基于改进遗传算法的家庭用电调度优化方法

用电高峰期的用电需求给电力系统带来了巨大压力,因此优化家庭用电调度变得尤为重要。针对用电高峰期用户端存在的用电经济性及舒适度不够的问题,提出了一种基于改进遗传算法的家庭用电调度优化方法。首先以分时电价为基础,建立综合考虑用电经济性与用户满意度的家用电器调度模型,然后对不同类型的电器采取不同的编码方式来替代传统遗传算法的单一编码,并用带惩罚函数的适应度函数来约束各个电器用电任务所需时长等,以对传统遗传算法进行改进和用电行为优化。结果表明,所提算法可有效地依据分时电价实现用电负荷调度优化,在满足用户用电舒适度情况下为用户提供经济性的用电方案,且复杂度较低,能有效解决用电高峰期的用电经济性和舒适度问题。

基于微电网的户用储能系统研究

为了更好地协调和控制以家庭为单位的微电网能量利用,对基于微网的户用储能系统进行研究。针对户用储能系统中的工作模式、储能电池组容量配置、电池管理系统设计、能量管理系统设计进行研究,并通过挂网试运行进行测试验证。测试验证结果表明,所设计的户用储能系统对入户功率具有有效可靠的调节能力,能高效的进行能量控制。

一种双向部分隔离型四端口DC-DC变换器的研究

为减少家庭直流微电网中变换器的数量,提出了一种双向部分隔离型四端口直流变换器及其控制策略。变换器原边采用两个双向Buck-Boost电路与全桥变换器的桥壁开关管复用,构成两输入的双向交错Buck-Boost电路,副边采用半桥整流电路与同步Buck电路结合,形成高、低压两输出端口,并采用控制器变量竞争的方式实现变换器控制策略的切换。该四端口变换器(four-port converter,FPC)可以同时满足多电压等级的输入/输出,且功率能够双向流动,对比其他FPC,具有较高的功率密度和拓扑结构对称等优点。最后,在Simulink软件中搭建了仿真模型,并进行详细的试验分析。结果验证了理论分析的正确性以及控制策略的有效性。

基于空调自适应修正模型的户用微电网能量优化

空调负荷作为居民用户中的主要负荷,成为户用微电网能量管理的重要对象。以空调负荷为研究重点,结合户用微电网中其他可控负荷及储能设备,提出一种计及空调模型自适应修正的户用微电网能量管理策略。针对空调所属建筑物热力学模型中空调能效比系数、建筑物参数不易获取的问题,提出根据空调在当前场景下运行的历史数据,用遗传算法拟合得到适应当前场景的更为准确的热力学模型参数。针对室内人员活动、其他冷热型负荷工作状态改变等环境动态变化因素导致室内温度偏离优化温度的问题,用Q学习算法对空调设置温度进行在线自适应修正。最后,通过算例和实验证明了所提策略可以适应不同场景和环境的动态变化,提高了能量管理的适用性和准确性。

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。

考虑用户满意度的户用型微电网日前优化调度

随着家居负荷控制技术和智能电网技术的不断成熟,户用型微电网优化调度已成为实现用户个性化、差异化用电服务的重要手段。首先根据户用型微电网内不同家居负荷的运行特性,建立了固定负荷、时移负荷和可调负荷模型。然后在分时电价(TOU)条件下,针对包含光伏资源、储能资源、负荷资源的户用型微电网,综合考虑用户的用电舒适度和经济性,以用户满意度最大为目标函数建立了日前优化调度模型。采用遗传和禁忌混合算法求解所提出的日前优化调度模型。通过算例验证模型和所提方法的有效性,仿真结果表明:所提模型能根据不同的用电需求为用户提供相应的优化调度方案;合理的峰谷电价比是引导用户积极参与需求侧响应的重要因素,峰谷电价比设置过高或过低均不利于需求侧响应的实施。

农村户用型智能微电网设计与实现

针对目前中国广大农村地区供电可靠性及电能质量差等供电难题,该文提出了一种基于当地分布式能源结构特点,广泛吸纳分布式能源的新型户用微电网供电模式,并给出了较为详细的设计方案。同时,考虑到系统维护的现实情况,采用组态软件及SQL server数据库设计了一套基于GPRS网络的远程监测控制和数据采集(SCADA)系统,由专业人员进行远程监控。基于该方案设计的微电网系统已先后在某农场和某农村投入运行,结果表明该户用型微电网运行稳定,能够广泛吸纳分布式能源,解决农村供电难题,为农村地区提供可靠、优质的电力供应。

