微型燃气轮机、蓄电池和各种负荷的调度模型及日前调度的目标函数。对蓄电池放电深度模型进行了改进,以更合理地描述其充放电成本;按补偿合同对负荷直接调度;在保证可靠性的前提下,考虑微网运行成本,以微网运行收益最大为目标建立了目标函数。其次提出了新的粒子群遗传混合算法,最后采用该算法针对一个微网算例进行仿真验证,结果表明该算法能有效解决混合整数非线性规划问题。该方法对多时段、多种单元混合的微网优化调度,能够快速收敛。

基于虚拟同步发电机的孤立微网黑启动方案研究

为提高微网的供电可靠性,给出一种针对全黑孤立微网的黑启动方案。首先介绍基于分层控制的微网结构,然后通过对串行恢复和并行恢复两种网架恢复策略的比较,指出应采用系统结构和控制更简单的串行恢复策略,并制定微网黑启动操作流程。其次从微网系统和微源两个角度同时考虑,提出一种兼具调频、调压和零起升压能力的虚拟同步发电机(VSG)控制策略。最后建立微网系统的实验平台,实验结果验证所提微网黑启动方案及其操作流程的可行性。

基于分岔理论的孤立微网静态电压稳定性分析

为了深入研究孤立微网的静态电压稳定性问题,将分岔理论应用于微网静态电压稳定性分析研究。以鞍结分岔点作为电压稳定临界点,采用连续潮流(CPF)算法对四节点小型孤立微网进行电压稳定性分析,追踪出该系统的PU曲线,并根据特征根来判断该曲线上是否存在鞍结分岔点。分别计算出含SVC和不含SVC系统的电压稳定极限,得出负荷节点处电压稳定裕度。由实验结果可以看出,随着负荷参数的不断增大,负荷所需功率和发电机的输出功率也会随之增大,当达到它的传输极限时就会产生鞍结分岔现象,从而导致系统电压出现跌落甚至崩溃的现象。结果表明,利用上述方法可以有效地计算出孤立微网的电压稳定极限,并且使用SVC控制器可以提高系统电压稳定性。

混合型孤立微网全寿命周期经济性评估

混合型孤立微网具有节能环保、供电可靠性高等优点。针对包含风力发电机、光伏电池板、储能电池和柴油发电机的混合型孤立微网,结合全寿命周期理论,建立系统从投资建设、运行维护到回收利用全寿命周期内的经济性评估模型。提出了用于衡量混合型孤立微网全寿命周期经济性的评估指标。通过算例分析,研究了混合型孤立微网采用不同调度策略时的全寿命周期经济性情况,对比了混合型孤立微网与传统孤立供电系统全寿命周期经济性的差异。研究结果体现出混合型孤立微网在节能与经济性方面的优势,同时验证了所提全寿命周期经济性评估模型的可行性与有效性。

微网孤立运行时的调频策略研究

微网在主网发生故障或检修时运行于离网模式下,此时处于孤立状态的微网必须要有自身的调频能力。提出了一种孤立微网的频率控制策略,提高了孤立微网的抗频率干扰能力。提出的控制策略针对各种微源对频率调节的不同特性和能力,将微网中调频微源分类处理,通过设置判定条件和参数决定各微源是否参与调频以及参与分量,使得孤立微网具有经济快速的调频策略。最后使用Matlab/Simulink仿真软件建立微网仿真模型,验证所提出调频策略的有效性。

基于动态潜在博弈论的需求响应参与风电并网消纳的优化研究

以风电接入的孤立微网为研究对象,将用户当作调整负荷曲线的相互独立的决策者,运用动态潜在博弈论,分析和协调用户之间的互动,以最小化系统能源总成本为目标,建立基于动态潜在博弈论的需求响应参与风电并网消纳优化模型。其中用马尔科夫链预测风电出力,继而对模型所达到的纳什均衡进行分析,分为单用户和多用户两种情况,最后进行仿真计算,验证模型的有效性。研究有利于提高可再生能源发电的渗透率,将在目前能源紧缺、满足节能减排和保护环境为前提的工业发展中具有重要意义。