考虑光伏和能量调度装置的电气化铁路储能运行调度

随着我国大力发展绿色经济和推行节能减碳,在电气化铁路系统内考虑新能源和列车制动能量相互利用被不断关注。文中提出了一种考虑光伏和能量调度装置的电气化铁路储能运行调度方法,在传统牵引变电所内融入光伏,通过储能和能量调度装置相互配合,提高列车再生制动能量的利用率,减少电网向牵引供电系统输送的电能,同时加强了源荷间的供电可控性和灵活性。数值模拟仿真表明采用文中方法优化后,牵引供电系统向电网获取的电能减少了2 500 kWh,验证了所提方法的有效性。

多端口能源路由器“源网荷储”能量调度粒子群优化算法

能源路由器既可实现能量流和信息流的高度融合,又有利于电能传输、辐射和综合利用,研究与运行时间表明这是建立在能源路由器经济、安全和可靠运行基础上。为此,在综合考虑光伏发电成本、市电购电成本、储能成本等各项经济因素的基础上,建立了“源网荷储”多能互补系统的经济运行模型,提出了基于粒子群优化算法的多能互补系统能量调度优化方案。结合所研制的应用于某园区的七端口能源路由器,进行了仿真分析与装置试验,结果表明:所提粒子群优化算法的调度方案可行有效,不仅可以降低系统研制和运行成本,还可以推广应用到军事岛礁多能源互补微电网系统,充分发挥分布式电源灵活与高效的应用特性。

融合VMD-MPC算法的多微电网能量调度技术优化

针对配电侧多微电网能量调度分析能力滞后,能量调度差的问题,研究融合变分模态分解(VMD)和模型预测控制(MPC),构建VMD和MPC相结合的、多时间尺度滚动优化兼具反馈矫正的多微电网能量调度系统优化调控模型,建立了调度自动化一体化多微电网能量调度系统,通过对配电侧多微电网能量采集、调度和分析,提高了能量调度能力。实验结果表明,调度准确率最高为98.3%,识别到正确样本个数最大为4 785,有利于促进配电侧安全、微电网可靠经济运行和电厂的经济效益。

风电制氢微网能量调度策略研究

随着国家“双碳”目标的提出,新能源产业备受社会各界重视。氢能作为1种清洁能源,更是得到广泛关注。结合工程实际经验,搭建了风电制氢微网的网络结构,针对风电出力特性和制氢设备运行特性,以平滑波动为目标,制定了详细的风电制氢微网能量调度策略。

能量调度装置在电气化铁路中的应用及分析

双碳目标下,实现电气化铁路节能减排和绿色发展至关重要,回收利用列车的再生制动能量是节能降耗的重要手段。根据牵引变电所的能量调度原理,建立含能量调度装置(energy dispatching equipment,EDE)的牵引供电系统数学模型,分析不同工况下能量调度装置在铁路牵引供电系统的调度策略。通过示例分析,基于能量调度装置的调度策略能有效降低牵引变压器的容量,减少运营商的需量电费和计量电费,降低运营商成本,提高能量利用率。

重载铁路牵引供电再生制动能量调度系统研究及应用

重载铁路再生制动能量丰富但利用率低,馈能的电能质量和经济效益差。为实现降本节能,文章提出一种重载铁路牵引供电再生制动能量调度系统方案,其在分区所安装能量调度装置,实现相邻的变电所间再生制动能量调度。为实现能量调度装置最大节能效果,文章重点分析变电所牵引能量特性,并基于变电所间能量调度间歇工况特点,在能量调度装置功率调度间歇期,封锁多重化变流器脉冲输出,从而减少能量调度装置空载损耗。现场实际工程应用表明,再生制动能量调度系统反向电量利用率在50%以上,减少了2%以上牵引供电系统正向用电量,从而减少铁路供电部门电费支出。

