含风电的综合能源系统源-荷滚动优化调度模型

为了有效解决综合能源系统对强间歇性风电消纳能力较弱的问题,提出含风电的综合能源系统源-荷协同滚动优化调度方法;应用场景树分析法对综合能源系统中负荷需求响应与风电消纳等源-荷多不确定性进行定量分析;以综合能源系统运行成本最低为优化目标,构建含风电的综合能源系统源-荷协同优化调度模型,并采用滚动优化方法对模型进行求解.仿真...     

考虑源荷不确定性的综合能源系统日前经济调度

针对可再生能源出力及负荷不确定性对综合能源系统日前经济调度的影响,基于由热电联产系统、储热、蓄电装置以及电锅炉等组成的电热综合能源系统,研究了考虑源荷不确定因素的日前经济调度问题.将系统中可再生能源出力以及电热负荷均用梯形模糊参数表示,构建了基于可信性理论的模糊机会约束规划优化调度模型;采用模糊机会约束的清晰等价类将含模糊参数的机会约束规划模型转化为确定性的混合整数规划模型,在Python环境中建模,利用Gurobi求解器求解.最后,通过算例分析了储能装置对于提高系统经济性的作用以及源荷不确定性程度、不同置信水平对系统运行成本的影响,验证了所提模型的有效性.     

考虑不确定性的多能互补系统双层优化调度

为了降低新能源并网对电力系统影响,本文中提出了考虑源、荷不确定性的风光水火储多能互补系统调度方法。首先基于模糊机会约束法处理风电、光伏出力及负荷预测值的不确定性;然后建立了源荷相关度数学模型,以衡量联合发电系统出力与负荷的匹配程度;然后构建了多能互补系统双层优化调度模型,其中上层以源荷相关度最大为目标函数,下层以系统运行成本最小为目标函数;最后提出了改进的遗传算法求解双层调度模型。基于算例仿真验证了所提模型和算法的有效性,为互补发电系统提供可靠的调度方案。     

考虑源荷不确定性的风光储耦合制氢系统两阶段能量调度

为降低源、荷不确定性对系统能量调度的影响,提出了一种离网型风光储耦合制氢系统两阶段能量调度策略,并建立日前-日内两阶段滚动优化调度模型。日前调度阶段,采用电解槽分级调度策略,并以系统富余功率或过剩功率与可再生能源总功率比值最小为目标函数,建立日前系统稳定性调度模型。日内调度阶段,考虑可再生能源与负荷的不确定性,提出储能分组调度策略,建立包含源、荷预测误差的日内调度目标函数,以滚动优化方式修正日前机组出力计划。对黏菌算法改进,使用改进黏菌算法求解调度模型。算例表明：所提出两阶段稳定性调度模型可有效应对源、荷不确定性对系统能量调度影响,提高了系统应对源、荷波动时的稳定性。     

基于多指标优化的园区源网荷储系统配置

为实现双碳目标,构建新型低碳能源体系,针对华北地区某大型工业园区源网荷储一体化系统容量配置优化问题,采用二级优化策略,以新能源发电消纳率最大和系统平准化度电成本LCOE(levelized cost of energy)最小为优化目标进行配置。首先建立园区源网荷储一体化系统拓扑结构模型,一级优化以源-网-荷-储4个方面的约束为限制,以弃风弃光率小于5%为目标函数进行寻优,然后再将输出结果作为HOMER软件的初始值进行仿真,以平准化度电成本最小为目标函数在一级优化的解集内寻优。通过对二级优化结果进行系统评估,得到兼具经济性、环保性和可靠性的最优配置组合。优化结果证明了二级优化通过枚举法的优化额外考虑了实际工程中会受到土地面积、变压器容量等变量,相较于直接使用HOMER软件更具有合理性。对比不同方案下系统的配置结果,得出最优源网荷储系统配置,为大型工业园区的源网荷储系统的规划提供了参考。     

基于Kriging模型优化算法的含分布式电源配电网多目标无功优化研究

分布式电源(DG)在配电网中的渗透率越来越高,使无功优化问题变得复杂。为最大限度保证系统经济安全运行和电能质量,本文构建考虑源荷不确定性及电容器组等动作次数约束的含DG配电网多目标无功优化模型,提出概率场景生成和场景削减的方法描述源荷不确定性,并提出基于Kriging模型的全局优化算法求解无功优化问题,通过MATLAB和OPENDSS搭建求解平台求解含DG配电网无功优化。通过对改造后的IEEE33节点配电系统仿真测试,和粒子群算法比较,验证模型考虑源荷不确定性和本文求解算法的适应性、可行性和有效性,本文建立的无功优化模型反映实际运行情况,基于Kriging模型的全局优化算法求解该问题可行有效。     

