考虑电-氢-热多能互补的微网多目标优化配置

氢储能具有储能容量大、储存时间长、清洁无污染、可实现多种能源网络互联互补和协同优化等诸多优点,有望成为推动分布式能源发展和提升终端能源利用效率的重要支撑技术。为了提高独立型微网供电可靠性及可再生能源利用率,文中分析了典型电、氢、热装置的运行特性,提出考虑电-氢-热多能互补的独立微网多目标优化配置模型,并基于模拟退火的粒子群(simulated annealing particle swarm optimization,SAPSO)算法对目标问题进行求解,获得不同配置方案下的技术经济指标。最后,通过东北某地独立微网优化配置算例,基于MATLAB平台验证了所提多能互补配置方案较传统电储能配置方案负荷失电率降低了3.18%,可再生能源利用率提高了8.37%。所提配置方案可有效促进可再生能源消纳,保证独立微网的供电可靠性。

多光储微电网系统海量资源优化配置方法研究

多光储微电网在运行过程中,受接入新能源间歇性与波动性的影响较大。为提升其灵活性与适应力,设计一种多光储微电网系统海量资源优化配置方法。以系统成本最小化、多光储微电网系统利用率最大化以及多光储微电网系统优化配置为目标,构建多光储微电网系统海量资源优化配置的目标函数。对于构建的目标函数,制定其储能电池电量方面的约束条件、可靠性约束条件与负荷转移约束条件。通过回溯搜索算法求解目标函数,实现海量资源的优化配置。测试结果表明,该方法在考虑100%经济性、100%可靠性、70%可靠性的情况下,配置结果分别处于-150~220 kW、390~410 kW、270~320 kW之间,具有较平稳的配置结果,消耗的有功功率较低。

基于自适应SMPC的风-光-储混合微电网实时优化调度研究

针对风力发电、光伏发电的随机性、波动性,研究了风-光-储混合微电网系统中新能源消纳、储能分时电价、联络线阻塞等问题,构筑了风能-光能-储能多能源互补下的微电网实时优化调度模型。首先,探究了风-光-储混合微电网模型,引入了一种自适应随机模型预测方法,将混合整数非线性优化问题转化为二次规划问题,使风电、光电具有一定的可调度性。其次,以经济性和稳定性最优为目标建立了混合系统的实时优化调度模型。最后,通过IEEE-30节点6机组系统仿真分析,验证了所提调度策略及模型算法的经济性与可行性。

电动汽车与绿电融合示范实践——园区光储充微电网技术应用示范实践

基于全球环境基金(GEF)上海市示范项目中新能源汽车和可再生能源融合发展8大类场景,分析了以产业园区、校园校区为应用场景的光储充微电网示范实践的技术方案、运营模式、运营效果等。实践证明,光储充微电网技术应用是使电动汽车与绿电融合发展的有效形式,可有效实现削峰填谷、增加区域内本地可再生能源的消纳,取得了较好的节能减排效果,是实现绿色低碳出行商业化推广应用的重要路径之一。

基于多智能体算法的分布式储能微电网在线优化模型与算例分析

文章以分布式储能微电网为研究对象,探讨了其管理策略的优化。具体基于Soft Actor Critic多智能体算法,设计多智能体算法在线优化策略,构建分布式储能微电网在线优化模型,并通过算例分析验证优化模型的科学性。研究和算例分析表明,SAC多智能体算法能科学兼顾观测数据与经验数据,在有效克服外部因素对算法稳定性影响的同时得到了更好的收敛结果,能降低分布式储能微电网运行模型的经济成本。

电池储能系统在改善微电网电能质量中的应用

微电网中的电池储能系统不但可以用于维持微电网的功率平衡,还可用于治理微电网中非线性负荷注入的谐波电流和配电网侧渗透的谐波电压。为充分利用电池储能系统的冗余容量和改善微电网的电能质量,本文提出了电池储能系统的一种多功能控制策略。首先,介绍了主电路的基本结构和各子系统控制指令信号的生成,其次,利用Matlab/Simulink软件搭建了一个由两种微电源、两类负荷和两条支路构成的简单微电网模型,最后在微电网模型中对该多功能控制策略进行了仿真研究。仿真结果表明,在这种控制策略下电池储能系统既可以有效地维持微电网的功率平衡,又能很好地改善微电网的电能质量。

