海上油田群电网的综合潮流优化控制

将发电控制、电压控制和潮流优化结合在一起,综合考虑电网的功率约束、电压质量和经济性指标,建立了海上油田群电网的潮流优化控制模型,并给出了其求解方法。通过将海上油田群电网潮流优化控制问题转化为一个多目标非线性优化问题,从而设计并实现了一套基于内点法和分支定界法的优化求解算法,并通过调整目标权重来适应海上油田群电网各种运行控制模式的需求。采用涠西南油田群电网实际数据进行测试,表明适当设定权重参数可在保证电压质量、功率平衡的基础上,优化机组的出力,获得经济运行的效果。

分散式风储一体化系统提升海上油田群电网频率稳定性研究

针对海上油田群电网接入海上风电引发的频率稳定问题,提出了分散式风储一体化系统(distributed wind-storage integrated system,DWSIS)的解决方案。首先,基于某实际油田群电网,构建了DWSIS及其接入电网的模型;然后,提出了DWSIS改善电网频率稳定性的原理及分析方法;最后,通过各典型故障下的电磁暂态仿真,验证了DWSIS的有效性和实用性。所提出的解决方案有望提升高风电渗透率下海上油田群电网的频率稳定性,进一步推动海上平台生产的低碳化发展。

基于等值频率响应模型的海上油田群电网风电穿透功率极限分析方法

提出了一种基于等值频率响应模型的海上油田群电网风电穿透功率极限分析方法.首先,构建了海上油田群电网的平均系统频率响应(ASFR)等值模型,基于单、分轴燃机确定电网原动机-调速器参数,根据t location-scale分布和差分变换方法刻画风电出力波动概率分布;然后,基于电网可承受的最大风电波动对应累积概率指标和最严重故障后电网最大频率变化指标,提出了考虑稳态频率偏差约束和暂态频率稳定约束的风电穿透功率极限分析方法;最后,以某实际海上油田群电网为例验证了所提方法的准确性与有效性,结果表明,原动机-调速器响应速度和暂态频率稳定约束对于海上油田群电网的风电穿透功率极限具有关键影响.

基于混合无功补偿的海上石油平台群电网AVC策略

海上石油平台群电网是海上油气生产的重要保障系统,受系统容量限制和平台负荷波动影响,电压稳定问题亟待解决。针对此问题,提出了一种STATCOM和电容器混合无功补偿的自动电压控制(AVC)策略,包括电压的快速调节模式和电压长期优化控制。选取某实际平台群电网为对象,搭建PSCAD/EMTDC模型,进行仿真验证。仿真结果表明,本文方法既能抑制暂态电压快速波动,保持电压稳定,又能在稳态时最大程度释放STATCOM的动态无功,保持其快速无功补偿的能力,实现快速、经济的海上平台群电网自动电压控制。

一种辅助海上油田群电网大型异步电机直接起动的静止无功发生器控制方法

海上油田群电网由于容量相对较小,当大型异步电动机负载直接起动时,会导致无功需求增加、电压突降、机组过载解列和负荷低压脱扣等问题。提出了一种基于静止无功发生器的改进动态无功控制策略。在常规无功/电压控制基础上,增加电机起动补偿器和切换器功能,控制电机起动过程中各调节器及其参量的切换,实现电机的平稳起动并降低对系统的冲击。控制方法应用于我国南海的涠西南油田群电网。仿真分析表明,该方法能对大型异步电机直接起动提供足够的动态无功支撑,达到稳定电压和保证燃气轮发电机和负荷安全运行的目标。

一套描述海上油田群电网性能指标及其定义的系统设计

随着涠西南油田群的开发和发展,油田群内电力负荷不断增加,给油田电网的生产管理带来困难,也给海油电网的稳定运行带来隐患,因此我们很有必要制定一套指标来对电网状态进行评估。本文结合海上油田群电网的实际情况,从安全性,稳定性及经济性的角度出发,根据海油电网EMS实测或在线状态估计结果,对电网运行性能进行定量指标化监测、分析与预警,使电网运行人员能及时得知电网实时状态,保障海油电网的稳定运行。

SOE系统在油田群电网中的应用

中海油某油田群电网随着接入重要设备不断增多,故障点也会增多。在发生突发性电力故障时,由于各系统的时钟不统一和监测设备分辨率问题,很难找到第一触发原因。为了最大限度降低电网故障造成的损失,在原有EMS系统基础上增加SOE系统,充分利用现有资源,以较低成本较短工期完成改造。SOE系统的加入,进一步缩短了海上油田群电网故障排查时间,使得油田群电网更加稳定可控。

