基于合作博弈的多源配微协同能量管理交易模型

针对双碳目标下新能源高渗透接入微电网群,导致的能源缺乏管理、能源流失等问题,提出了一种基于合作博弈的多源配微协同能量管理交易方法。构建含能量管理系统、新能源、博弈论等多方协调的微电网群交易模型,建立风光互补性、负荷特性和储能系统等多种约束,通过优化算法对交易模型进行优化,并采用Shapley值对合作联盟收益进行合理分配,仿真结果表明该方法可有效提高电网对新能源的管理能力。

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。

考虑微电网群和需求响应的配电网日前-日内优化调度策略

微电网中光伏等新能源的渗透率不断提升,其间歇性与不确定性给配电网系统带来了巨大挑战。考虑配电网负荷预测的不确定性,根据不同时间尺度调控策略调用微电网内分布式资源来降低不确定性对配电网稳定性的影响。首先,针对负荷和光伏预测的不确定性和需求侧负荷的不同时间尺度特性,建立了配电网-微电网群-微电网的申报和决策方案,系统采用日前-日内多时间尺度滚动优化调度策略;然后,日前优化以配电网和微电网群的运行成本最小为目标,日内优化基于日前调度结果以微电网内可控资源调度成本最小为目标,对日前调度量进行修正;最后,采用目标级联法对所建立的模型进行求解,通过算例证明所提方法可以降低系统峰谷差和提高系统经济性。

基于纳什谈判的微电网与共享储能协同运行策略

储能与微电网合作运行能够大大提高系统运行的经济性。考虑微电网群与共享储能之间的协同交互机制,建立基于共享储能的微电网群模型,并考虑各微电网之间的能量共享以减少微电网向配电网和共享储能购电成本;为使运行成本最低,利用纳什谈判理论构建多微电网与共享储能之间的合作运行谈判模型,采用基于交替方向乘子法(ADMM)的分布式求解算法求解,并基于MATLAB进行算例分析。结果表明,通过各微电网与共享储能间的合作,可以实现新能源的消纳利用,并有效降低双方的运行成本。

基于局部几何参数化和JFNG算法的微电网群分布式连续潮流计算

由于分布式电源、电动汽车等新型电气化负荷内存在无功限幅约束,传统连续潮流在分析微电网的带负荷能力和微电网之间的联络能力时存在因错误识别节点类型而导致计算失败的现象,并且其不适配于微电网群的分布式管理模式。提出一种局部几何参数化连续潮流算法,相较于弧长参数化,该算法具有参数化方程易于解耦、分岔点计算精度较高等优点;采用费舍尔伯明斯特互补函数来处理非光滑无功限幅特性,避免节点类型频繁切换的问题。基于连续潮流模型,结合非精确牛顿-广义最小残差(JFNG)算法分布式框架,提出仅交换边界信息就可收敛的微电网群分布式连续潮流算法。算例结果验证了所提算法的有效性。

基于深度神经网络的分布式智能微电网群间能量优化调度仿真模型

针对微电网并网运行时微电网群弃能较高的问题,设计基于DNN的微电网群间能量优化调度仿真模型。确定微电网能量优化调度仿真参数,提高仿真模型的真实性;基于DNN选取群间能量优化调度目标函数,提高仿真模型的优化调度效果;构建微电网群间能量优化调度仿真模型,缓解微电网并网运行弃能较高的问题,实现微电网群间能量调度的优化。通过仿真实验验证了所设计的基于DNN的微电网群间能量优化调度仿真模型的微电网群弃能在0.01×10^(3)~0.05×10^(3) kWh范围内波动,弃能更低,能量浪费较少,群间能量优化调度效果较好,具有较好的可行性。

基于粒子群算法的光储微电网谐波电流抑制参数组寻优策略

单相逆变器负荷的瞬时功率含有二倍频脉动功率分量,导致输入源中存在二次谐波电流。以光储微电网为例,提出基于陷波器和准比例谐振控制器的谐波电流抑制方法。在陷波器和准比例谐振控制器的作用下,电感支路表现出在二倍频处呈现高阻抗、非二倍频处呈现低阻抗的差异化特性,既实现了二次谐波电流的抑制,又满足了动态性的需求。针对该控制器参数选取不当导致动态性变差和谐波抑制能力下降等问题,提出基于粒子群算法的抑制参数组寻优策略,利用其精度高和收敛速度快的优点,获得兼顾动态品质、稳定性及谐波抑制能力的最优抑制参数组。实验结果验证了所提方法和寻优策略的有效性。

新能源微电网中的无功补偿技术优化分析

阐述园区微电网无功补偿需求,微电网发电设备输出无功功率特性,包括光伏逆变器输出无功功率特性、风力发电输出无功功率特性、储能电池输出无功功率特性,探讨园区微电网无功补偿优化配置方案,包括集中式补偿方式、分组补偿方式的园区微电网应用。

