基于剩余电量评估的微电网切负荷策略研究

对于孤岛模式下的微电网,若微电源和储能元件容量不足以保证微网内所有负荷在主电源计划停电期间的正常供电时,需要切除微网部分负荷以最大限度地保证重要负荷的供电。本文提出了微网剩余电量的概念以及一种基于剩余电量评估的微网切负荷策略,通过对孤岛运行期间微网的微电源发电量、储能装置储电量和负荷所需用电量进行实时预测估计和比较分析,按照电量平衡原则和负荷分级体系,优化确定微网内不同级别负荷的投切时刻,保证微网内最重要负荷的连续供电和其余各级负荷的断电时间最少。算例微电网的切负荷仿真结果表明了该策略的正确性和有效性。     

考虑电力弹簧的电氢微网系统容量优化配置

由于风机和光伏出力的随机性和波动性以及微电网系统拓扑结构的复杂性,对系统容量优化问题带来了很大的挑战。为了提升微网经济性和可再生能源的消纳能力。在新能源余电制氢的基础上,提出了一种考虑电力弹簧的电氢微网系统容量优化配置研究方法。首先建立了风、光、氢及电力弹簧的数学模型,其次提出相应的能量控制策略,最后设置以全寿命周期成本和能源浪费率最低作为目标函数,采用改进NSGA-Ⅱ算法对方案进行配置。为验证方案可行性,结合某地具体数据,寻求最优配置方案。对配置结果分析表明在电氢微网中加入电力弹簧装置后可有效提高风光资源利用率并降低储能成本,进一步提高了所配置微网系统的经济性,为微网容量优化提供新思路。     

计及虚拟储能的风光储独立微电网优化配置

针对风光资源丰富的偏远地区,提出风光储独立型微电网容量配置模型及协同运行策略。首先建立分布式电源的数学模型,考虑负载失电率以及能量过剩率,以微网配置总成本作为目标函数,采用改进的粒子群算法进行一次优化配置;再以一次优化配置所得的蓄电池配置结果,作为二次优化配置的输入,引入基于电力弹簧的虚拟储能,以储能系统的总成本最低为目标函数,计算虚拟储能所等效的蓄电池数量,减少蓄电池的配置数量,得出最终的配置结果。最后,通过算例分析表明了该方法的可行性及经济性,可为微电网容量配置提供参考。     

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。     

混合微电网能量优化配置及影响因素灵敏度分析

为了对分布式电源进行合理配置,以满足分布式发电(DG)系统的供电可靠性和经济性,针对光伏和风机出力波动对系统的影响,在考虑控制策略的前提下提出一种独立运行混合微电网经济模型。通过对目标函数的优化确定微电源的最优容量,以确保系统满足供电可靠性约束的同时保证其经济性。选取广西某山区一独立微电网为实例进行优化设计,应用HOMER软件对该系统进行仿真以验证经济模型的合理性,并对算例在不同空气污染惩罚、柴油价格、年均日照强度、年均风速以及设备投资成本变化等条件下的优化配置结果进行灵敏度分析,围绕系统的污染排放、经济性和供电可靠性进行灵敏度分析。     

电氢混合储能微电网容量配置优化的研究综述

微电网技术发展日益成熟,储能装置的合理配置是解决分布式电源存在随机性与间歇性等问题的主要方式之一,而良好的微电网复合储能容量优化配置方法可以保证微电网经济可靠运行。近几年兴起的氢储能具有清洁、容量大的优势,且对于“碳中和”、“碳排放”具有重要意义,氢能开发与利用已成为世界上许多国家能源体系中的重要组成部分。储能是构建新能源微电网的基础,但单一储能已经无法满足当前微网快速发展条件下的运行要求,因此混合储能的容量配置是目前研究的重点。本文以包含氢储能的混合储能微电网作为基本结构,介绍微电网各组成部分的数学模型和相关研究,对比氢储能和其他储能;阐述储能容量配置目前的研究现状以及存在的相关问题;对氢储能未来其他研究方向和创新进行展望。     

基于前推回推的微电网潮流

为研究微型电源的投入对整个微电网的电压和网损的影响,采取理论分析和仿真的方法,分析了几种常见微源的特点,并建立了其潮流分析模型,处理PV节点时引入了无功电流补偿法,处理系统的拓补结构时采用了节点分层的办法.研究结果表明:经过改进的前推回推潮流计算方法适应于微电网潮流计算,微电源接入电网时,对系统电压的影响随着其与源节点之间的距离的增大而增大;对系统网损的影响,与其接入电网的位置、电源容量与节点负荷间的相对大小有关.该研究成果对微电网的规划设计有一定的参考价值和指导意义.     