考虑新能源发电不确定性的含微电网群共享储能优化调度

随着具有不确定性的可再生能源在微电网中渗透率日益提高,微电网新能源消纳所面临的挑战越来越大,而共享储能与微电网群的协同运行是提高其消纳能力的有效手段。为了解决不确定环境下微电网群与共享储能协同调度问题,提出了一种考虑新能源发电不确定性的优化调度模型:首先,利用基于马尔科夫链蒙特卡洛算法的日状态转移过程集合生成方法,和基于条件生成对抗网络的日场景生成方法,生成周净发电功率典型场景。进而使用生成的典型场景作为运行模拟场景,以共享储能运营商为主体,以各微电网为从体,构建一主多从博弈优化调度模型,其中主体调整共享储能容量租赁价格以追求最大利润,从体响应租赁价格,调整租赁容量方案及运行计划以最小化自身用电成本。然后,设计了一种基于启发式算法的分布式迭代求解方法来求解所提模型。最后通过算例验证了所提模型的有效性。

面向微电网群的云储能经济-低碳-可靠多目标优化配置方法

微电网群技术通过多微电网间的协同互补,促进了分布式可再生能源在微电网间的协同消纳,被认为是未来新型电力系统中分布式电源接入电网的重要方式之一。考虑微电网群中多微电网协同互济的特性,提出了一种面向微电网群的“集中共享、分散复用”云储能运营架构。其中,集中式储能面向微电网群中的所有微电网进行共享,以合作共建、容量共享的方式为所有微电网提供服务,旨在降低各微电网的储能使用成本;分布式储能主要服务于微电网群中的各个微电网,以保障各微电网自身的可靠性为主要目标,同时兼顾协同互济的储能复用需求。在此基础上,构建了经济、低碳及可靠多目标驱动的云储能双层优化配置模型,并基于第二代非支配遗传算法实现模型求解。然后,建立了微电网群云储能系统商业模式,基于Shapley值法及系统运行模拟实现云储能系统投资、运营成本及效益的合理分摊,提出云储能初始投资成本的分配方法。最后,基于IEEE 33节点系统搭建微电网群系统并开展算例分析,结果显示所提方法可提出面向不同投资偏好的云储能配置方案解集,并验证了云储能模式提升系统投资运营效益的有效性。

考虑灵活组群的配电网-微电网群低碳经济调度方法

含高比例分布式可再生能源的微电网群协同运行是提高可再生能源就地消纳能力、降低碳排放成本与运行成本的重要技术手段之一。为使得微电网群适应可再生能源的随机性和波动性及运行环境的不断变化,文中将各子微电网灵活组成各种形式的微电网群,并以配电网-微电网群系统碳排放与运行总成本最小为优化目标,建立了配电网-微电网群低碳经济调度主从博弈模型。在此基础上,根据灵活组群的特征,提出了一种基于互济功率价值大小的涌现收益分配方法。通过IEEE 33节点配电系统-实际微电网群的算例仿真,验证了所提方法的有效性。

基于谈判博弈的微电网群多主体共享储能容量优化配置策略

大力发展新能源是构建新型电力系统、推动能源转型的必然选择。文章提出了基于谈判博弈的微电网群多主体共享储能容量优化配置方法。考虑微电网群运营商(MGCO)与共享储能运营商(SESO)之间的协同交互机制,建立基于共享储能的微电网群容量优化框架;考虑微电网之间的能量共享以及共享储能容量租赁,构建考虑能量共享的微电网群容量优化配置模型;计及共享储能动态租赁,构建SESO储能容量优化配置模型;在此基础上,构建基于谈判博弈的MGCO和SESO储能容量配置模型,并提出基于ADMM的分布式求解方法。基于MATLAB进行算例分析,结果表明,所提储能优化配置方法能够在降低MGCO成本的同时提高SESO的收益,达到了双赢的效果。

计及需求响应的海岛微电网群优化运行研究

在海岛可再生能源替代与电动汽车技术大规模应用的背景下,为解决偏远海岛居民的用电需求,提出了计及需求响应的电动汽车接入海岛微电网群的优化方法。首先,根据实际监测数据集对电动汽车充电行为建模,对比多种分布形式的联合评价和指标,得到拟合较好的概率分布函数。其次,选取多个海岛构成低碳化海岛能源系统,在考虑可再生能源渗透率和用户满意度的前提下,建立了以海岛微电网群的经济性和环保效益最优为目标的微电网群优化模型,利用蜘蛛蜂优化(spider wasp optimization,SWO)算法求解。最后,以浙江某海岛群为例进行验证,算例结果表明,所提海岛微电网群优化模型能够在满足可再生能源高渗透率的场景下,有效降低系统成本,更具经济性。

分时电价下含电动汽车的微电网群双层多目标优化调度

为解决大规模电动汽车无序充电导致电网出现“峰上加峰”现象,依据电动汽车充电地点的不同将配电网划分为居民区、办公区、商业区微电网,提出基于峰谷差、分时电价、用户充电满意度多目标下的电动汽车充电模式,建立了微电网内运营商峰谷差最小—用户充电费用最少和充电满意度最大的双盈多目标优化调度模型,采用上海市实际居民办公商业混合体,基于MATLAB/NSGA⁃Ⅱ算法求解负荷整形度;采取粒子群优化算法求解电动汽车车主达到充电最优满意度;实现对电动汽车充电时刻和充电功率的引导。实际算例仿真结果表明,该方法能有效降低配电网负荷峰谷差,提高电动汽车充电效率,满足用户充电需求。

