采用分布式算法的多区域电网风-光-储容量优化配置

针对新能源发电在整个电网中渗透率不断提高而造成的电能质量下降、电力系统无法可靠运行等一系列问题，基于随机规划理论，综合考虑风电、光伏等电源以及联络线、储能设备运行约束，以典型新能源出力时序特征序列下平均新能源消纳水平最大为目标，提出了一种计及电网新能源消纳承载能力的多区域风-光-储容量优化配置方法。该方法主要考虑将风电、光伏发电满足负荷需求后的无法消纳量在不超过储能设备容量的前提下进行储电，而储能设备将在新能源发电低谷期提供电能，充分发挥风、光的时空互补性和储能的调峰优势。首先构造了考虑时-空相关性的典型新能源出力时序特征序列不确定集，然后按典型序列将模型进行分解，采用分布式惩罚原始-对偶次梯度算法实现目标函数的分布式优化求解，最后基于IEEE-24、31节点系统进行算例分析，得到风-光-储容量配置结果，并建议多区域电网中储能设备应考虑建设在含有风光装机的区域。仿真结果表明：相比传统集中式优化方法和拉格朗日松弛法，所提分布式优化方法随着电网区域增多，计算效率优势会越来越明显，10个典型序列时所提分布式方法相比拉格朗日松弛法收敛速度提升了57.1%。所提方法可以为考虑新能源随机性的风-光...     

基于模拟退火算法的风-光热打捆发电系统成本优化

以风-光热打捆发电系统为研究对象,完全消纳风电为研究背景,提出一种以互联系统单位发电成本最小为目标,系统正常运行为约束,模拟退火算法优化光热电站出力为手段的优化控制策略.仿真结果表明,在允许条件下,所提出的优化控制策略可以有效降低风-光热打捆发电系统的单位发电成本.     

风-光-抽水蓄能联合发电系统的优化运行

针对风-光-抽水蓄能联合发电系统各部分出力不佳导致的收益不高问题,通过改进粒子群万有引力混合算法,将混沌算法、惯性权重和改进步长因子引入传统的粒子群万有引力算法,解决传统算法的寻优能力弱、精度不高的问题.将改进后的粒子群万有引力算法应用于实际工程算例当中,优化联合发电系统各部分的出力,进而得到最大经济效益.与粒子群算法、万有引力算法和未改进粒子群万有引力算法对比,结果表明,改进后的算法精度最佳,迭代数最少.优化后的联合发电系统各部分出力,所达到的经济效益最大.     

电池储能跟踪发电计划及平抑风电波动的多目标优化控制

针对风电并网问题，综合考虑并网发电误差、时段功率波动和电池荷电状态，提出了一种电池储能补偿发电计划曲线误差及平抑风功率波动的多目标优化控制策略.首先，通过分析风储联合发电特性，建立包含多项考核指标的评价体系，并构建电池储能系统输出功率的多目标优化控制模型；然后，结合NSGA-Ⅱ智能优化算法及模糊综合评价方法对多目标优化控制模型进行求解和决策，实时优化电池储能系统的输出功率指令；最后，基于某风电站的实测发电数据进行对比仿真，验证所提出的多目标优化控制策略能够在有效提高跟踪发电计划曲线的能力、降低风功率频繁波动的前提下，通过优化电池储能系统有功出力及荷电状态来延长储能电池的使用寿命.     

风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统短期生产模拟模型

为实现碳达峰碳中和目标，构建以新能源为主体、以能源供给清洁化和能源消费电气化为特征的新型电力系统迫在眉睫.考虑风力发电、光伏发电的间歇性和随机性，以及抽蓄电站、电制氢的储能特性和灵活性特点，基于随机规划理论提出一种风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统短期生产模拟模型.在满足柔性氢负荷总量需求的基础上，以绿电上网电量最大为目标，对风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统进行短期生产模拟，包括日前发电-制氢计划、备用容量、抽水蓄能-放水发电功率、弃风光等.以我国张北风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统示范工程为例，设置多个运行情景对所提模型进行模拟仿真.仿真结果表明：该模型能够有效模拟系统在任意风光出力场景集下的绿电上网计划情况，柔性氢负荷、抽蓄电站能有效促进风光消纳，增加系统综合效益.     

促进风电消纳的源-荷联合优化调度

针对我国弃风问题,将光热电站与风电联合运行,利用其出力的互补性以及储热装置的可调度性应对风电出力的波动性、反调峰性,平滑风电出力以及净负荷曲线,降低火电机组调峰的成本,提高风电利用率。但此方法受到储热装置容量的限制以及机组最小出力和旋转备用的约束,对弃风情况改善有限,因此在需求侧引入需求响应措施与光热-风电系统配合。以系统发电运行成本、弃风惩罚费用和需求响应成本为目标函数,考虑各种约束条件,建立了需求响应与光热-风电系统联合优化的两阶段调度模型,源荷侧配合促进风电最大化的消纳。设置4种情景进行算例分析,通过算例分析验证源荷联合优化策略的有效性。     

孤岛型混合可再生能源发电系统的优化设计

为有效提高孤岛型混合可再生能源分布式发电系统的可靠性和经济性等综合效益,提出了一种基于风-光-沼混合可再生能源的孤岛型分布式发电系统的优化设计方案.文中分析了各种可再生能源的特性、分布式发电系统的主要综合效益指标以及系统运行条件,并设计了相应的混合发电系统结构,建立了电源功率模型、3种优化目标模型和系统全局优化模型,提出了系统协调控制策略.仿真结果表明,文中方案是有效的,且在满足动态负载需求上具有较优的系统综合效益.     

