基于改进鲸鱼优化算法的微网系统能量优化管理

针对包含多种可再生能源的冷热电联供型微网系统的能量优化问题,为了优化其运行过程的经济效益和环境效益,本文提出一种基于改进鲸鱼优化算法的多时间尺度下能量优化方法,首先根据长短期记忆网络(Long Short Term Memory,LSTM)预测得到的可再生能源出力和负荷需求预先制定调度规划,然后以此预测数据为基础,采用改进鲸鱼优化算法调整可控设备出力,优化微网系统的运行成本和固定成本。将该方法应用于某楼宇冷热电联供型微网,结果表明,在满足负荷需求的基础上使得经济成本平均降低4.03%且经济效益更优。     

微网热电储能容量配置优化

可再生能源发电和负荷具有随机性,因而储能装置是保证微网安全稳定的重要组成部分.针对某热电联供微网,提出了类比蓄电池的蓄热罐出力建模方法,在此基础上建立了基于经济调度热电储能优化配置模型.采用多场景方法考虑微网中的随机因素,运用人工蜂群算法优化不同容量下微网运行方式,比较不同储能容量下微网的综合成本,从而确定最优储能方案.通过算例验证了所提方法、模型能有效降低微网的综合成本.     

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。     

含混合储能的冷热电联供系统运行策略及容量配置

冷热电联供系统是分布式能源未来主要发展方向和形式。建立了含混合储能的冷热电联供系统多目标优化模型,考虑设备初始投资成本和维护成本,分析在"以电定热"和"以热定电"不同运行策略下混合储能初始容量及总容量配置对系统能源性、经济性、环境性评估指标的影响,得出储能容量最优配置及系统运行策略,并与不含储能系统对比验证。通过算例验证表明,合理的储能容量配置及运行策略选择有助于提高系统能源利用率,减少二氧化碳排放和运行成本,为冷热电联供系统规划运行提供一定的理论和技术参考。     

基于改进动态惯性权重粒子群算法的冷热电联供型微网运行优化

通过多种能源优势互补的冷热电联供型微网,能够促进可再生能源的使用,实现资源的阶梯利用。针对区域内由电、热、冷多种能源耦合形成的微网系统运行优化问题,文章基于不同季节典型日风光出力和负荷需求特性曲线,构建了含燃气轮机、余热锅炉、吸收式制冷机等机组设备,采用改进的动态惯性权重粒子群算法求解方法,综合考虑系统的燃料成本、环境治理成本、电网交互成本和运行维护成本进行优化求解。最后,通过算例分析验证本模型和方法的有效性,为冷热电联供型微网系统的规划设计提供参考和依据。     

考虑风光气电协同供能的冷热电联供系统多目标优化

建立以光伏发电、风电、燃气、网电多能源协同供能的冷热电联供系统。以独立供能冷热电联供系统为度量基准，构建由系统投资运行成本、一次能源利用、二氧化碳排放组成的多目标优化函数。针对全年冬季、夏季与过渡季的3种典型日的电热冷负荷需求，分析系统的容量配置以及“以电定热”“以热定电”的运行策略的协同优化。考虑优化问题的连续和组合优化的混合特性，模型求解采用多目标粒子群双层优化算法。采用正交试验分析关键因素对决策结果的影响作用。仿真结果表明，风光气电协同供能的冷热电联供系统相比独立供能系统，具有明显的经济、节能与环保的综合优势。     

基于小生境和模糊理想决策的冷热电联供系统光伏容量配置

冷热电联供系统具有以冷定电、以热定电和以电定热等多种运行模式,但为满足冷/热/电的单一供应需求而常导致一次能源消耗量过高。为此,本文提出了一种冷热电联供系统的光伏容量优化配置方法。首先,分别建立了光伏出力模型和冷热电联供系统模型;其次,构造了以光伏改造经济收益最大和用户满意度最高为目标的多目标优化模型;再次,针对常规粒子群算法无法有效解决多目标函数的问题,引入小生境机制,提出了改进的小生境粒子群算法。基于专家模糊理想权重,利用模糊理想决策方法对所得到的非劣解集进行决策。最后,实际算例表明,所提的光伏容量优化配置方具有良好的可行性,有良好的经济收益的同时可以提高用户满意度。     