面向汽车充电预约的光储充电站能量调度策略

光储充电站(PSCS)的规模化部署是电动汽车(EV)快速普及的关键因素。合理规划光储充电站的运行模式并有效调度多种能源,优化需求供给链,最大化运行效益,是光储充电站可持续运营发展的重点。针对目前光储充电站需求侧的不确定性和供给侧的协调性问题,面向汽车充电预约场景,在需求侧综合考虑汽车充电需求和剩余停车时长等因素,决策相应EV的充电方式。在供给调度侧设计一种基于带精英策略的遗传混合递推算法(EGAHR)进行能量优化调度,以最小化电网取电费用。以EV充电时间片为基本调控时间单元,通过协调需求侧和供给侧的调度信息,合理调度光伏、储能、电网等能源的能量,满足当前时间片内EV充电需求的同时优化系统电费。实验结果表明,基于EGAHR算法的策略相比基于遗传算法、灰狼算法、粒子群算法等经典算法的能量调度策略节约了2.1%~21.9%的充电成本。另外,EGAHR算法可以为多种不同的EV充电模型和差异化电价趋势模型提供参考,为PSCS合理配备储能系统和光伏提供科学经济的部署方案。

水质监测仪光伏系统的优化配置与能量调度研究

水质监测仪光伏系统常常因为能量分配不合理造成系统寿命缩短和能量浪费等问题。为此研究一种基于水质监测仪光伏系统的优化配置模型与能量调度方法,通过满足最大连续阴暗天数和最大吞吐量为目标建立多级蓄电池储能光伏系统的优化配置模型,使得光伏系统在满足水质监测仪负载需求的同时提高蓄电池吞吐量。并在此数学模型基础上研究一种能量调度方法维持各级蓄电池的充放电深度(depth of discharge,DoD)平衡,以此延长储能系统的使用寿命并提高光伏利用率。本文应用该优化配置模型和能量调度方法搭建了水质监测仪的光伏系统,通过使用MATLAB/Simulink工具模拟平均气候下光伏系统工作得到配置模型的DOD误差为5.9%,对比传统单蓄电池配置策略,电池吞吐量提高了229.36%。通过连续15 d全天候实验,得到能量调度方法实现蓄电池DOD均衡相对平均偏差为1.06%,并通过连续3 d仅蓄电池供电的实验环境维持水质监测仪稳定运作。

电动公交汽车电池集群参与海岛微网能量调度的V2G策略

结合海岛环保公共交通需求并基于车网互联(V2G)技术,提出一种将电动公交汽车电池集群(EBBG)作为储能元件参与海岛微网能量调控的运行方案。根据EBBG的配置参数和管理模式,构建精确的数学模型实时评估其V2G可用容量,表征其参与微网运行调控时的动态双向能量平衡能力。以实现各优化时段内海岛微网中供需两侧能量动态平衡的整体成本最小化为目标,建立EBBG参与海岛微网运行调控的优化模型,并基于改进粒子群优化算法求得系统中各能量动态平衡要素在各时段的功率输出最优值。以舟山东福山岛风-光-柴-储微网系统为例,验证了所提V2G能量调度方案和运行优化策略的可行性和有效性。

源荷不确定冷热电联供微网能量调度的建模与学习优化

针对含光伏,微型燃气轮机组等分布式能源的冷热电联供微网系统,研究源荷双侧不确定情况下多类型能量调度动态优化问题.首先,针对光伏出力和异类负荷的随机不确定性,将光伏和负荷的变化描述为连续马尔科夫过程;然后以决策时刻,负荷需求以及分布式能源出力的离散值为状态分量,以微型燃气轮机组启停行动和储能充放行动为动作分量,在分时电价模式下,以降低包括购电成本,燃料代价,启停代价等在内的日运行成本为调度优化目标,将源荷不确定冷热电联供微网系统调度动态优化问题描述为马尔科夫决策过程模型,并引入强化学习方法对该问题进行策略求解.最后通过算例仿真对不同策略进行了比较,验证了优化方法的有效性.