直流汇流型户用微电网并网逆变器控制策略研究

综合考虑偏远地区负荷供电和电能质量较差的问题,文章设计了适用于户用级别的微电网结构,并根据设计的微电网结构类型研究并实现了户用微电网的能量管理控制策略。该控制策略主要基于用户侧的功能需求分析,优先使用直流侧风光发电资源,实现了能量的最优化利用。

单相并网/离网双模式逆变器控制策略综述

单相并网/离网双模式逆变器是分布式发电系统的重要组成部分,它既可工作于并网模式,将分布式发电装置产生的电能送入大电网;又可工作于离网模式,在大电网供电中断时将分布式电能提供给本地负载。基于广大学者对单相并网/离网双模式逆变器的研究成果,主要对其控制策略进行分类和归纳,总结其控制特点和适用场合,为进一步深入研究单相并网/离网双模式逆变器提供参考。

海岛微电网供电模式下户用风光互补发电系统的应用研究

在介绍户用风光互补发电系统组成的基础上,对系统与海岛微电网之间的功能交互以及在海岛微电网中的作用进行了研究,针对海岛不同于大陆的气候和自然环境条件,对户用系统在选材、生产、安装等方面提出了特殊要求。户用风光互补发电系统能够最大化利用海岛的风、光等自然资源,并可以通过与海岛微电网控制中心之间的交互,作为一种有效的调节手段参与到微电网的运行控制中,从而实现整个海岛微电网的优化、经济、可靠运行。

基于满意度的户用型微电网多属性需求响应策略

针对户用型微电网的负荷多样性、用户侧参与需求响应过程中满意度有待提高的问题,结合用户侧需求响应理论与数据挖掘的思想展开研究。首先,以用户综合满意度指数最大为目标函数,建立基于满意度的多属性需求响应策略模型,从用户的历史用电数据中挖掘用电行为习惯。其次,在传统细菌群体趋药性算法中引入禁忌搜索,提出禁忌细菌群体趋药性混合算法(BCCTS),对模型求解。最后,通过实例验证获得最优的微电网负荷用电计划。算例结果验证了所提出模型与求解算法的有效性,能够帮助用户在削减电力费用的同时减小电网峰谷差;BCCTS算法能够得到全局最优解,适用于需求响应策略模型的求解。

户用光伏微电网优化运行的研究新进展

为了探究智能用电背景下户用光伏微电网的经济优化运行方式,本文首先介绍了现有户用光伏微电网的拓扑结构,之后阐述并分析了现有的针对光伏系统运行的经济评价模型,以构建户用光伏系统经济运行的指导方案,在此基础上,引出了从用户侧主动负荷着手的优化运行思路,并介绍了主动负荷的分类和特点,分析了目前已有的关于主动负荷的应用。最后提出了采用博弈论处理主动负荷优化控制的思路。

户用型微电网能量管理策略研究

为了提高微电网运行时系统的经济性,针对风光发电输出功率具有不可控的特性,提出了微电网在不同情况下的能量管理策略.综合考虑微电源发电量、储能系统的剩余电量以及不同时段的购电价格等,建立了以微电网系统运行经济性为目标的能量管理模型,并运用果蝇算法对微电网能量调度问题求解.算例结果表明,该模型能有效地根据风光资源条件和用户需求而合理地选择供电方式,这为解决微电网能量管理提供了一种新途径.

户用微网系统多端口逆变器的控制策略研究

提出一种新型的多端口输入的逆变器拓扑,可同时接入2路光伏发电单元和1路储能单元,并实现整个系统的模式切换和智能控制,解决了传统户用逆变器工作模式单一的问题,能满足更多用户的需求。在理论研究基础上,设计出了多端口逆变器的具体电力电子拓扑,并对硬件设计进行了大致介绍。说明了每个模块的控制策略和各个模块之间的协调控制策略,并给出控制框图。通过仿真和实验说明了提出理论的正确性和可行性。