面向光伏消纳的光伏-废弃矿井抽蓄-蓄电池联合发电系统优化调度策略

 为提高光伏消纳能力,构建了一种含废弃矿井抽蓄-蓄电池混合储能的联合发电系统。针对联合发电系统,分别研究了光伏、废弃矿井抽蓄电站及蓄电池的数学模型,引入弃光成本,提出了以联合发电系统总运行成本最低和光伏消纳量最大为目标的优化调度模型,结合功率平衡约束、废弃矿井抽蓄电站运行约束、电池储能运行等约束,利用CPLEX优化工具实现调度模型最优解求取。通过算例,对系统在光伏-废弃矿井抽蓄、光伏-电池储能和光伏-废弃矿井抽蓄-电池储能3种不同调度方式下的光伏消纳效果进行对比,结果表明,本调度策略可以达到系统运行成本最优、降低弃光的效果。     

考虑分时电价的风光储联合优化调度研究

针对大规模风电和光伏发电对电网调度带来的负面影响,利用钠硫电池储能系统,综合考虑峰谷分时电价政策和减少弃风弃光等各方面因素,提出了一种基于日前负荷、风电、光伏发电出力预测,以钠硫电池为辅助设备的风光储联合申报计划出力新模式。以风光储联合系统总体收益最大化和净负荷方差最小作为目标,考虑钠硫电池储能系统的充放电次数约束和风光实时出力偏移风光联合申报计划出力限制,建立了电网短期优化调度模型,并采用多目标粒子群算法求解所建模型。通过算例分析,验证了所建模型的可行性和风光储联合系统在提高清洁能源消纳和平滑净负荷曲线方面的有效性。     

主动配电网的自适应鲁棒有功-无功联合优化

为应对分布式电源出力的随机性对主动配电网运行的影响,提出了一种自适应鲁棒优化方法来对系统进行有功-无功联合优化,以提高系统性能.首先,综合考虑各种离散和连续可调装置,建立基于Distflow潮流模型的主动配电网运行优化模型.然后,计及光伏出力随机性,采用自适应鲁棒优化方法处理该模型,并通过列与限制生成算法对此模型进行求解;为解决对偶问题中双线性项的非凸性,提出了一种改进的外近似算法.此外,将电池能量存储系统作为实时可控装置,应用于自适应鲁棒优化方法的第2阶段.最后,采用扩展的IEEE33节点和PGE69节点系统进行仿真计算,并与确定性及储能只作为第1阶段可控装置的方法进行对比分析,验证了文中方法在提高系统运行能力方面的有效性和可靠性.     

基于氢储能的含大规模风电电力系统经济调度

针对由大规模风力发电并网带来的消纳困难问题,文章利用由碱式电解槽、储氢罐、氢氧燃料电池构成的氢储能系统将弃风转换成氢气储存起来,用以满足外界氢气负荷需求或于负荷高峰期发电补充上网。文章先对风电出力的不确定性和氢储能系统进行建模。为了降低传统鲁棒优化求解的保守度,利用考虑保守度可调的鲁棒优化盒式集合描述风电出力。在此基础上,以降低弃风和提高系统总体的经济性为目标,建立了基于氢储能的含大规模风电电力系统经济调度模型。算例表明,文章所建立的优化调度模型兼顾求解的鲁棒性和经济性,并且可以显著减少弃风、降低系统的总成本。     

考虑储能装置容量安全差值的日前优化调度

为应对新能源出力的不确定性,提高储能装置在电力系统中应用的灵活性尤为重要.根据实际生产活动,提出了一种储能装置的初始时刻和最终时刻容量设置安全差值的优化方式.在此基础上构建火电、风电、光伏、抽水蓄能机组和蓄电池共同参与的日前优化调度模型.该模型以发电侧成本最低为目标,将水库和蓄电池的初始时刻和最终时刻容量设置一定的安全...     

计及高比例可再生能源的配网系统储能多场景优化配置

为解决传统方法中可再生能源出力波动大、可再生能源和储能利用效率不高等问题,提出一种计及高比例可再生能源的配网系统储能多场景优化配置方法。通过在配网系统电源侧接入储能,定义配网系统储能配置场景,采用一阶低通滤波,结合波动率期望值确定方法,将低通滤波时间常数作为储能容量配置的关键参数,计算能源发电波动场景储能目标输出功率。采用上下限约束法,计算负荷储能释能场景储能目标输出功率。结合配网系统运行成本,构建储能多场景优化配置模型,求解储能最优功率和容量最优解,获得储能最优配置方案。实验结果表明,所提方法减少了风电出力和光伏出力的最大波动量、最大波动率,可再生能源出力更加平稳,减少了弃风率和弃光率,增加了储能出力,提高了可再生能源和储能利用效率。     

风-光-柴互补供电系统

针对边远地区基层单位用电困难而风、光资源丰富的现状,提出了将风力发电技术、光伏发电技术、柴油发电机发电技术集为一体的风-光-柴互补供电系统.并结合甘肃省某地风-光-柴互补供电系统的应用实例,具体介绍了系统的设计与计算方法.实践表明,该供电系统是安全、可靠、切实可行的,是解决偏远地区基层单位日常用电问题的有效途径.     