基于可再生能源不确定性的多能源微网调度优化模型

多能源微网可以使综合能源系统在配网/用户端得到实现,但电力系统和天然气系统联合后会使得系统调度中的不确定性问题变得突出。为此,本文通过对电力/天然气系统的物理特性进行分析,基于用户需求响应资源、可再生能源机组出力和负荷不确定性的关键要素分析,建立了多能源微网日前调度优化模型。基于Matlab环境对所建模型进行了相关的计算仿真,验证了两阶段随机优化模型的有效性。仿真结果表明,所建优化模型可以提高多能源微网系统运行的可靠性和经济性,具有较好的实际应用价值。     

基于生成对抗网络的配电网与多微网随机调度

随着可再生能源机组以多微网的形式接入配电网,其出力的不确定性会给配电网与多微网调度带来挑战。因此,如何对配电网与多微网中可再生能源的特性进行分析,准确把握可再生能源的出力特性,建立考虑可再生能源出力特性的配电网与多微网调度模型,成为目前亟待研究和解决的问题。本文提出了一种基于Wasserstein生成对抗网络的配电网与多微网日前随机调度方法。首先针对风电以及光伏日前预测的不确定性,采用基于Wasserstein生成对抗网络的数据驱动算法,对风电和光伏出力预测误差进行场景生成;对于生成的风光出力场景,基于K-mediods场景削减法得到风光典型场景;在配电网与多微网调度目标函数中综合考虑调度的经济性指标以及韧性指标,基于场景法模拟可再生能源出力的不确定性,建立配电网与多微网日前随机调度模型并求解。仿真结果表明,所提的配电网与多微网随机调度模型在可再生能源出力场景生成方面,相比于传统假定概率分布的生成方法,其生成的场景更接近实际场景。     

基于光伏发电量预测的含氢储能微网分段优化调度

针对多储能微网如何高效、经济运行,搭建了基于光伏发电的含氢储能、蓄电池储能的微网系统,采用一种日前预测调度与日内实时调度相结合的分段调度策略。在日前预测调度阶段,采用基于麻雀搜索算法优化支持向量机模型提高对日前的光伏发电量和负荷预测的精度,以微网最小使用成本为目标,考虑系统运行的可靠性,采用改进粒子群算法制定微网的日前最优调度策略。在日内调度阶段,考虑氢储能系统的响应延迟特性,以蓄电池为灵活补充元件,制定实时调整微网运行策略,消除预测误差带来的影响。最后,结合实际算例分析,验证了分段优化调度的可行性。结果表明,提出的方法能够有效预测数据,减少微网调度的响应时间,提高系统运行的经济性和稳定性。     

非能量费用影响下的冷热电联供产品成本符号(火用)分析

以符号(火用)经济学为基础构建了冷热电联供系统的产品成本分配模型.该模型同时考虑了能量费用和非能量费用,通过计算产品形成过程中的能量(火用)耗和非能量投入来获得最终成本.实例分析表明,该模型不仅能给出详细的各股(火用)流价值,而且能正确评估非能量费用的参与程度,从而客观反映了冷热电3种产品的经济成本.通过对大型冷热电联...     