微网中分布式储能系统的控制参数优化方法

以系统小信号状态空间方程为基础,针对孤网运行中的分布式储能系统,提出了一种参数优化方法,该方法综合考虑了系统渐近稳定、控制带宽和鲁棒性等因素.根据Routh-Hurwitz和L2增益确定了参数优化的目标函数,并采用混沌粒子群优化(CPSO)算法进行求解,对包含三个分布式储能系统的微电网进行了优化求解算例分析.仿真结果表明:该方法可以解决因不合理参数引起的系统振荡、潮流反向以及储能系统相互充放电的问题;能够很好地解决分布式储能系统下垂控制器的参数整定问题,求解得出的参数能保证分布式储能微网系统的稳定运行和功率的有效分配,同时保持微网频率和电压稳定.     

基于改进鲸鱼算法的并网型微网能量管理

为解决并网型风/光/柴/储微电网的能量管理问题,以经济性和环保性为目标函数,考虑各发电设备安全稳定运行作为约束条件,构建并网型微网容量优化配置模型;采用差分排序和差分变异的优化策略且引入Lévy飞行轨迹的机制来改善标准鲸鱼算法(whale optimization algorthm,WOA)的收敛精度和收敛速度;基于所提的风-光-储-网-柴的调度策略,采用改进鲸鱼算法求解配置模型。挑选某地一年四季4个典型日进行案例分析。结果表明:本文所提出的调度策略和配置模型具有合理性;改进的WOA算法能够有效地解决微网能量管理问题,在全局搜索和寻优能力方面具有优势。     

独立交流微电网有功无功联合优化调度

微电网中的线路阻抗呈阻感性,线路的有功功率和无功功率存在较强的耦合关系并产生相互影响,在容量高、规模较大的微网系统中,若有功优化调度时不考虑潮流因素会造成远端节点电压、频率偏移的现象。为了提高电能质量,文中在微网经济调度中考虑潮流约束以实现有功无功的联合优化。以系统综合运行成本和环境成本最小为目标,以潮流平衡为约束条件,建立了考虑系统网损和弃风弃光约束惩罚的微电网优化调度模型;将牛顿拉夫逊法和遗传算法相结合对算例进行求解。仿真表明,考虑潮流约束的有功无功联合优化调度不仅可以降低系统的经济成本和环境成本,而且可以降低系统网损和抑制远端节点电压偏移。     

微电网规划仿真系统开发与应用

为解决微电网示范工程的规划设计问题,研究并开发了一套基于Matlab的微电网容量规划与运行仿真系统。区别于传统仿真软件的实现方式,该系统可支持微电网多种应用策略下的环境编程,实现原始数据分析、分布式电源容量配置、储能系统规划、系统运行仿真等功能,并具有较高的应用适应性和仿真结果精度。在西藏尼玛微电网项目中的应用结果表明,该微电网规划仿真系统可以模拟微电网实际运行效果,为微电网在前期规划阶段针对分布式电源容量的经济性规划提供有益的参考。     

基于可靠性的低压配电系统微网群划分研究

随着国家鼓励分布式发电政策的颁布和实施,越来越多的分布式电源以户用型微电网的形式接入到配电网中。户用微电网的建设实现了分布式电源的就地消纳,显著提供了低压配电系统的供电可靠性。然而,在故障状态下,户用微电网孤岛运行模式却未充分利用相应的分布式资源。为解决这一问题,首先提出了含分布式电源的户用微网群划分指标——可孤岛概率;然后,基于该指标构建了户用微网群的最优划分模型,分析了其目标函数和约束条件,并进一步提出了相应的求解方法。最后,算例仿真结果表明:提出的户用微网群的划分模型,可以显著提高低压配电系统的供电可靠性,在配置较少的划分开关下也可达到较为理想的效果。     

考虑电动汽车用户响应的微网经济调度

针对电动汽车接入微电网后的经济调度问题,对微电网可分布式电源的出力进行了研究。首先分析电动汽车的行驶特性,在其无序充电负荷模型的基础上,建立了同时考虑电动汽车用户响应度和用户满意度的峰谷分时电价电动汽车有序充放电模型。然后构建一个含电动汽车及风、光、燃气轮机和柴油机的微网系统,以实现微网经济性和环保性运行为双重优化目标,采用改进粒子群算法,来得到不同控制策略下的优化调度结果。仿真结果表明,电动汽车有序充放电,可以有效实现削峰填谷,并且可以在保证良好环境效益的同时提高微网运行的经济性。     

含蓄电池的孤立微电网系统运行优化研究

针对微电网系统在孤立运行方式下的优化问题,提出了一种含蓄电池的微电网多目标运行优化方法.求解方法分为2步:储能单元运行方式的确定及可控型微电源的优化调度.微电网储能单元的运行方式根据当前调度时刻的负荷需求、可再生能源发电期望、储能单元的荷电状态等因素,采用功率差控制策略对储能单元进行管理.可控型微电源的出力分配,在考虑系统功率平衡、微电源出力限值和爬坡约束等条件下,以经济成本和环境成本为目标,利用改进的遗传算法进行求解.该方法不仅发挥了蓄电池削峰填谷的作用,提高了储能单元的经济价值,而且实现了孤立微电网的经济、环保优化运行.以典型微电网系统的日优化调度为算例,验证了所提方法的可行性和有效性.     