基于合作博弈的农村微电网群与配电网运行优化方法

针对农村高渗透率新能源接纳问题,提出了基于合作博弈理论的农村微电网群与配电网运行优化方法.通过建立包含风电、光伏、沼气发电、储能和可中断负荷的微电网运行成本最小目标函数,优化微电网内不同时间段各电源的出力水平、蓄电池充放电和可中断的负荷.以各微电网自身运行成本最小为目标,考虑风、光、沼气发电日内的互补性和负荷特性,建立基于合作博弈论的微电网群合作联盟,使余电微电网与缺电微电网实现电能互用,降低联盟整体运行成本,增加配电网运营商收益.采用Shapley值法对联盟的节省成本进行分配,实现各微电网节省成本的公平分配.仿真算例证明了该方法的有效性.     

新能源发电接入下储能系统双层优化模型

针对风力发电、光伏发电等可再生分布式电源接入电网带来的网损增加、电能质量降低等问题,提出了一种风光接入下储能系统的双层优化模型.综合考虑储能规划和运行两个方面的耦合效应,上层模型考虑储能规划,以储能配置的位置和容量为决策变量,以储能系统规划成本为目标函数,下层考虑储能系统运行时电网的经济性和稳定性,以储能系统每一时刻（时间刻度为1 h）的出力为决策变量,以电网脆弱性、有功网损、购电成本为目标函数.采用改进鲸鱼算法与YALMIP+CPLEX联合方法在MATLAB中进行求解,选取改进后的IEEE33节点系统进行仿真验证,结果验证了所提模型的合理性,对比不同的场景与结果得到储能的最优配置方案与运行策略.     

光伏光照概率性对配电网电压的影响

分布式光伏发电接入配电网后将对配网无功电压特性产生诸多影响.文中建立了基于太阳辐射度Beta分布的分布式光伏发电系统概率模型,考虑太阳辐射度对光伏发电系统出力的影响,模拟了晴天少云、晴朗无云、晴间多云这3种典型天气情况下光伏发电系统的出力变动,得到连续时间断面的概率性光伏出力,依次进行潮流计算,并与恒功率光伏电源模型的潮流计算结果作对比.结合算例仿真,总结分析了光伏并网后对配电网稳态电压分布和电压幅值波动的影响规律,并验证了概率性分布式光伏发电模型相比于传统的恒功率模型更能够反映光伏电源出力的波动性和随机性.     

风-光复合发电系统的优化设计

文章介绍风 -光复合发电系统优化设计的一般数学模型 ,即以系统投资最小为目标 ,系统性能指标为约束 ,寻找风力发电机、光伏阵列、蓄电池、柴油机、逆变器和负载之间的最佳匹配功率及系统电能的最优管理及控制策略 ,运用该模型对实例进行计算 ,结果表明 ,风 -光复合发电系统的设计绝不是独立光伏发电系统和独立风力发电系统的简单拼凑 ,风 -光复合发电系统与独立光伏系统的优化设计规律存在较大的差异 ,其设计规律值得进一步深入研究。     

居民用户家庭综合能源系统初探

随着分布式发电及储能技术的快速发展,传统的供用电模式也随之发生改变,以分布式电源为主的居民家庭供电系统可以满足日益多样化的用户需求。本文以分布式光伏及储能为居民家庭用电供电电源,提出了一种基于分布式光伏和储能系统构成的居民家庭综合能源系统,分析了甘肃地区分布式光伏的出力特性,考虑电化学储能,针对甘肃省居民电能负荷特性,设计了以10kW光伏发电系统、3kWh储能系统为用能构架的居民户用综合能源系统。通过经济效益分析,以"自发自用,余电上网"模式为运营模式的户用综合能源系统经济效益良好。     

含混合储能的微电网能量优化管理

为抑制微电网中新能源出力的波动并降低微电网的经济成本,通过引入混合储能设备来平抑新能源出力波动。构建了一种含混合储能的微电网能量管理模型,采用超级电容器和蓄电池组成混合储能设备,并设定风/光/混储/网/柴的依次供电顺序,采用Tent混沌映射、择优选择搜索空间和捕食位置以及Lévy飞行等改进策略对秃鹰搜索算法进行改进,提高算法的收敛速度和全局搜索能力,并运用于微电网综合成本优化求解。选取某地区四种典型日进行算例分析。结果表明：本文提出的微电网容量优化配置模型、混合储能设备、供能策略和改进BES算法能有效增强微电网平抑新能源出力波动的能力,降低微电网经济成本,并且改进的BES算法具备较强的收敛速度和求解能力。