基于混沌多目标粒子群算法的综合能源调度

目的 针对当前综合能源系统中资源协同优化效率不足、微网运行经济性和环保性差的问题,提出了一种计及风电储能及不稳定因素的微网优化调度方法。方法 该方法在微网负荷侧需求响应对新能源消纳影响的基础上,以消纳新能源和削峰填谷为目的,提出了优化负荷曲线的方案;然后,考虑微网调度侧风电出力的不稳定性以及微网内部设备的耦合,进行优化调度以降低微网运行成本、减少环境惩罚费用并提高风电消纳平稳性;最后,采用混沌多目标粒子群算法对优化问题进行求解,并在风电不稳定度占比0%、5%、10%和15%时进行了算例仿真分析。结果 当风电不稳定度为10%和加入风电储能,系统运行成本和环境治理费用最少,比方案1和无风电储能少6 919.4元,风电平稳量也提高38 kWh。在电热冷网中,负荷侧加入需求响应后,系统得到稳定运行和能源合理利用,可以很好地满足负荷侧用能需求。从算法对比中,混沌多目标粒子群算法加入自适应权重和变异率后,具有较强的全局搜索能力和更好的准确性。结论 该方法通过合理设置风电不稳定度能够有效降低运行成本和环境惩罚费用,提高风电稳定性,其次,负荷侧的需求响应可以一定程度地削峰填谷和消纳新能源。     

多种光伏组件组合光伏电站的混合储能容量优化配置研究

随着世界各国对太阳能资源开发的日益重视,光伏产业得到快速的发展.然而,由于太阳能资源具有随机性和波动性强的特点,使得光伏电站出力波动性较大、电能质量较差,进而导致光伏电站并网难度增加.为提高光伏电站的出力稳定性、保证电能质量,采用多种光伏组件互补运行的方式和为光伏电站合理配置混合储能系统是有效的方法.针对多种光伏组件组合光伏电站的混合储能容量优化配置问题,提出一种统计分析与数学模型相结合的配置方法.该方法采用小波分解将不同天气类型对应的典型光伏出力分解为近似信号、高频波动信号和低频波动信号,并提出采取能量型储能技术和功率型储能技术分别平抑低频波动和高频波动的思路;结合各天气类型的时间占比,对高、低频波动信号进行统计分析以确定混合储能的功率;构建以全生命周期成本最小与目标出力满足度最大为目标的混合储能容量优化配置模型,并采用遗传算法求解模型以确定最优的混合储能容量配置方案.本文以青海共和55 MW光伏实证基地为实例,通过对9种不同混合储能组合计算结果的比选,得到了最优混合储能配置方案——超级电容(4.6 MW/(1.21 MW·h))+全钒液流电池(9.2 MW/(6.26 MW·h)).光伏电站出力优化结果显示:所提出的配置方法可行且有效,实施提出混合储能配置方案后,光伏电站出力波动性显著降低,出力稳定性和电能质量得到显著提高.     

小型混合动力船舶微网系统建模仿真

为了提升包含柴油发电机、光伏阵列及储能装置构成的小型混合动力船舶微网系统在复杂航行状态下的运行稳定性,首先对各电能变换装置建模,并在此基础上提出了一种适配于工况负荷动态波动下船舶微网的能量管理调度策略,分析了逆变电源在不同工况下的转换控制方法。然后在此基础上利用MATLAB/SIMULINK建立准确描述系统的仿真模型,并进行能量管理策略仿真。仿真结果表明,该能量管理调度策略能够有效地控制船舶微网各单元的功率输出,满足船舶在不同运行工况下对功率分配的需求,实现微网稳定运行。     

基于多端口能量路由器的微网系统及其调试

为加速推动能源互联网建设,对于其核心设备——能量路由器的研究具有重要意义。依托浙江某分布式能源示范工程,开展基于多端口能量路由器的小型微网系统研究与调试。阐述了工程用五端口双向能量路由器拓扑结构,并以此为基础构建微网系统,其包含分布式光伏、储能装置与具有电能自发自用功能的智慧小屋系统。在调试过程中,通过协调配合DC/DC变换器之间的技术参数与控制策略,平抑能量路由器输出侧直流母线电压波动,消除光伏出力无法下送至能量路由器的缺陷。能量路由器控制内部直流母排电压稳定与各端口功率平衡,保证微网安全可靠地并、离网运行。结果验证了以多端口能量路由器为核心设备组建微网系统的合理性与有效性,且调试优化过程对日后多端口能量路由器的实际工程应用具有指导价值。     