微网优化控制研究现状及智能化即插即用趋势与策略

微型电网是在用户侧提高整体能源效率、清洁化程度和智能化程度的重要手段,其优化运行控制是能否有效发挥上述作用的关键.分析了不同微网结构,即直流微网、交流微网和交直流微网在控制优化需求方面的异同及优缺点.重点介绍比对了目前微电网低层控制方法和监督层的能量管理策略.总结了目前微网控制优化的热点问题及发展趋势,并提出了智能化即插即用微网构架在算法和实现方面的解决策略.     

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。     

含热电联合系统的微电网运行优化

为了提高微电网的经济运行水平,提出考虑分时电价并计及制热收益的微电网多目标能量调度模型,该模型以微网发电成本最低与环境效益最优为目标。首先,利用权重系数将多目标经济调度问题化成单目标优化问题。其次,针对遗传算法局部搜索能力差的问题,提出了天牛须搜索算法改善遗传算法的变异操作,利用自身对空间的判断,加强局部搜索能力,在此基础上将Metropolis接受准则加入天牛须搜索算法中,增加变异的概率。最后,以一个微电网为例,将改进的算法与标准遗传算法进行对比,验证了所改进的算法的全局最优解的搜索能力,使得微网获得更佳的综合效益,降低了系统经济运行成本。     

微电网研究综述

微电网是未来智能电网的重要组成部分,微电网的研究与应用是高渗透率新能源接入电网的有效途径。该文紧紧围绕微电网特点进行深入细致的研究,主要工作有:总结了微电网的研究现状及技术发展趋势,主要包括微电网的协调控制、设备的优化配置以及微电网的功率控制方式,对微电网的形式特点进行介绍,并对相关研究存在的问题进行了总结。     

基于Tent映射NSGA-II算法的微电网多目标优化方法

为提高微电网运行的经济性、降低网络中的碳排放量和有功功率损耗,文中提出一种基于Tent混沌映射NSGA-II算法的微电网能量优化管理方法。该方法采用双层能量优化管理：上层采用模糊管理系统确定微电网运行模式,下层采用改进NSGA-II算法对能量进行优化管理。首先在多约束条件下,建立以微电网运行经济性、网络中碳排放量和有功功率损耗为目标函数的多目标优化数学模型。其次在多目标优化数学模型求解过程中,引入Tent混沌映射方法来增加NSGA-II算法的种群多样性,以提高算法的全局搜索能力,同时利用隶属度函数确定微电网能量优化管理策略。最后运用欧洲一典型微电网作为算例,验证所提出的能量管理方法、容量配置优化模型以及改进NSGA-II算法的合理性和有效性。仿真结果表明：改进NSGA-II算法具有良好的优化效果,使得微电网运行的经济性得到了显著提升,较传统算法提高了14.55%;碳排放量有所降低,较传统算法减小了3.10%,可实现对微电网多目标的优化。     

基于预测控制的冷、热、电联产型微电网能量管理

由于可再生能源出力特性和微电网运行约束等限制,如何进一步提高微电网中可再生能源消纳量已成为研究热点。本文在冷、热、电联产型微电网中引入用于提高可再生能源消纳量并承担部分热、冷负荷的电锅炉、吸收式制冷机和压缩式电制冷机装置,提出了基于预测控制的微电网能量管理方法。综合考虑网内各单元的工作特性,建立满足实际运行约束的冷、热、电联产型微电网能量管理模型。在孤网运行模式下,兼顾储能装置容量期望以及各单元运行特性,构建微电网能量管理优化目标。利用预测控制滚动优化策略以及可再生能源输出和冷、热、电负荷需求的预测结果,建立带有逻辑变量的有限时域优化问题,实现基于预测控制的微电网最优能量管理。仿真结果表明:引入电锅炉、吸收式制冷机和压缩式电制冷机装置可以达到提高微电网中可再生能源的消纳量、减少燃料消耗、降低运行成本的目的,预测控制中的滚动优化策略能够有效消除可再生能源输出的不确定性和冷、热、电负荷需求波动性带来的影响。