配网光伏系统储能优化配置策略

由于光伏发电的不确定性和随机性,给电力系统的稳定性和安全性带来了隐患。将储能装置引入配网光伏系统,可以提升系统经济性,改善配网电能质量。本文在分析居民负荷和工业负荷特性的基础上,结合我国的电价政策,以光储系统净利润最大为目标,构建了光储系统投资收益模型。在满足功率平衡和储能电池性能约束的基础上,本文选用YALMIP工具箱和CPLEX程序在MATLAB中进行了求解。最后在IEEE-33节点系统中应用上述优化方法进行影响分析,结果证明基于光储系统净利润作为技术指标的光伏系统储能优化配置策略的有效性。     

铁路牵引变电能计量装置配置问题的探讨

电能计量涉及电力生产和经营活动各个环节,是电力系统中的重要组成部分。它的可靠程度、准确与否,涉及国家、电力企业和广大电力客户的合法权益和经济利益,但是在实际生产实践中,由于计量装置配置等问题,容易造成电能计量不准确,产生误差。从铁路牵引变电能角度出发,分析了电能计量装置的误差来源,并提出了相应的改进措施,阐述了铁路牵引变电能计量装置配置问题,对铁路牵引变电所电能计量装置优化配置具有一定的参考价值。     

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))...     

储能型光伏系统电池容量优化配置及经济性分析

独立型光储微电网作为光伏应用的有效形式得到了广泛的使用,其中系统的经济性优劣主要依赖储能的类型和配置调控方案。基于此,根据独立光伏系统的建模思想,在给定负荷变化规律的前提下,以最大化利用光伏输出能量为目标,建立光伏能量最大化利用模型,将光伏发电单元和储能单元作为整体进行容量优化配置。通过算例分析,获得目前较为典型的5种储能电池和光伏容量的优化配置结果,在此基础上,为使系统经济性最优,进一步引入年均成本为目标并建立相应模型,得到了5种电池和混合储能电池的经济对比分析结果,最后对5种电池对应的放电时间、循环效率和寿命进行了敏感性分析。结果表明,在同等配置条件且满足项目指标的要求下,能量型铅酸电池和功率型铅酸电池组成的混合电池具有更好的经济性,其次为钠硫电池和铁锂电池,全钒液流电池成本最高。     

城市轨道交通牵引系统仿真技术研究

回顾了国内外城市轨道交通系统仿真技术的发展现状,详细阐述了现有仿真系统存在的模型建立不够精确、列车与供电系统间的相互影响考虑不全面等问题导致仿真结果与实际偏差较大的特点,并从车辆与牵引供电网电气交互的角度仿真分析了列车的运行特性,说明牵引网电压变化对车辆牵引性能的影响,最后指出为研究城轨系统的实际运行特性,应进行车网结合的多列车、多工况动态联合仿真,同时还应开展通用仿真平台的研究,并提出使用PSCAD/EMTDC与MATLAB集成作为仿真开发平台.     

纯电动车车用复合储能装置控制策略及参数优化

为解决目前纯电动车动力电池比功率不足的缺陷,对纯电动车的储能装置进行了研究。根据复合储能装置的特点和目的,制定了复合储能装置的工作模式,提出了基于速度与电流约束的模糊控制策略。为了进一步提高整车性能并降低蓄电池的输出电流,对复合储能装置的关键参数进行了线性优化,仿真结果表明:加装复合储能装置的纯电动车的加速时间缩短了12%,制动能量回收效率提高了39%,百公里耗电量减少了8.55%,并显著降低了蓄电池的输出电流,有效延长了蓄电池使用寿命和整车的续驶里程。     

地铁线路纵断面优化系统设计与实现

针对线路纵断面设计复杂、耗时长的特点,提出一种地铁线路纵断面优化系统,在给定平面设计方案的前提下可自动高效设计高质量的线路纵断面。系统允许对线路平面方案与车辆数据进行编辑,通过构建列车运行仿真模型和线路纵断面自动优化模型,设计改进的遗传算法自动求解满足设计规范要求、工程约束的地铁线路纵断面方案,节约全生命周期的建设成本和列车能耗成本。同时,系统允许对自动求解得到的纵断面方案进行手动调整,并自动验算调整后的方案是否满足相关规范。广州地铁2号线案例表明,相较实际纵断面方案,系统优化方案在保持建设成本不变的同时节约列车运行能耗3.2%,有利于降低全生命周期成本。     