微网可转移负荷调度与储能控制策略

针对新能源发电的不确定性和随机性,以及新能源发电与用户负荷难以匹配的问题,构建了风、光、储共存的微电网系统,并提出了一种基于可转移负荷和储能系统协调控制的微网能量管理策略。首先在现有的微网模型基础上构建了集中式微网控制系统,用于对风、光、储系统进行相应的控制,同时建立了兼顾用电负荷优化调度与储能系统安全高效运行的多目标函数。然后采用改进粒子群优化算法求解目标函数,引入新的负荷调度策略降低计算复杂度和提高用户满意度,最终获得可转移负荷调度量,实现可转移负荷的调度策略。同时,充分考虑了储能系统的影响,对荷电状态(SOC)进行控制监测,控制储能系统波动情况,提高储能系统性能并延长其使用寿命。最后通过数值仿真,验证了本文提出的能量管理策略在满足用户满意度与实际储能要求的前提下,可以提高微网运行性能,实现微网能量管理和经济运行。     

抑制光伏并网电压扰动的配电网储能配置方法

储能可以有效抑制光伏发电接入配网后系统电压的扰动.文中通过分析光伏出力波动时储能对含光伏配网电压调节的机理,建立了光伏出力波动和负荷变化影响下的储能配置需求评估模型,研究了考虑电压约束时不同影响因素作用下储能的配置需求,以及储能投入后对电压的调节效果.仿真分析了光伏接入容量、局部负荷离光伏接入点距离、光伏接入点相对附近变电站距离与储能配置容量的关系,验证了储能在配电网中对电压曲线具有削峰填谷的效应.同时,利用Matlab/Simulink仿真给出了不同情况下具体的储能投入容量及配置建议.     

基于空气集热器的太阳能热泵供热供冷装置分析

针对传统供热供冷模式的不足,给出了一种基于空气集热器的太阳能热泵供热供冷装置,并对其结构、性能等进行了分析和研究.结果表明,该装置在夏季供冷季可比传统空调节电约20%,降低能源费用约50%;在冬季供热季其耗能量约为常规燃煤集中供热的23%,费用约为常规燃煤集中供热的67%.     

计及多类型需求响应的光伏微网储能容量优化配置

储能系统接入对于分布式光伏发电具有重要意义,合理配置储能容量可以有效平抑光伏发电的波动性和间歇性,同时提高光伏消纳能力。在考虑多类型需求响应方式下,建立了以微网总成本和光伏消纳率为目标函数的储能容量优化配置模型。首先引入激励型需求响应模型和价格型需求响应模型;然后根据两类响应方式对电网稳定运行及光伏消纳的影响,建立以最大化光伏、负荷时序一致性和负荷峰谷差两种指标满意度的综合响应模型;最后基于并网型光储微网运行策略,采用双层优化算法对光伏微网模型求解。通过某一实际运行微网为算例,分析验证了模型和算法的有效性。结果表明,多类型需求响应结合方式使得用户用电方式更为合理,微网经济性得到改善。     

微型燃气轮机与天然气管网接口建模及联合仿真研究

微型燃气轮机是冷热电联供系统中的能量交换枢纽,为了反映天然气管网和燃气轮机的相互影响,本文提出利用比例阀的动态模型建立两系统间接口模型,并在此基础上基于Matlab/Simulink完成微型燃气轮机与天然气管网联合仿真研究。算例分析表明,微型燃气轮机输出功率的波动将引起天然气管网运行的波动,天然气管网负荷的波动也将引起燃气轮机转速的波动,本文建立的接口模型能够较好地反映微型燃气轮机与天然气管网的耦合作用。