Emergency Energy Management of Microgrid in Industrial Park Basedon Robust Optimization

Reducing the impact of power outages and maintaining the power supply duration must be considered in implementing emergency energy dispatching in micro-networks.This paper studies a new emergency energy treatment method based on the robust optimal method and the industrial park micro-network with the optical energy storage system.After controlling the load input,a control strategy of adjusting and removing is proposed.Rolling optimal theory is applied to emergency energy scheduling based on a robust optimal mathematical model.A weighting factor is introduced into the optimal model to balance the importance of reducing and retaining the power supply.Uncertainty is designed to adjust the effect of uncertainty on the problem.The example shows that this method can flexibly set the weight coefficient and uncertainty value according to the actual situation so that the input of the control load can be optimized.

考虑绿色化工的工业园区微电网多层规划方法

针对该背景下工业园区绿色微电网的规划方法进行研究,从分布式电源、多能互补等角度建立微电网基础,引入氢、氨等绿色化工产业增加绿电消纳途径,推进低碳减排进程。以多层规划方法解决该复杂规划问题,上层以经济性指标优化冷热电联供系统的设备容量;中间层从清洁利用角度配置氢、氨等制气设备;下层考虑系统的协调运行能力,优化灵活性较差的燃气轮机的运行特性。最终通过单纯形法将该规划问题线性化,并以Matlab的Cplex求解器进行计算。最后以某钢铁厂工业园区为仿真算例,结果表明考虑氢氨利用的微电网系统减碳效果明显,并带来了一定的节支收益和经济效益。

绿色工业园区供能技术方案及经济性分析

工业园区是经济发展的重要载体,园区的生产活动需要大量的能量供给,因此可靠、经济的供能技术是高耗能产业运行的重要保障。首先对当前主要供能方式的系统结构与运行特性进行分析,包括自备电厂、大电网购电、孤岛模式微电网和并网模型微电网;然后综合经济性、可靠性和环境效益,建立了供能技术评价指标体系;最后,以某电解铝生产园区为实际算例,分析4种供能方式在工业园区应用中的经济性表现,并综合未来碳价格和储能成本的发展趋势进行敏感性分析,可为工业园区投资者和相关政策制定者提供决策参考。

工业园区微电网项目中风电与光伏发电的容量配置及推广策略研究

以工业园区微电网项目中的风电和光伏发电为研究对象,在考虑场址条件、资源情况和设备选型的情况下,分析了工业园区微电网项目中风电和光伏发电的容量配置方法,并根据经济性评价得到最优的风电和光伏发电容量配置方案;通过对包含中国4类风能资源区、4类太阳能资源区在内,处于不同地域且采用不同电价的15个典型城市的工业园区开发微电网项目进行经济性测算,以投资收益测算结果作为依据来评判此类项目中风电和光伏发电的投资价值,从而得到可执行的风电和光伏发电的推广策略。研究结果表明:1)小型风电机组的投资价值较差,只有在风能资源优且平段电价高的城市才适合应用;大型风电机组的投资价值较高,在园区不限高且安全距离足够的情况下,只有在风能资源差且平段电价低的城市才不适合应用;由于风能资源分布的不连续性,考虑工业园区微电网项目的风电投资时,仍需根据园区实际位置对其风能资源情况进行测算,以确定是否具备风电投资价值。2)光伏发电的盈利能力较好,投资价值较高,可以大力推广;但在太阳能资源较差或平段电价较低的城市,光伏发电不具备开发价值。研究结果可为未来工业园区的风电和光伏发电开发提供参考,并为新能源在工业园区的应用推广提供指导。

基于Pareto解集的工业园区微网优化配置研究

工业园区各类能源耦合性较差,不同能源系统独立运行,能源利用率较低,需从多类能源互联集成和互补融合入手,提高能源的综合利用效率和可再生能源的利用率。提出了一种工业园区综合能源微网方案,以总成本、污染治理费、电网可靠性、风光互补性为目标函数和约束条件,建立了多能微电网优化模型。设计了一种基于Pareto最优解集的多目标差分算法并采用熵权法确定每个评价指标的权重,将多目标运算转化为单目标运算。仿真结果表明,该算法在微电网端可有效降低传统能源的消耗,加强清洁能源的有效利用,减少碳排放量并降低系统运行成本。

基于Park变换的线路阻抗参数在线辨识新方法

针对高压微电网或等效线路阻抗呈感性的低压微电网,提出孤岛运行模式下的一种线路阻抗参数在线辨识方法。通过Park变换将电压、电流变换到两相同步旋转坐标系下,利用电压、电流的直流分量求解线路阻抗,从而识别出线路电阻值和电感值。该方法不仅适用于三相平衡系统,更可在三相负荷不平衡情况下,实现对输电线路阻抗参数的在线辨识。仿真和实验中,将提出的Park变换法与Karrenbauer相模变换法进行对比,结果表明所提出的Park变换法易于编程且辨识精度较高。