考虑分时电价和需求响应的家庭型用户侧微电网优化运行

在考虑分时电价和需求响应的基础上,建立了含有光伏发电、风力发电以及蓄电池的家庭型用户侧微电网优化运行模型,提出了一种家庭型用户侧微电网需求响应方法。优化模型以综合考虑用户的购电费用和舒适度为优化目标,尽可能多地将峰时电价时段的家用负荷功率向谷时电价和平时电价时段移动。采用粒子群优化算法对模型进行了求解,在算例分析中对比了优化前后微电网向电网公司支付的购电费用,验证了所提优化算法的有效性。

户用型光储微电网一体化终端方案设计

针对户用型光储微电网普遍性需求,研制了集成双向计量、监控与能效管理等功能的智能微电网一体化终端。为实现终端各功能高度集成化,硬件及软件算法架构均采用模块化设计:硬件方面从终端相互通信、终端与底层设备通信、双向计量、数据存储和人机交互等模块进行设计;软件算法架构采用多时间尺度模块分级方案,考虑系统参数及实时运行状态以实现对微电网各设备的各时间尺度协调控制。通过实验平台和离线终端测试表明,该一体化终端可实现户用型光储微电网的计量、监控及能效管理功能,有利于推广户用型光储微电网的大规模应用。

基于分时电价和需求响应的家庭微电网系统协同控制策略及其实现

家庭微电网是智能配电网的重要组成部分和主要建设内容,随着智能电网的不断发展,家庭居民用电将参与电网的优化调度运行。为了适应社会的这种需要,首先以家庭可调度负荷、电动汽车和家用蓄电池工作状态作为约束条件,以用户用电成本最低和净负荷曲线平坦度为优化目标,建立了家庭微电网系统优化调度模型。其次,结合空调和热水器的工作负荷特性,提出了一种基于分时电价和需求响应的家庭微电网系统协同控制策略。对以北京市某居民小区的典型家庭微电网系统为实例的分析结果表明,采用基于所提出的优化调度模型的家庭微电网系统,可以实现对分布式光伏发电、家用蓄电池、电动汽车、家庭负荷设备的优化调度和控制。

面向家庭直流微电网的多端口变换器研究

为减少家庭直流微电网中变换器的数量,本文提出了一种新型多端口直流变换器及其控制策略。该变换器具备4个端口,原边通过将双向Buck/Boost电路和移相全桥变换器的两个桥臂开关管进行复用而得到两个输入端口,副边与同步Buck变换器相结合构成高、低压两个输出端口,并通过选择和比较各端口的控制量实现多端口变换器控制策略的切换。该变换器能够实现多电压等级输入/输出及其端口电压的恒定控制、能量双向流动以及控制策略切换等功能,相较于其他多端口变换器,具有结构简单、功率密度高等优点。最后,本文通过Matlab/Simunlink软件搭建仿真模型,并进行详细的实验分析,结果验证了理论分析的正确性和有效性。

基于差分进化算法的多目标优化V2B2模式的调度策略

分布式可再生能源的配置提高了家庭微电网的调度空间,有利于能源结构的改善,但同时也对主电网的稳定性构成了挑战。针对这一现状,提出了一种基于差分进化算法的多目标优化V2B2模式的调度策略。该方法基于电动汽车的移动性,利用电动汽车和蓄电池的充放电功率,实现了2个不同地理位置下微电网的统一调度,在优化用电成本的基础上,着重于光伏发电的储存和使用,由此降低光伏波动对主电网的影响。采用上海地区相关数据进行实验,结果证明,该方案在降低用电成本、提高光伏自消耗率以及降低负荷峰谷差方面均取得了良好的效果。

计及最优储能容量的家庭微网能量策略研究

家庭微网作为电力用户侧需求响应的综合平台,在考虑经济运行的同时也注重用户的舒适度。针对家庭微网中用电负荷季节性差异,以及家庭微网中储能容量的差异带来运行成本的不同,以年为周期进行家庭微网的建模与仿真更为合理,同时为家庭微网规划出一个最优的储能系统容量。以蓄电池充放电功率和可调度负荷功率为优化变量,建立不同偏好因子下家庭微网年总运行费用最低模型,最后通过遗传算法优化得到不同偏好因子下家庭微网中最优储能容量及年最优运行费用。仿真结果表明,该模型能够满足不同偏好因子下家庭微网的最优运行。