自治型微电网群多元复合储能系统容量配置方法

针对自治型微电网(简称微网)群及其子微网能够离网运行,且能在极端条件下保持稳定运行的特点,分析了微网群和子微网中累计的不平衡能量在子微网最大允许连续离网运行时间、微网群最大允许连续离网运行时间、极端条件下系统期望稳定运行时间下的变化特性。考虑能量型储能系统补充最大能量缺额和吸收最大的过剩能量、功率型储能系统平抑最大功率波动,提出了微网群主储能系统和子微网储能系统中不同类型储能系统的容量配置方法。对于给定的最大允许连续离网运行时间和极端条件下系统期望稳定运行时间指标,所述方法可计算微网群最小的储能系统容量,且不需要进行大量的时域仿真,针对性强,简单易行。方法应用于广西涠洲岛微网群示范工程设计,通过计算负载失电概率证明了容量配置能够满足系统可靠性要求,验证了该方法的有效性和正确性。

用于提升电–气两网调节能力的微网集群协调运行模型

针对单一多能源微网受能源类型、自身容量制约,难以充分实现多种能源高效利用和协调控制的问题,该文基于多能源微网能量交互策略建立可提升电-气两网调节能力的微网集群优化运行模型。首先建立以电热冷、电气氢、电热气氢、电热冷气氢等不同能源类型运行时多能源微网能量供给、转换特性的统一模型;然后在统一模型的基础上,建立满足电-气两网调节需求的多能源微网集群系统运行优化模型;随后以多能源微网集群的总运行成本最小和能源利用效率最大为优化目标,使用改进的区域局部搜索NSGA-Ⅱ算法(NSGA-Ⅱ-RLS)对建立的微网集群优化模型进行求解;最后,基于改进的IEEE14节点系统和天然气网络6节点系统,构建可提升电–气两网运行调节能力的多能源微网集群运行仿真模型。仿真结果表明,所提多能源微网集群系统能够有效提升电-气两网调节能力,实现多能源微网集群系统的多能互补运行。

含多微网的主动配电网双层分布式优化调度

随着配网中可再生能源渗透比例的不断提高,传统集中式调度面临潮流计算压力大、可再生能源消纳困难等问题,难以保证系统的运行品质。提出一种含多微网的主动配网分布式双层优化调度方法。上层建立以区域配网网损最小为目标的优化模型,运用二阶锥松弛方法以及同步型ADMM(alternating direction method of multipliers)算法求解各微网联络线调度指令;下层考虑碳捕获(carbon capture and storage, CCS)、电转气(power-to-gas, P2G)等能源耦合设备与柔性负荷协调调度,建立以提高经济性、降低弃风弃光、保证环保性等为目标的下层优化模型。基于实时数据库建立仿真验证平台,以IEEE33节点系统为例,验证了所提方法的有效性。

基于用户需求侧管理的环型微电网群并网协调控制策略研究

针对微电网群并网运行过程中调控准确性低的问题,提出一种基于需求侧管理的微电网群阶梯控制方法。首先,搭建微电网群环型架构形式,提出需求侧管理政策,以提高可再生能源消纳、储能容量配置的匹配度、供需平衡等带来的收益为目标,对微电网层进行控制;其次,计及分时电价政策,以运行成本及环境治理收益最优对微电网群层进行控制;最后,以整个微电网群动态功率平衡为约束,选取IEEE24节点验证所提控制方法的有效性。研究结果表明所提阶梯式控制方法可有效提高微电网群调控的准确性及经济性。

多类型电动汽车电池集群参与微网储能的V2G可用容量评估

定义了"V2G可用容量"概念,表征电动汽车(EV)电池集群基于车电互联(V2G)技术作为储能元件参与微网运行调控时的动态能量平衡能力。提出同时引入私家EV电池群集、公交EV电池集群和梯次利用EV电池集群参与微网V2G服务的方案。在实现不同时段EV电池集群容量变化的有效表征基础上,针对微网中的多类型EV电池集群,分别从管理模式、行为特性、配置参数等多个方面进行深入分析,提出各集群V2G可用容量的实时评估模型,为目标微网系统能量优化调控策略的制定提供有效依据。以浙江温州南麂岛风光柴储分布式发电综合系统为例,分析所提方案及评估方法的可行性和有效性。