工业园区微网调度研究与仿真

为提高新能源消纳能力和供电经济性、可靠性,研究了含风光柴储、生活负荷、具有有限可控能力工业负荷的工业园区微电网,提出了一种基于日前和日内相结合的优化调度方案。为保证日前优化调度的经济性,提出了一种分段变异优化的改进粒子群算法求解调度模型。改进算法相较于传统粒子群算法收敛性速度更快,同时提高了经济性,减少了园区的运行成本。日内运行时,为了校正日前预测偏差,采用源网荷储共同参与调整,保证尽可能跟随日前经济结果,提高微网系统的可靠性。日内调整建立详细化的仿真模型,采用实时仿真技术。利用实时仿真软件RT-LAB和实时仿真机OP4510构建的实时仿真平台,解决模型仿真用时较长、求解困难的问题,验证了工业园区微网调度策略的可行性。

工业园区微电网参与配电市场的策略性能量管理双层优化方法

工业园区具有工业生产和能源需求紧密联系的特点,若对其中工业用户的用能行为加以管理,可为优化配电市场灵活调度发挥重要作用。该文提出一种工业园区微电网参与配电市场的策略性能量管理双层优化模型,其中,上层模型以工业园区微电网运行成本最小为目标函数,基于配电市场的出清结算电价,充分利用工业生产过程中生产任务的可调度性和园区建筑物的储能特性,优化工业园区用能策略;下层模型为配电市场出清模型,以确定出清的配电网节点边际电价(distribution locational marginal price,DLMP),并传递给上层模型用于微电网能量结算。为求解所构建的双层模型,将该模型转化为均衡约束数学规划问题(mathematical programming with equilibrium constraint,MPEC),进一步将其转化为混合整数二阶锥规划(mixed-integer second-order-cone programming,MISOCP)模型。最后,以IEEE33节点配电系统和某电池制造厂(battery manufacturing plant,BMP)工业园区微电网为例,验证所提模型和方法的有效性。算例结果表明,所提出的工业园区微电网用能管理策略能够有效地降低工业园区用能成本。

基于区块链的园区微网分布式电力交易实现机制综述

在开放的电力市场环境下,分布式电源发展迅速。分布式电力交易迎来了前所未有的发展机遇,可有效支撑园区微网运营商实现多能源互补和协同优化,促进园区微网数字化、经济化、低碳化运营。在此背景下,首先对区块链技术和分布式电力市场的契合度进行了分析,并基于分布式电力交易和区块链的特性构建了基于区块链的园区微网分布式交易框架模型。其次,对基于区块链的多元分布式电力交易的实现机制(包括智能合约、共识机制以及跨链技术)进行了分析,最后给出了不同实现机制所面临的风险挑战。

基于园区微电网设计案例分析的能源互联网研究

微电网源-网-荷一体,是分布式能源互联网在产业园区的重要应用形式,也是未来智能配电网的重要组成部分。微电网的设备选型与优化配置不仅受限于建设所处的地理环境、气候条件,同时也需要考虑当地的电网接入条件和负荷情况,综合考虑可靠性和经济性等因素选择合理的设计方案。以河北省一个园区的工程案例为例,对其自有园区微电网典型设计方案进行了分析。该方案基于项目所处区域的风资源、光照资源,以及现有的发电单元和中长期负荷预测,通过新增光伏发电、微燃机冷热电联供、风电等清洁供能技术,实现对现有园区配电网的改造,所建微电网具有较强的示范性,同时也提升了园区整体供能的经济性,具有较好的推广价值。

面向园区微电网的综合能源系统评价方法

面向园区微电网的建设方向,逐步从＂源-源＂横向多能互补系统向＂源-网-荷-储＂纵向一体化的综合能源系统发展。首先分析了面向园区微电网的综合能源系统组成及其特点,考虑经济、可靠、能耗、环保4个方面的影响因素,建立了面向园区微电网的综合能源系统的指标评价模型。基于层次分析法（analytic hierarchy process,AHP）-改进熵权法确定各项指标的权重赋值,建立VIKOR多准则评价体系。选取某园区作为算例进行灵敏度与比较分析,验证了基于AHP-改进熵权法的VIKOR多准则评价体系评价综合能源系统的正确性与合理性。

考虑电动汽车与共享私人车位交易的微电网需求侧管理

由于越来越多的电动汽车汇入市场,大量电动汽车存在停车、充电问题.提出了一个新的市场架构,以电动汽车车主与共享私人车位主的交易匹配模型获得成功匹配的电动汽车群,微电网可以对电动汽车群进行需求侧管理,从而获得收益.电动汽车匹配中的排列顺序会影响匹配结果,进而影响微电网的收益,故文中以微电网收益最大、带有权重的电动汽车群成功匹配数的满意度最高为目标,建立了考虑电动汽车与共享车位匹配的需求侧管理模型,并使用改进蚁群算法对模型进行求解.结果验证了电动汽车群与共享私人车位的交易会影响微电网的收益,微电网通过对参与需求侧管理的电动汽车进行调度获得收益,并将部分收益归于电动汽车群.因此电动汽车在解决停车、充电问题的同时,还能降低停车成本.

