风-光-抽-柴并网型微网的优化运行研究

为抑制风电、光伏功率输出波动,提高消纳比例,建立风电、光伏、柴油发电及抽水蓄能电站组成的分布式并网型微电网模型。风电、光伏作为微电网的主要出力对象,柴油发电作为紧急备用供电措施,抽水蓄能电站作为能量储转设备完成对可再生能源的存储与转换。分析了微电网组成部分的出力特性及用户负荷,以运行成本及系统电能外购率最低为优化目标,建立优化运行数学模型,并结合实际算例,采用改进的多目标克隆选择算法进行求解,可以得到优化运行的Pareto解集,能够提供在运行成本和电能外购比例优化目标下的各个发电单元在各优化时段的出力,具有一定的理论研究与工程实践意义。

独立运行的风/光/蓄微电网系统能量动态优化研究

为保证接入可再生能源的微电网系统能够实现稳定运行,针对独立运行的风/光/蓄互补微电网系统进行分析,探讨该系统中能量的动态优化问题,提出了一种保证蓄电池容量恒定在其最大荷电量状态以保证自然条件不佳时负载不间断供电的优化策略,以最大化利用风能和太阳能为原则,以整个系统的运行发电成本最低为目标建立模型。仿真分析表明,该方法能够实时地根据当时的自然资源条件和负荷变化规律,选择最优的动态机组组合,以实现系统的经济运行。

含电动汽车充电站的风/光/柴独立微电网分层优化调度

为解决电动汽车通过有序充/放电参与微电网运行的多利益主体优化调度问题,提出一种含电动汽车充电站的风/光/柴微电网多时间尺度分层优化调度方法。首先分析电动汽车充电站和微电网运营商之间的利益关系,建立含电动汽车充电站的风/光/柴微电网分层调度体系;然后考虑风/光/柴微电网不同工况下的发电成本和电动汽车放电成本建立充/放电定价机制,引导电动汽车群有序充电与短时放电;接着考虑分布式电源和负荷预测的准确度,建立含电动汽车充电站的风/光/柴微电网日前/短时优化调度模型;最后采用混合整数线性规划算法对模型进行求解。仿真结果表明:该方法能够实现电动汽车群对风/光/柴微电网的“有序充电-能量支持,短时放电-功率支持”以及电动汽车充电站和微电网运营商两个利益主体之间的协同增效,并验证了该方法的正确性和有效性。

不同场景下的光蓄微电网调度策略

将日前动态经济调度方法应用于由光伏发电系统和蓄电池组成的微电网,使其运行成本最小化。采用了计及充放电功率限制这一动态非线性约束的简化动力学蓄电池模型,应用改进的多种群实编码遗传算法进行求解,改进算法中种群个体可根据充放电功率进行修正,同时目标函数中增加了蓄电池荷电状态的惩罚项。利用微电网算例,在不同折旧成本和电价的场景下,对动态经济调度与其他控制策略进行了比较。结果验证了所提方法的有效性,同时帮助确定其适用范围。

用于主网削峰填谷调度的风/光/储微电网控制策略

研究风/光/储微电网的调度控制策略,在实现上级电网"削峰填谷"目标的同时使可再生能源利用最大化。按微电网离/并网运行模式、其主网所处的峰/平/谷运行时段以及发/用电供需平衡状况,对风/光/储微电网进行状态空间划分,并分析各状态相互转移条件;在此基础上,研究各状态下的调度控制策略,给出储能单元充/放电功率的最终控制方案。以广西某岛风/光/储微电网示范工程为例,通过代表日运行控制的仿真实验,验证所提出的削峰填谷调度控制策略的正确性和有效性。

风光储微电网系统容量配比分析

受自然环境、交通等条件制约,西藏自治区的一些偏远地区尚未实现大电网覆盖,电力供应严重不足。以双湖县为例,依托当地丰富的可再生资源,建立以光伏、风电、储能为主体架构的光、风、储能互补型微电网,并根据当地用电负荷要求,在分析各类电源出力特性的基础上,确定了微电网中各类电源的容量配比,结果对类似地区建设微电网具有较好的借鉴意义。