天然气制氢的园区综合能源系统氢储能优化配置

在中国致力于实现碳达峰、碳中和的要求下,氢能因具有零碳排高热值的特点,氢能产业发展成为中国未来发展的重要目标。针对电解水制氢储能的工业园区综合能源系统能量转换效率不高、制氢量少、经济效益低的特点以及国家对氢能发展大规模低成本制氢的需要,提出了一种以天然气制氢模式代替电解槽制氢的氢储能园区综合能源系统架构。在分析天然气水蒸气重整制氢单元的能耗与能量回收利用以及氢储能单元电、热、气多种能量特性的基础上,建立了天然气制氢储能的氢储能模型;进一步考虑设备投资成本、运行成本、碳排放价格以及制氢效益,以年化投资成本最小与年运行收益最大为目标建立目标函数,利用快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行求解,提出了以天然气制氢储能的园区综合能源系统氢储能优化配置模型。最后以新疆某园区为实际算例分析了园区配置氢储能后电源、电负荷、热负荷特性,运行经济效益以及天然气价格与碳排放价格对配置的影响,验证了通过配置天然气制氢的氢储能提升园区综合能源系统制氢量与运行收益的可行性,并指出了适用场景。     

考虑快慢车运营模式的地铁线路纵断面优化

针对地铁线路纵断面设计方案会同时影响建设期工程投资与运营期列车能耗问题,提出运营快慢车模式地铁线路的纵断面优化方法 .首先,在已知线路车站水平位置与平面设计方案的情况下,考虑地铁设计规范、施工条件与列车运行等约束,构建以建设投资与列车能耗总成本之和最小为目标的纵断面优化模型,求解线路各中间站高程与变坡点位置.其次,设计基于间接实数编码的遗传算法和变邻域搜索算法的混合策略进行求解.最后,以国内某运营快慢车的地铁线路进行分析.结果表明：本文模型优化方案相较于实际纵断面设计方案可同时降低线路建设成本和列车能耗成本,总成本节约达7.3%;当快慢车地铁线路的慢车开行数量较多时,采用高站位、陡坡的形式可大幅节约线路建设与列车能耗成本.     

含混合储能的风光储系统容量优化配置

由于可再生能源的不断发展,电网对各种能源存储技术的需求日益增长,通过提出一种利用废弃矿区建立含重力储能的混合储能系统解决新能源消纳的问题。以年均系统成本最小化为目标建立微电网容量优化配置模型,通过分析含风力发电机、光伏组件、蓄电池和重力储能装置的微电网各发电单元特性,并采用改进粒子群优化算法对该模型进行优化求解。算例结果表明,该模型提高了系统的经济性,系统负荷缺电率等可靠性指标也得到了明显提升。     

牵引供电系统维修计划优化与仿真

牵引供电系统维修计划的制定需要兼顾运行的可靠性和维修的经济性。应用一种可靠性分析方法—Go法对某高速铁路牵引供电系统的可靠性进行了分析,推导了系统可靠度的定量计算公式。考虑到牵引供电系统众多电气设备之间维修的经济相关性和预防性维修的不完备性,建立了以系统可靠度为约束条件、维修费用最小为优化目标的有限时间区间牵引供电系统维修计划优化模型,基于一种改进的离散粒子群算法设计了仿真程序,具有良好的收敛性。仿真结果验证了模型的客观有效性,可以应用于牵引供电系统维修计划的制定。     

含储能装置的园区综合能源系统三级协同规划设计方法

研究综合能源系统的配置和优化策略对于保障区域用能平衡、降低系统投资成本、提高运行的经济性具有重要的意义和价值.提出了含储能装置的园区型综合能源系统的三级协同规划方法,首先将综合能源系统的设计过程划分为设备选型、容量配置与运行优化三个阶段;然后根据各阶段之间的递进和耦合关系,采用系统级的建模方法,对各类设备的选型与运行约...     