区域微电网群两级能量调度策略优化研究

针对现阶段微电网能量管理技术发展趋势,在满足其内部经济调度的基础上,还需要关注微电网间的能量互补机制。对并网型区域微电网群提出了一种两级能量优化调度模型。引入条件风险指标(CVaR)衡量可再生能源与负荷预测误差对调度方案造成的影响,结合微电网运行收益,作为微电网内部能量调度的优化目标;采用多目标粒子群优化算法(MOPSO)进行求解,研究收益风险比作为优化调度策略的筛选指标,提出微电网内部能量优化调度策略;以区域微电网群公共并网点有功功率梯度变化最小化为前提,获得最佳微电网净功率组合方案,由此平抑微电网群对配电网造成的功率波动;考虑电力传输距离制定了微电网间净功率互补机制,提高功率传输效率。算例仿真结果表明,该模型能够合理实现微电网内与微电网间经济运行与功率平衡,为微电网群日前调度计划提供了有效设计流程。

考虑源荷不确定性的风光储耦合制氢系统两阶段能量调度

为降低源、荷不确定性对系统能量调度的影响,提出了一种离网型风光储耦合制氢系统两阶段能量调度策略,并建立日前-日内两阶段滚动优化调度模型。日前调度阶段,采用电解槽分级调度策略,并以系统富余功率或过剩功率与可再生能源总功率比值最小为目标函数,建立日前系统稳定性调度模型。日内调度阶段,考虑可再生能源与负荷的不确定性,提出储能分组调度策略,建立包含源、荷预测误差的日内调度目标函数,以滚动优化方式修正日前机组出力计划。对黏菌算法改进,使用改进黏菌算法求解调度模型。算例表明:所提出两阶段稳定性调度模型可有效应对源、荷不确定性对系统能量调度影响,提高了系统应对源、荷波动时的稳定性。

光柴储微网系统的储能动态能量调度策略研究

针对光柴储微网中负荷突变和光伏微源输出功率随机波动引起的系统频率波动问题,给出一种基于频率偏差的储能动态能量调度策略。根据柴油发电机频率偏差的产生机理,结合微网系统电能质量和稳定运行要求,提出三段式PD先行的储能动态调度策略,克服了基于比例-微分(PD)储能动态调度策略的不足。将该储能动态策略应用于实际的微网实验平台中,并对两种情况进行实验分析比较,以验证其对频率波动的抑制作用。实验结果表明,该改进策略确能在一定程度上改善由负荷突变和光伏波动造成的系统频率波动问题,为提高微网系统供电质量和稳定性提供了一种可行性方案。

户用微电网能量调度日前计划研究

针对户用微电网能量管理实际情况,建立了基于储能水平控制的户用微电网日前用电计划优化调度模型,并给出了基于矩阵实数和0、1整数的混合编码方式的遗传算法的求解方法。通过控制储能单元的储能水平、合理安排可时移家用负荷的用电时间,使得家庭用电成本最小、可再生能源发电利用率最大。最后通过算例验证了所提出的模型与算法的可行性和有效性,该模型与方法不仅能够降低用户用电成本而且对上级电网起到削峰填谷的作用。

家庭能量管理系统多目标能量调度优化策略

为实现家庭能量管理系统的经济运行、提高用户能量收益和减少用户用能成本,提出了一种基于实时电价和NSGA-Ⅱ算法的家庭能量管理系统多目标能量调度优化策略。设计了家庭能量管理系统的基本架构,构建了家庭用电负荷模型、光伏发电模型、蓄电池模型和两阶段家庭能量调度优化模型,确定了优化决策变量、约束条件以及用户能量收益、光伏消纳率和用户满意度等优化目标,并采用所提调度优化策略对所构建两阶段能量调度优化模型进行了求解。基于MATLAB平台的仿真结果表明,所提出的调度优化策略能完成家庭能量管理系统能量的多目标优化,实现了系统中源、储、荷的协调配合和经济运行。