风-光-抽-柴微电网优化运行研究

针对目前全球能源危机及环境问题现状提出风-光-抽-柴微电网优化运行研究方案,为未接入电网偏远地区已建成的纯风电场、光伏电场配建相关容量的抽水蓄能电站及柴油发电机组,解决弃能浪费、电量短缺、功率输出不平稳的问题,为电力系统安全、经济及可靠运行提供新的技术支持。

风-光-水-储微电网运行控制策略与仿真

根据风能、太阳能及水能等绿色能源的资源优势特点,提出了一种风-光-水-储多能源互补的独立型微电网系统,并针对该系统设计了基于IEC61850标准规约的微电网三层监控体系。基于储能变流器下垂控制原理,详细分析了微电网两种运行模式的切换策略及流程。最后,通过仿真分析验证了控制策略能实现系统运行模式的无缝切换,保证系统的连续稳定供电。

海岛微电网光柴互补能量管理控制策略

海岛微电网甚至无人值守微电网建设将是未来海岛建设发展方向之一,因而实现能量管理,全自动控制策略是海岛微电网建设的重要课题。文章以某海岛光柴微电网为模型,提出了以蓄电池组为核心的光柴互补控制策略。同时也对蓄电池组离网的情况进行了分析。该控制策略可以实现整个系统的能量管理,同时尽可能利用光能,达成提供可靠稳定的电力来源的目的。

基于IEC60909标准的风/光互补微电网短路电流水平分析

在风力发电和太阳能发电2种典型微电源数学模型的基础上,通过电力系统电磁暂态仿真软件平台搭建风/光互补发电系统的等值仿真模型,并分析了包含风/光2种微电源的微电网动态运行特性。以微电网公共耦合母线处发生三相接地短路和单相接地短路故障为例,根据国际电工协会IEC60909标准,对包含风/光互补的微电网在故障情况下的电流水平及电压暂态特性进行仿真研究,结果表明所建微电源及微电网模型均能较好地模拟实际运行情况,为进一步研究微电网的联网运行特性提供了仿真平台。

应用于水上加油船的光储柴一体化智能微电网的研究

可应用于水上加油船的光储柴一体化智能微电网是新能源在加油船舶上的一种特殊利用形式。通过实际项目案例,重点介绍了该光储柴一体化智能微电网的构成,以及其管理系统的运行模式和控制策略,并结合实际运行数据进行了效果验证,以期为同类型微电网的实际应用提供借鉴和参考。

基于光储柴微电网的海外有色企业供电系统研究

微电网是未来能源发展趋势,是“互联网+”在能源上的创新应用,将为新能源创造巨大的发展空间。将微电网与海外有色企业相结合,不仅可以解决企业的用电难题,还可以降低用电成本与对环境的污染,是未来海外有色企业能源变革的新方向。

基于分布式控制的独立型光储水柴微网调度策略

基于分布式微网能量管理框架,提出一种光储水柴微网经济调度策略,包括预测层、调度层和控制层。预测层提供能量管理相关决策数据;调度层采用边际成本竞价机制,通过光伏和水电电价补偿策略,合理分配光水资源,减少柴油发电机的发电比例;控制层包括稳态控制和紧急控制,其中稳态控制策略用于控制本地设备跟踪调度计划运行,而紧急控制策略用于对系统可用发电容量进行分配,以维持系统功率平衡。以实际光储水柴微网为例,对比实际运行数据,所提出的调度策略在充分利用光水资源的基础上,保证了系统稳定运行。

风-光-储混合直流微网系统的设计

随着我国对能源需求的日益增加,发展新能源变得十分紧迫,新能源发电是新能源最主要的利用形式。然而,光伏、风力等新能源受自然因素影响大,供电十分不稳定。为实现可靠的新能源发电,本文构建了风-光-储混合直流微网系统,采用双母线结构,光伏阵列、风力发电机分别通过Buck变换器和三相桥式PWM(Pulse Width Modulation)整流电路与直流母线相连,蓄电池直接并接在直流母线上。经实验验证,本系统在离网、并网和离/并网切换的条件下都可以实现稳定、连续、可控的新能源供电。