基于多智能体的微网群内电力市场交易策略

针对微网群内部的电能产消问题,提出了基于多智能体(multi-agent system,MAS)的微网群内的电力市场交易策略。首先,介绍了基于MAS的微网群内电力市场交易框架,并给出一种改进的统一出清价及考虑电网公司奖惩制度的电价制定方案。其次,基于上述两种方案,提出一种新的微网电力交易策略,通过使用单纯形法和博弈论纳什均衡解来确定最优售电方案,进而优化电能的生产及分配,再通过求解需求侧最优购电模型来确定最优购电方案,以解决电能的消纳问题。最后,仿真结果证明了该交易策略的可行性及经济性。

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。

新一代智能电网的管理——多微电网的网络架构、运行模式及控制策略研究

为了管理多微电网系统,提出了基于多代理的多个微电网的网络架构及相应的群体工作模式。相比于传统的团队工作模式更加灵活,新模式可更好地发挥新能源分布式的特点。同时提出了鱼群算法、免疫机理等作为其运行的控制策略。

计及坏数据辨识的微网群三相分布式状态估计方法

为了满足微网群数据分布式管理的实际需求,微网群状态估计需要采用分布式模式。首先提出了一种分布式坏数据辨识方法,实现对微网群系统中不良数据的检测和辨识,然后提出基于增广拉格朗日交替方向非精确牛顿(augmented Lagrangian alternating direction inexact Newton,ALADIN)法的双层分布式状态估计算法。在数据交换量方面,每个分区分别进行独立的状态估计计算,分区之间仅仅通过交换相邻分区的边界耦合信息,采用共轭梯度(conjugate gradient,CG)算法更新每个分区的拉格朗日乘子,避免了信息隐私的暴露。基于5节点和21节点微网群系统的算例结果表明,所提分布式状态估计算法能够分布式辨识杠杆量测和有效处理坏数据,具有分区间信息交换少和收敛性好的特征,且能够达到集中式计算的求解精度。

交流配电系统中微网群管控一体化策略

微网群位于多节点配电网系统中,目前的研究大多只针对微网群的控制策略或能量调度问题,没有同时针对这两种问题进行的研究。因此,提出一种上层调度与下层控制联合优化的管控一体化策略。上层调度系统采用基于二阶锥优化的最优潮流算法对多节点系统进行能量调度,并与节点内微网群实时信息交互。下层微网群控制系统中提出一种改进的混合优化控制策略,在消除无功功率分配不均问题的同时提高系统的有功功率动态性能,并保证电压与频率的一致性稳定收敛。当负荷突变后超过微网群最大发电功率时,以微网群的功率需求作为上下层联动的标准,调用上层根据新的功率需求进行潮流的重新分配,通过通信网络向下层传递更新的参考信号,进行一种调度与控制的有机联动,保证系统的稳定性。仿真采用微网群系统接入30节点配电网运行作为算例,验证了管控一体化策略对系统的稳定性、可靠性和抗干扰性有很大的提高。

微电网群频率调整的分层协调控制策略

针对分属于不同经营主体的微电网组成的微电网群,各微电网的经营目标、调频资源或调频能力等存在差异。为了使微电网群的频率调整达到调频任务的有序分担、调频费用的有序分摊以及调频经济性的有序达成等要求,分析了孤岛微电网群调频备用容量配备应遵循的规则,提出了微电网群频率调整的双层协调控制策略。第一层,各微电网中央控制器MGCC在微电网内部实施基于联络线功率偏差TBC的经济性调频控制,承担微电网自身有功变化所引发的调频任务,恢复系统频率和消除联络线交换功率偏差。当受扰微电网调频能力不足时,向上层微电网群中央控制器MGGCC申请微电网群互济频率调整辅助服务。第二层,MGGCC在微电网群层面实施基于恒频FFC的经济性调频控制,恢复系统频率。该策略可实现分属于不同经营主体的微电网群的频率调整控制的有序性和经济性。在频率分层调整过程中,各微电网承担自身扰动所引发的频率调整所产生的费用,包括自我调整和互济调整费用。算例结果验证了所提控制策略的有效性。该策略思想可为微电网群的设计、组网、运行与控制等工作提供参考借鉴。

面向多逆变器的微电网冗余群控策略

为了解决在微电网系统中多台逆变器的冗余群控的问题,提出3层式控制方法,第1层为新型改进的下垂控制,通过引入感性虚拟阻抗,使得逆变器等效输出阻抗仅由滤波电感决定,设计出稳定性优良的双环下垂控制器;第2层为同步控制,基于幅值和频率参考值正反馈的同步并网控制原理,采用公共连接点断路器两侧相位及电压幅值信息,对下垂控制进行反馈同步调节;第3层为补偿控制,结合补偿传递函数及下垂控制结构,设计出电压幅值与频率的补偿量模型,来弥补下垂过程中产生的稳态误差.结果表明,该控制策略可以满足微电网的可靠运行,具有良好的动态和稳态性能,真正实现了微电网中多台逆变器的冗余群控管理.