考虑光热电站与风电系统低碳经济调度研究

为提高风电消纳,平抑负荷波动,实现系统经济、低碳运行,从光热电站特性出发,提出一种考虑阶梯型碳交易机制和需求响应的光热电站联合风电系统低碳经济优化调度模型。首先,加入电加热装置,构成含风电-光热联合发电系统,提高系统整体调度灵活性。其次,采用场景法处理可再生能源及负荷不确定性,并在源侧引入阶梯型碳交易机制控制碳排放量,在荷侧通过需求响应平滑负荷曲线,建立以系统总运行成本最低的优化目标函数。最后利用CPLEX求解工具箱进行求解。算例设置不同工况对比分析,结果表明所建立的模型在提高风电消纳的同时,保证经济性并降低系统碳排放量。     

考虑消纳效益的多能源枢纽荷源协调优化方法

为进一步挖掘能源互联网多能源互补的潜力,提高能源系统的运行收益,降低运行成本,提出了一种考虑消纳效益的多能源枢纽荷源协调优化方法。考虑多能源系统的约束条件,依据最小化住宅能量枢纽运行总成本构建住宅能量枢纽模型,以最大化工业能量枢纽运行总收益为目标构建工业能量的枢纽模型。根据上述两层模型的约束条件得到荷源协调优化运行中存在的问题,采用多目标加权寻优算法,设计多目标混合整数线性规划模型,实现荷源协调优化。仿真实验结果表明:所设计的考虑消纳效益的多能源枢纽荷源协调优化方法可促进可再生能源的消纳,降低多能源枢纽的运行成本,有效减少开销,提高能源系统的运行收益,为多能源枢纽的经济运行及荷源协调优化提供了新的技术途径。     

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。     

考虑源荷不确定性及配电网接纳裕度的弹性调度策略

为解决渐进式加剧的小扰动事件对配电网调度的影响,提出一种考虑源荷不确定性及配电网接纳裕度的弹性调度策略,并建立两阶段优化模型求解。首先通过拉丁超立方抽样和后向场景削减技术生成以风光为源、以电动汽车为荷的功率预测典型场景,将不确定性问题转化为典型场景分析问题;在此基础上,第一阶段引入接纳裕度,以配电网对电动汽车接纳能力最大为目标构建电价型需求侧响应模型,对用户负荷削峰填谷;第二阶段引入需求侧响应结果,建立以系统运行成本最低为目标的经济调度模型,提出改进人工蜂群算法进行求解。测试结果表明本文所提策略能增强配电网在渐进式加剧不确定性事件下的适应力,实现配电网弹性高效运行。     

考虑电动汽车及需求侧响应的综合能源系统优化调度

为了进一步提高综合能源系统的运行经济性和可再生能源消纳能力,在负荷侧分析了电、热负荷需求侧响应以及电动汽车的可调度价值,同时采用场景分析法考虑风电和光伏发电出力的不确定性.提出一种需求侧响应和电动汽车协同作用的综合能源系统双层随机优化调度模型.上层模型利用分时电价激励的价格型需求侧响应,以净负荷波动方差最小为目标函数,...     

基于改进多目标粒子群优化算法的配电网削峰填谷优化

电力系统削峰填谷优化作为负荷管理的重要手段,而储能系统在削峰填谷的功能显得尤为突出,以负荷峰谷差为目标的单目标优化已经无法全面评价储能系统在削峰填谷上的优势,为更好地体现储能系统在负荷管理上的优势,考虑以经济效益为调度目标的多目标优化问题(multi-objective optimization problem,MOP)显得尤为重要。基于此以负荷峰谷标准差和分时电价构建了配电网削峰填谷的多目标优化模型进行研究。提出基于拥挤距离排序的改进多目标粒子群优化(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)算法,为改善算法陷入局部最优提出了变异机制的二次寻优,通过设置一定容量的外部档案存储非支配的帕累托(Pareto)最优解,最终获得Pareto最优前沿面。最后通过采用模糊隶属度法求解折中最优解,算例分析验证了本文所提模型的实用性和改进算法的有效性。     

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束进行总结和提炼,并引入储能装置约束,从而形成了结构简洁、约束紧凑的综合能源系统规划模型.针对该模型中的非线性函数项,引入了辅助变量和约束,将其等价转化为易于求解的混合整数线性规划问题.最后,分三种情形对某园区待建综合能源系统进行优化配置.算例测试结果验证了所提模型和方法的有效性.     

市场环境下考虑暂态稳定约束的最优潮流计算

为保证电力系统的安全性，在电力市场优化运行方案中，考虑暂态稳定约束是十分必要的．为此，首先用排队法确定机组组合，等报价法确定各个发电机组有功功率，然后进行暂态稳定分析，求出各个不稳定故障修正的暂态能量裕度，再根据暂态能量裕度的大小找出最严重的不稳定故障，最后对最严重的失稳故障下领先、落后机组的输出功率分别进行调整，领先机组按照灵敏度修正，落后机组按处在同一报价水平的原则来修正，从而达到满足暂态稳定约束且购电费用增量最小．此外，进一步通过IEEE-30节点系统分析计算，验证了所提算法的正确性和有效性．     