工业园区光储柴微网示范工程中并网平抑功率波动的研究

以河北省保定市英利公司光伏材料与技术国家重点实验室(以下简称重点实验室)BIPV光伏幕墙作为能源的主要来源,以重点实验室用电作为负荷,结合柴油发电机、磷酸铁锂电池阵列、飞轮储能等,构建工业园区光储柴微网示范工程。依托该示范工程,进行并网平抑功率波动的研究。建立分布式用户侧光伏及光伏/储能的微电网系统集成示范平台,采用储能缓解分布式光伏发电自身的间歇性和波动性,提高分布式光伏发电的接入能力和并网电能质量,并对分布式光伏/储能的智能微电网系统拓扑结构、控制策略、运行模式、计量及能效管理等方面进行研究。

独立运行微电网电源优化配置模型的对比分析

降低系统经济成本,提高供电可靠性,改善系统环保性能是微电网电源优化配置追求的目标。论述了独立运行风/光/柴/蓄微电网的基本结构和电源发电模型。以系统等年值费用最低为经济性优化目标,对可靠性和环保性采用约束条件或纳入经济性优化目标的方式分别建立了4种类型的综合经济性、可靠性和环保性的多目标优化模型。以年风速、气温、光辐射强度等资源情况,以及负荷水平作为输入,采用粒子群自适应算法对优化模型求解得到风/光/柴/蓄微电网电源的优化配置方案。对比分析算例系统在4种优化模型下配置方案的区别及其原因。通过灵敏度分析得到环保性和可靠性合理的考虑方式,为今后的相关研究和工程设计提供参考。

微电网的建模仿真研究

研究微电网的建模仿真问题,针对微电网中的微电源种类多样且输出特性各异,由传统的简易微电源模型所构成的微电网平台很难对现今微电网的研究进行仿真。针对以上情况,构建了结构、功能完整的风电机组、燃料电池、带有MPPT(最大功率点跟踪)光伏电池以及柴油发电机等微电源模型,及具有调频作用的二次负载模型,仿真验证了所建模型的合理性及有效性。在此基础上,又构建了一个含多种能源负荷的微型电网模型,对负荷突变及严重故障的条件下微电网维持电能质量和快速恢复的能力予以评估,结果表明所构建的微电源模型和微电网模型能较好地仿真实际情况,为微电网的进一步研究提供了良好的仿真平台。

风-光-氢能源系统容量优化配置研究

“碳达峰、碳中和”背景下,利用风、光等可再生能源就地制取氢气,是突破制氢成本困境、拓展电能利用途径、应对新能源随机波动、提高可再生能源就地消纳能力的关键技术之一。为优化风-光-氢能源系统的合作收益,减少系统弃风弃光造成的绿色能源浪费及中断负荷造成的用户损失,考虑系统投资,运维成本,售氢售氧、售购电能的成本和利润,附加弃风弃光及中断负荷的惩罚费用,建立风-光-氢系统收益最大化模型。在弃风弃光及中断负荷惩罚函数中考虑风-光-氢系统售购电能至主网的最大限额,避免因功率越限而导致系统失稳。引入自适应惯性权重,设计自适应粒子群算法,求解收益模型的最优容量配置方案,可有效避免算法陷入局部最优。仿真结果表明,在相同投运成本下,典型月中该优化策略可最大限度减少系统弃风弃光及负荷中断现象,且可有效提高系统整体收益。

基于改进BASDE算法的孤立微电网多目标容量优化配置仿真

具有随机性和间歇性特征的分布式电源会引起微电网系统功率波动,影响系统的经济性与可靠性,故文章针对孤立风/光/氢/储直流微电网提出一种容量优化配置方法。以单位电量成本最少、负荷缺电率最低为目标,构建容量优化配置模型;将引入群体与差分进化机制(differential evolution,DE)的天牛须探索算法(beetle antennae search algorithm,BAS)进行算法结构改进,提出了多目标天牛须探索算法(MOBASDE)。通过测试函数的定性与定量分析,验证了算法的有效性;在MATLAB中建立仿真模型,应用MOBASDE算法计算得到容量配置方案集,为电氢耦合微电网设计提供参考。

微电网孤岛运行能量优化策略研究

针对微电网系统内部运行功率不平衡的问题,对接入分布式能源的微电网系统独立运行时的能量进行动态研究,并提出保证风/光最大化利用的系统优化策略,建立系统运行成本最低的数学模型。以南京某智能楼宇夏季、冬季某日的系统运行工况进行算例分析,采用粒子群算法求解模型并合理选择最优出力组合,以降低系统运行的经济成本,并验证了该策略的合理性和实用性。