基于CMOPSO的混合储能微电网多目标优化研究

针对可再生能源发电效率低和发电成本过高的问题,采用自适应网格多目标粒子群(CMOPSO)算法对混合储能的风光互补系统进行多目标优化设计分析。首先,分别建立微电网的成本、失负荷概率和失能量率数学模型;其次,将CMOPSO算法和经典多目标优化算法NSGA-Ⅱ对比,证明CMOPSO的优越性;最后,运用CMOPSO和NSGA-Ⅱ算法分别对单一储能和混合储能的微电网进行多目标优化设计,考虑可靠性和成本分别进行两目标优化分析,考虑系统的可靠性、成本和能源量费率,进行三目标优化分析对比。结果表明,无论是考虑两个目标或三个目标,在可靠性满足要求时,相比单一储能,采用混合储能微电网综合性能要好,CMOPSO优化效果更好。

微电网用飞轮储能支承系统多目标控制

提出一种基于Youla参数和依赖独立李雅普诺夫函数为每个目标的多目标控制算法,并将其用于微电网用飞轮储能支承系统中。在假设悬浮转子系统性能的柔性与刚性相互独立的基础上,建立了柔性转子的结点状态空间模型和刚度模型,并结合了闭环控制回路中的其它环节,建立了微电网用飞轮储能的磁悬浮支承控制系统模型。在详细介绍了形成线形矩阵不等式的矩阵控制和一般的算法的基础上,对所设计的控制器作了分析和与传统控制器作了比较,实验结果表明所提出的多目标控制算法精确有效。

基于多目标粒子群的光伏储能微网VSG与APF协调控制优化

针对虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)功频调节性能及VSG与合并有源滤波(Active Power Filter,APF)的光伏电源无功配比多目标优化问题,文章提出了基于多目标粒子群(Multi-Objective Particle Swarm Optimization,MOPSO)的光伏储能微网VSG与APF协调控制优化方法。通过对VSG中虚拟惯性、阻尼以及微网中VSG无功分配比例进行优化,由MOPSO求解帕累托前沿,最终得到满足3个优化目标的折衷解。最后,在MATLAB/Simulink环境中仿真验证了所提多目标优化控制的有效性与可行性。

混合储能型微电网多模式下垂控制策略

针对风机、光伏等分布式微电源出力随机、间歇的特征,为提升绿色能源供电质量,提出了一种混合储能多模式下垂充放电控制策略。根据预期设定的直流母线电压波动幅值和各储能的荷电状态约束条件,系统自动选择储能设备的充放电工作模式,能够快速调整混合储能系统的功率输出及直流母线电压波动问题,满足了系统功率平衡需求。最后,采用大型综合仿真软件PSCAD/EMTDC进行了仿真测试。结果表明:该方法合理、可行,具有工程应用价值。

含多类型储能的海岛微电网孤岛运行极端工况仿真分析

为了满足某海岛微电网示范工程对负载供电可靠性的要求,根据海岛微电网中分布式电源、多类型储能及负荷的实际参数,分析得出海岛微电网在并/离网切换中可能存在的极端工况,制定合理的控制策略,并在MATLAB/Simulink仿真软件中对各极端运行工况进行仿真分析。仿真结果验证,海岛微电网在极端运行工况变换瞬间能够保证不可切除负载的可靠供电,同时也从侧面证明了微电网中多类型储能系统配备的合理性。

光伏发电技术及其发展方向思考

根据我国光伏发电技术的发展现状,分析了光伏发电和光热发电的技术特点及发展前景,探讨了基于光储一体化的微电网工程实践,提出了一些适合我国国情的光伏产业有序发展设想。

冷热电气多能互补的微能源网鲁棒优化调度

随着能源结构调整,集成风/光等可再生能源输入、冷热电气等多种能源互补输出的微能源网得到了逐步发展,如何协调调度微能源网内冷热电气源网荷成为当前研究热点.建立了冷热电气多能互补的微能源网在孤岛/并网模式下的协调调度模型,并利用供热/供冷系统的热惯性和热/冷负荷的柔性,发挥供热/供冷系统的“储能”功能,以电转气(P2G)装置实现电气网络双向互通.模型采用鲁棒线性优化理论将随机优化模型进行确定性转化,取得经济性和鲁棒性的适当折中.算例仿真验证了温度负荷储能特性对微能源网灵活调度的优化作用和鲁棒性指标对优化结果的协调作用.