分布式冷热电联供系统与能量调度

介绍了分布式冷热电联供系统的形式和各自的特点,分析了1 000 kW左右发电量的燃气轮机和燃气内燃机驱动的建筑物冷热电系统的节能特性和经济性,探讨了联供系统选择原则。在分析建筑物冷热电联供系统能量调度方式的基础上,指出对冷负荷变化大的用户,要采用高温相变蓄冷技术,提高余热回收利用效率,减少系统供冷工况燃料的补燃量。

基于多目标蜂群进化优化的微电网能量调度方法

针对微电网能源调度优化问题,提出了使微电网系统运行的经济和环保的双重优化模型,根据调度系统的评估结果对调度方案进行优化.为求解该模型,提出了基于指标化拥堵距离的多目标蜂群算法(ICABC),通过建立外部档案(EA)来保存搜索过程中的非支配解;同时,为了保持解集的多样性,改进了NSGA-Ⅱ的拥堵距离策略,基于指标计算拥堵距离能够避免删除密集区域的精英个体,有效地改善了Pareto前沿的分布特性.为验证所提算法的性能,将ICABC与经典的NSGA-Ⅱ、MOCLPSO算法在ZDT测试集上进行了性能比较与分析.在验证实验中,将所提的模型和ICABC算法应用于解决含有多种分布式电源的微电网能量动态调度中.仿真结果表明,通过合理安排微电源的出力,所提的方法能够有效降低系统总成本.

基于光伏和蓄电池的智能小区能量调度优化策略研究

为了解决智能小区用电过程中存在的用电费用高、电能浪费明显的问题,在构建光伏、蓄电池数学模型基础上,对应分时电价,提出了以用电费用最低为优化目标的智能小区能量调度优化策略。针对智能小区对蓄电池的效用需要,构建了单元楼蓄电池的工作模型,同时对蓄电池运行特性进行了探究。针对小区内具有各种家用负荷、蓄电池和光伏电源的问题,提出了智能小区能量管理系统的总体架构。运用蒙特卡洛法,分别模拟出优化前后某智能小区负荷曲线,并利用仿真软件对智能小区能量调度优化策略进行验证。对应分时电价,对比了采用负荷群优化控制策略前后的用电情况,计算了采用该策略所削减的电费同时计算在运用能量调度优化策略前后智能小区所削减的电费。仿真结果表明,该策略可以在有效节约小区用电费用的同时实现小区负荷削峰填谷。

海岛独立微电网多时间尺度能量调度方法研究

海岛独立微电网是一个复杂信息物理系统,其能量调度是非线性、多约束、多时间尺度的动态性问题。针对这一问题,研究了改进自适应粒子群算法的多时间尺度优化调度模型,并给出了日前多目标调度模型和日内滚动优化修正模型。日前多目标调度基于改进自适应粒子群算法进行多目标优化,确保微电网系统的经济性和稳定性;日内滚动优化调度采取滚动优化方式修正日前调度,确保日前调度的有效性。仿真算例验证了所提方法的有效性和可行性。

信息系统对微电网能量调度经济性的影响量化方法

信息系统的失效将会影响微电网能量调度策略的运行经济性,为此提出量化信息系统对微电网能量调度策略经济性影响的分析方法,用于提升信息系统的可靠性。该方法通过研究微电网能量调度机理建立对应的信息系统模型,并结合物理系统拓扑模拟信息物理融合环境下能量调度策略的运行过程。以微电网交互成本和电动汽车用户成本为分析指标,基于模拟的运行过程,该方法能够计算微电网在考虑信息系统失效后的实际经济效益,并通过对模型参数、信息元件及拓扑结构的灵敏度分析有效识别和改善信息系统的薄弱环节。