集装箱码头箱区规划的并行仿真优化方法

运用面向对象的离散事件系统仿真建模方法,通过对现代集装箱码头的生产、管理和装卸工艺的分析,构建了一个包括船舶、锚地、泊位、岸桥、堆场龙门起重机、内部集卡、外部集卡和大门系统等在内的集装箱码头整体作业系统的仿真模型.针对集装箱码头堆场中的箱区规划问题,采用仿真模型与优化算法相结合的基于仿真的优化方法(SBO)进行了求解,并将基于MPI消息传递标准的并行集群计算方法引入该求解过程,很好地解决了基于仿真的优化方法中存在的计算代价过大的问题.     

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...     

考虑可靠性和经济性的综合能源系统优化配置方法

在常规综合能源系统经济性优化分析的基础上,引入可靠性约束,形成兼顾经济性与可靠性的综合能源系统优化配置框架,并提出基于设备故障率的系统可靠性评估指标。针对典型案例的仿真分析表明,通过源侧多能互补,综合能源系统可靠性得到有效提升;然而,系统可靠性的提升可能会牺牲部分经济效益。储能装置的设置则可实现系统经济性与可靠性的双赢。另一方面,有效的政策设计亦是提高系统整体经济性,降低终端用户用能成本的有效措施。     

基于层次性的交通网络资源优化配置方法

利用交通网络层次性这一基本特征,研究随机交通配流算法与交通网络资源优化配置方法。在分析算法的设计基础上,定义层次因子,并提出利用复杂网络拓扑特征或交通关联度来确定交通网络的层次数目和层次因子,在Dial算法的基础上利用层次性设计层次随机交通分配算法(HSTAA);通过算例验证与分析HSTAA算法,提出基于层次性的交通网络资源的优化配置方法。研究结果表明:由HSTAA算法得到的交通网络总阻抗在层次因子的某一合理取值范围内小于Dial算法所得的总阻抗,且交通网络的总阻抗随较高层次路段层次的提高而减小,但交通网络的尾气排放总量却随较高层次路段层次的提高而增大,但它始终小于由Dial算法所得到的结果;将网络层次状况控制在合理范围内就能有效地调节和优化交通网络资源配置。     

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。     

城市轨道交通线路运营计划优化方法

针对传统运营计划编制方法中步骤较繁琐、反馈机制不灵敏、开行频率变化不灵活、较难符合实际客流需求情况等问题,以列车运行、列车折返和客流量为约束条件,以最小化运营者运营成本和最小化乘客出行成本为目标函数,构造了城市轨道交通线路运营计划优化模型.以北京地铁4号线与大兴线为例,用给出的模型进行运营计划优化.结果表明:优化模型具有可行性,运营成本平均每多投入1％,超乘乘客数量减少约850人次.     

基于CAS理论的南水北调东线水资源优化配置模型

水资源工程规模的不断扩大,使水资源优化配置问题变得越来越复杂.为此,应用复杂适应系统(complex adaptive system,简称CAS)理论研究水资源优化配置问题,并建立了南水北调东线水资源优化配置仿真模型.仿真结果表明:除个别省份外,其他各省和系统的社会、经济和环境的发展协调度都随着调水量的增加而增加;个别省份社会、经济和环境的发展协调度与调水量的非完全正比例关系,是子系统在调水量发生变化时所表现出的适应性行为.     

考虑顾客选择行为的服务要素优化配置方法

服务要素配置是服务设计流程中的关键环节,考虑顾客选择行为并对服务要素进行优化配置是一个重要研究课题.针对服务要素优化配置问题,提出了一种决策分析方法.该方法是通过向目标顾客群体发放调查问卷获取其针对各服务项的期望水平以及针对各服务要素的评价值,然后构建用于刻画目标顾客群体心理感知的效用函数,进而建立针对服务产品的顾客选择行为模型,并计算目标顾客群体针对服务产品的选择概率,进一步地,通过建立和求解优化模型来确定最优的服务要素配置方案.最后,通过一个算例说明了提出方法的可行性与有效性.