基于三端口电力电子变压器的交直流混合微网分层多目标优化

三端口电力电子变压器(PET)具有交流、直流接口,便于主网、交流微网、直流微网协调优化。根据PET结构,将三端口PET并网的交直流混合微网分为微网层、混合层和并网点层,以并网点层功率波动最小、混合层新能源最大程度消纳、微网层新能源和负载功率变化率最小为目标建立分层多目标优化模型。基于PET端口容量、传输效率限制,改进了微网、PET并网点供蓄能力指标,减少了优化约束条件。在此基础上,实现了加权的多目标求解,提高了求解效率。算例验证了分层多目标优化和供蓄指标的有效性。

考虑气储惯量互补的多能直流微网运行控制策略

多能互补直流微网对实现能源可持续发展具有重要意义。基于含风光气储等多种能源形式的典型直流微网,提出了考虑气储惯量互补的多能直流微网运行控制策略。针对微网内微型燃气轮机具有大惯量特性无法快速响应负荷变化的问题,提出一种微燃机与储能电池惯量互补的控制方法,利用储能电池动态响应快速的特点弥补微燃机动态特性的不足。所提控制策略可充分利用微燃机功率调节作用,降低系统成本,提高新能源利用率,对直流微网稳定运行提供保障。最后通过仿真验证所提控制策略的正确性与有效性。

基于双层优化模型的多能互补微网储能优化配置

在多能互补微网系统中,为优化储能装置在不同运行状态下的容量配置,建立了同时考虑离网及并网运行状态的储能配置双层优化模型,采用考虑极值变异的混合型粒子群算法求解,获得了储能装置并、离网状态的协调优化配置方案。算例验证结果表明,求解得到的储能优化配置结果比传统单层优化模型更优,具有较快的收敛速度和较好的计算精度。研究结果为微网储能优化配置策略提供了参考。

含储能的孤岛微电网日前-日内协调优化运行

孤岛微电网系统无主网支持,仅依靠内部微源自给自足,因此制定合理的运行方案对于孤岛微电网的安全经济运行具有重要意义。考虑储能系统参与微电网运行所发挥的不同作用,以微电网经济性、可靠性、能源利用效率、等值负荷峰谷差和波动性为优化目标建立多目标微电网运行优化模型。模型在考虑风电、光伏与负荷预测误差的基础上,从日前、日内两个时间尺度对微电网运行进行优化。日内优化方案以日前优化方案为参考,必要时修正日前运行方案。应用模糊理论、二元对比定权法将模型转化为单目标优化问题,调用CPLEX软件求解线性化后的混合整数规划模型,从而获得孤岛微电网运行最优方案。所提模型可提升微电网运行可靠性并提高能源利用效率,通过算例分析验证了所提运行方案的有效性。

退役动力电池梯次利用的容量优化配置

动力电池的梯次利用不仅可以缓解动力电池退役带来的回收和环境污染压力,还可有效提高资源利用率,带来可观的经济效益。提出了一种考虑动力电池梯次利用的微电网容量优化配置方法。以微电网经济效益、企业环保指数、能源损失指标三项指数为目标,建立了多目标储能容量优化配置模型,采用快速非支配排序遗传算法(NSGAⅡ)对多目标优化模型进行求解,得出储能系统的最优配置容量。结合算例与未配置储能的微电网场景进行对比,在MATLAB平台进行仿真得出配置梯次电池可以显著提高三个评价指标性能,使容量配置结果更具有效性。

含热泵和相变储能的多能互补微能源网运行优化方法研究

在区域能源互联网大力推进、绿色低碳经济大力发展和多能流耦合度不断增高的背景下,如何提高微能源网的经济稳定性,实现其运行优化已成为研究热点。然而空调负荷的日渐增长给微能源网的经济运行带来了挑战。为此引入热泵和相变储能,以缓解用能紧张,提高能源利用效率和系统的灵活性。综合考虑热泵的出力特性和相变储能的储能特性,提出了一种多能互补微能源网运行优化模型。为分析模型的经济节能性,在分时电价和并网运行条件下,以全寿命周期成本最低为目标函数,采用混合整数规划法进行求解。仿真结果表明,引入热泵和相变储能能够减少空调负荷耗能,降低系统运行成本,具有较好的灵活性和经济性。

计及微网储能系统多尺度不确定性容量协调优化

微网系统中的分布式电源和负荷需求的随机问题促使微网储能容量决策成为一个研究的热点话题。本文提出了多时间尺度下微网系统中源-荷的随机性和预测出力偏差的不确定性的储能容量优化方法。利用该方法建立了系统能量平衡关系和鲁棒性经济协调指标,刻画出了储能系统容量优化方法和微网随机因子间的定量关系,并兼顾微网运行经济性的目标。结合分层理论建立了含分布式电源的微网储能容量的双层优化模型,并采用多目标粒子群算法对本文的优化模型进行求解。仿真结果表明,所提方法能够保证储能系统容量优化配置,同时能获得良好的经济效益。