工业园区多微网特征分析及工程设计

随着微网工程的大规模建成,一定区域内多个临近微网将形成多微网系统。本文针对工业园区多微网展开研究。首先分析工业园区多微网的特征,包括拓扑结构、源荷特征及运营特征。然后,以需求分析、一二次系统设计、评估和校验为路线,提出适合工业园区多微网的设计流程。最后结合两个工程案例,给出设计方案和设计运行方式,并对示范工程进行评估和校验,为工业园区多微网的推广提供一定的参考价值。

多园区微网优化共享运行策略

在清洁能源大量接入的情况下,园区微网用户从单一的传统用能用户转变成生产消费型用户,与电网之间的关系从单向关系变成双向关系,用户行为会对电力系统以及电力市场产生一定影响,基于此构建了多园区微网优化共享运行策略。各园区微网在充分考虑其余园区微网用能特征的情况下,以清洁能源最大化消纳以及自身利益最大化为目标制定整体运行策略,并构建两阶段鲁棒模型优化内部清洁能源出力不确定性、燃气轮机以及柔性负荷调节能力和运行约束等问题,通过列约束算法对模型进行进一步处理后,最终得出最优运行策略。此外,考虑到各园区微网利益存在冲突,构建多园区微网间合作博弈决策平台,以实现多园区微网之间合作与博弈的平衡。

“源-网-荷-储”协同的园区微电网优化调度

园区微电网运行在"以热定电"方式下时,微型燃气轮机电能完全跟随热负荷,限制了微型燃气轮机在经济调度中的作用。针对这一问题,提出一种考虑微电网中央控制器(microgrid central controller,MGCC)信息、微电网运行约束、储能约束的"源-网-荷-储"4层模型,解耦了微型燃气轮机电热出力的强耦合性,采用改进的粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法对模型求解,优化微电网内各单元出力。将该模型应用于某微电网实际算例,并与"以热定电"、"电热分供"2种运行方式进行比较,分析结果表明,该优化模型能够实现"源-网-荷-储"协调调度,降低微电网运行成本。

计及电热耦合需求响应的综合能源协同调度优化策略

需求响应对优化负荷分布、降低系统经济成本等方面的作用逐渐得到重视,为了满足用户的冷热电等综合能源需求,较多工业园区高峰时需从主网大量购电,不仅增加了园区自身运行成本,也加深了主网高峰时的调度压力。针对上述问题,以工业园区微能网系统为场景,考虑了热电耦合下的联合响应,以系统总运行成本最低为目标,最终形成工业园区综合能源协同调度策略。模型选取某智能园区一个典型日的用电情景进行优化,通过热电联合响应调整用户对不同形式能源的负荷曲线,实现能源优化配置。算例表明所提方法能够在峰时减少主网购电,增加园区内本地机组调用,并满足用户的冷热电需求,具备良好的经济性。

面向校园的综合能源服务示范项目应用研究

针对高校普遍存在的能源消耗较大、能源管理薄弱等突出问题,以上海电力大学综合能源服务示范项目为实例,提出了面向校园的综合能源服务解决方案,建设并运行了光伏、风电、光电一体化充电站、太阳能空气源热泵热水、混合储能、微电网运行控制系统、建筑群能耗管理系统、智慧能源管控总平台,以满足校园用户定制化的具体需求,展现了技术应用成效、经济效益及社会效益,为上海电力大学持续打造智慧、低碳的绿色节约型校园奠定基础,并为其他高校及园区开展综合能源系统建设提供示范与指导。

基于园区微电网的协调控制策略的应用

针对园区微电网在离网状态下保证重要负荷供电的实际需求,制定了离网有功协调控制策略和无功协调控制策略,构建了一种基于园区微电网的协调控制系统,达到了园区微电网协调控制系统安全、可靠、高效运行的要求。

一种基于嵌入式系统的园区微电网中央控制器设计

针对目前微电网控制器成本较高、标准各异、集成度低和缺乏具有实际操作性的能量管理策略等问题,设计了一种集计量监控和能量管理一体化的园区微电网中央控制器。采用基于ARM的嵌入式系统硬件平台,模块化设计。考虑到园区企业用能需求,开发了具有园区特色的能量管理策略,给出一种基于三次指数平滑法的需量预测方法并利用储能系统来进行需量管理,在不影响企业办公生产的同时降低用电成本。通过搭建物理实验平台对中央控制器的功能和能量管理策略进行了验证,具有较好的实用性。

面向大型园区的多微电网协调控制技术研究

针对面向大型园区的多微电网的运行控制问题,不仅需要解决电网结构和运行对大规模多微电网接入的限制,而且需要解决大规模多微电网的互动机制,提升微电网运行控制的柔性和经济性。基于如何构建园区型多微电网的一体化控制系统进行研究和分析,提出了微电网群互联和互动新方案,并对其中涉及的关键技术和难点研究进行了综述和分析,最后进行仿真验证。