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。

考虑储能寿命和通信故障的微电网群优化调度

为保障微电网运行的经济性与稳定性,需考虑可再生能源的功率波动和电池储能系统的寿命特性。探究充放电深度与速率对电池储能系统寿命的影响,建立面向实时优化调度的储能电池系统模型,采用交替方向乘子法对微电网集群进行分布式优化调度。该分布式优化方法不需要任何全局信息,能最大程度上保护微电网的隐私。仿真结果表明:所提方法能够使储能电池以较高荷电状态运行,在出现通信故障时仍能使系统稳定、可靠地运行。

微电网群系统的分布式控制方法

为应对日益增长的微网群系统稳定性、经济性运行控制需求,提出了一种考虑并网和孤岛运行模式的微网群系统分布式控制方法。方法基于一致性算法实现微电网分布式分层控制,并考虑了微网群内各微网的协调控制。Simulink仿真结果表明,在负荷投切等情况发生时,工作在并网或孤岛模式的微电网群系统频率、电压波动在合理范围内,分布式电源始终按照等微增率原则分配出力。所提微电网群系统分布式控制方法能够维持微电网群的频率稳定和电压稳定,并通过分布式电源出力分配实现经济性目标。

目标级联求解下的含微电网群主动配电网自适应调度方法

为了提升含微电网群主动配电网电压水平,及降低线损,提升自适应调度效果,研究目标级联求解下的含微电网群主动配电网自适应调度方法。含微电网群主动配电网自适应调度分为网损优化无功调度、功率优化有功调度2个环节。网损优化无功调度方法以微电网网损最小为目标,主要优化分布式电源的无功功率、微电网与主动配电网间的无功交互功率。功率优化有功调度方法旨在通过调整分布式电源的有功功率输出、微电网与主动配电网之间的有功功率交换以及从上级电网购买的电能,实现配电网内的功率平衡。文章采用目标级联分析法分析目标函数间的差异,并行求解微电网调度模型与主动配电网调度模型,实现含微电网群主动配电网的自适应调度。测试结果显示,该方法能够提升主动配电网的局部电压水平为0.937 pu,线路损耗功率降低到0.23 MW,并具有较好的收敛性,提升了配电网自适应调度效果。

基于多主体博弈和强化学习的微电网群与配电网协调优化调度方法

随着“煤改电”工程的推进,农村薄弱配电网因供暖季负荷突增可能出现短时线路容量不足的问题,传统的线路扩容改造方案面临着电网投资回收期长、非供暖季资产利用率低等问题,依托农村新能源资源禀赋,构建具备友好互动和需求响应能力的微电网是解决此问题的有效手段。为此,结合河北省某农村微电网群示范工程的应用背景,提出一种基于多主体博弈和强化学习的微电网群与配电网协调优化调度方法。各微电网以日内滚动优化调度计划为基准,考虑辅助服务策略对未来有限时域内运行经济性的影响,上报最优竞价策略;配电网结合辅助服务功率需求和各微电网的报价,以运行成本最小为目标确定辅助服务市场出清方案。最终,采用狼爬山(win or learn fast-policy hill-climbing,WoLF-PHC)算法实现对多主体博弈问题的快速求解,并基于微电网群示范工程实际案例验证了所提方法的有效性。

计及构网型储能稳定拓展的微电网群优化运行

构网型储能在发挥常规储能功能的同时,能够提升系统惯性,满足含高比例新能源微电网频率电压快速调节需求,是促进微电网技术发展的重要形式。文中为研究储能控制策略改变对微电网群经济运行影响,提出计及构网型储能稳定拓展的微电网群优化运行方法。首先,搭建含2个子微电网的微电网群架构,确定微电网群各组件效率模型,分析不同储能控制策略。然后,以微电网群运行成本为优化目标,计及不同储能控制策略设置柴油发电机开机方式约束,构建计及构网型储能稳定拓展的微电网群优化运行模型,并采用CPLEX求解器进行求解。最后,设置不同光伏渗透率场景进行算例仿真。仿真结果验证了储能构网型改造能够有效提升微电网群运行经济性及环保性。同时,适当提高微电网群联络线功率限额可以提高系统运行经济性。

基于一致性算法的微电网群分布式经济调度

针对孤岛微电网群的经济调度问题,基于一致性算法提出一种微电网群分布式经济调度方法。该方法将孤岛微电网群经济调度建模为子微网间和子微网内调度两层,子微网间调度以各子微网增量成本为一致性变量,基于平均一致性算法分布式求解,实现互济模式下各子微网互济功率的最优分配;子微网内调度以各分布式电源增量成本为一致性变量,并以子微网间互济功率分配为约束,基于领导-跟随一致性算法分布式求解。该方法通过两层调度实现,能发挥子微网间功率互济优势的同时保持子微网的独立性,并且仅需利用局部信息交互实现优化调度,灵活性高。通过算例仿真验证了所提分布式经济调度方法的有效性。