基于期望场景集性能的微电网鲁棒经济调度

针对孤岛型微电网受可再生能源和负荷不确定性影响的特点,提出基于梯次偏离不确定集的孤岛型微电网鲁棒经济调度算法。根据微电网的结构特点进行建模,利用微电网的不确定集生成梯次偏离的不确定集。在日前计划阶段,以所有场景可行,期望场景集内性能最优优化出微电网的各设备出力,得到日前计划方案。日内调度阶段,保持日前计划调度阶段优选出的储能系统出力,利用新能源以及负荷的实时数据,对微型燃气轮机、新能源弃风弃光、可平移负荷功率的日前阶段优化解进行二次优化调整,提高微电网运行的经济性。结果表明：该方法取得了更优异的控制性能,提高微电网调度的经济性。最终,通过仿真案例验证了该方法的有效性。     

考虑风电反调峰特性的储能调峰优化策略

为解决风力发电并网的不确定性导致的电力系统调峰困难问题,提高新能源综合利用率,在深入分析储能调峰原理的基础上提出一种考虑风电调峰特性的储能调峰优化策略.首先介绍风电反调峰特性影响,根据调峰特性确定最低移峰功率和最高填谷功率,接着再综合考虑系统功率平衡约束、储能系统约束和电源测约束的基础上增加调峰可靠性约束,建立以负荷方差最小为目标的系统优化模型,最后构建计及调峰可靠性的评价指标.以某电网阶段时间内负荷数据为基础进行算例分析,对比恒功率策略,仿真结果验证本文方法调峰效果更优.     

计及差异化用户偏好的光储充一体化家庭用能系统多目标优化调度

基于价格型需求响应的家庭能源管理系统优化调度可显著提升家庭用能体验。同时,用户侧光储充一体化用电新模式也给家庭能源管理带来新的挑战。针对供给侧光伏出力问题,提出了一种耦合改进惯性权重混沌粒子群算法和长短期记忆神经网络的ICPSO-LSTM组合预测模型,对光伏发电进行精准化预测;针对用能侧负荷多样性特点,将其划分为不可调度、可中断、可转移三类进行精细化建模,并综合考虑电动汽车短途、中途、长途个性化用能行为及反向供电模式Vehicle to Home(V2H)。在此基础上,根据不同用能偏好,将用户划分为经济型、标准型和舒适型,构建考虑用户用能成本和舒适度的多目标优化模型,并采用ICPSO算法进行求解。最后,对比分析了典型场景下家庭能源管理系统的实施效果。     

基于修正能量函数的广东电网最佳稳措控制算法

紧急控制是保证电力系统遭受大的扰动后维持系统暂态稳定的主要措施．研究了基于修正的暂态能量函数的最佳切机和切负荷计算新方法．结合广东电网安稳控制系统的配置情况和实际运行要求，提出了紧急控制措施决策框架．研究了修正能量函数裕度与切负荷量的相互关系．针对广东电网典型运行方式下的严重故障进行了在2个切机子站，4个切负荷子站上的紧急控制措施分析．计算结果表明，能量裕度线性差值方法使控制方案的非线性搜索过程在保证结果准确的前提下大大简化．该方法可应用于任意复杂的故障场景和任意细节的电力系统元件模型．     

计及分时电价的微能源网源荷储协同优化调度

针对并网型小容量微能源网,提出一种改进储能-分时电价调度策略,考虑需求侧管理,从源荷储三方面对系统进行协同规划,降低系统的经济成本和碳排放量。利用网格搜索法确定储能系统的最优出力参数,将免疫机制引入粒子群算法以提升其寻优能力,并用于求解微能源网日前调度方案。从储能系统出力、微能源网运行的经济性和环保性以及算法的寻优效果等方面进行仿真分析,结果表明：所提策略和算法能够求得更优的设备出力方案,在不同季节均能够有效减少微能源网的经济成本和碳排放量。     

建筑冷负荷对综合能源系统运行优化的影响

为解决现有综合能源系统运行优化研究对建筑冷负荷的影响考虑不充分（多以“典型日负荷”或“预测负荷”代替空调期冷负荷）的问题,首先应用EnergyPlus软件对北京某园区进行建模和负荷分析,再以经济性为优化目标,基于园区的电、冷负荷供需平衡和综合能源系统设备的典型模型建立运行约束模型,在空调期对多能源耦合的综合能源系统建立运行优化模型。对优化模型使用Yalmip建模和编程,使用Cplex求解器求解问题,得到不同负荷条件下的综合能源系统空调期的运行优化方案,并分析其统一性和差异性。结果表明：本文构建的以经济性为目标的优化模型,可以使多能耦合的综合能源系统在目标下运行更加优化;不同建筑冷负荷条件下运行优化方案具有较大差异性;不同负荷条件下运行优化方案具有一定规律性。可见综合能源系统的运行优化研究应该全面考虑冷负荷的影响,本文提出的规律性运行优化方案为综合能源系统提升运行经济性提供了依据。