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.     

基于生物地理学算法的微电网多目标优化调度

针对含风力发电机、光伏电池、微型燃气轮机、柴油发电机、蓄电池组成的微电网系统优化调度问题,设置系统相关约束条件,建立以运行成本最小、用户停电损失费用最小及环保成本最低的微电网多目标优化调度模型,采用生物地理学算法对模型进行求解;对某独立型微电网算例的单目标优化调度与多目标优化调度的仿真结果进行对比。结果表明:单目标下的微电网优化调度,虽然可以在单一方面达到最优,但是以其他目标的增加为代价;多目标优化调度综合考虑了微电网的经济性、节能型、可靠性之间关系,实现了运行成本、用户停电损失费用、环保成本下的全局最优,可根据用户的实际需求提供一种更合理的微电网优化调度方案。     

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。     

基于改进海鸥算法的微电网经济调度研究

为保证微电网经济可靠运行的同时,减少对环境的污染,提出了一种综合考虑微电网的运行成本和环境污染等因素的微电网优化调度模型。通过自适应权重法为不同的适应度函数分配权重,把多目标问题转化成单目标问题,采用改进的海鸥算法寻找最优的配置方案。实验结果表明,经过改进的海鸥算法具有很好的全局寻优能力和求解精度,收敛速度相比于标准算法也有一定的提高,在对微电网经济调度问题的求解上具有一定的优势,既降低了微电网的运行成本,又减少了环境的污染,提高了微电网运行的可靠性。     

基于混合元胞遗传算法的柔性车间调度问题研究

针对柔性作业车间调度问题,建立了以最大完工时间最小、机器最大负荷最小、总机器负荷最小为优化目标的多目标优化模型.引入多色集合理论,建立了柔性车间调度问题的多色集合约束模型,提出了基于多色集合约束模型的元胞遗传算法(apolychromatic collection based cellular genetic algorithm,PCGA),以解决遗传算法在求解柔性车间调度问题时表现出的早熟和收敛性不足等问题.用改进的元胞遗传算法求解柔性车间调度的多目标优化算例,并与其它遗传算法进行比较,实验结果表明,基于多色集合的改进元胞遗传算法在求解此问题时更为高效.     

基于人工免疫算法的微网需求侧响应优化调度

在考虑V2G的需求侧响应的基础上,以电动汽车蓄电池折损系数及从配电网的购电费用为优化目标,构建包含微电网功率平衡约束、可转移负荷约束、V2G约束、储能荷电状态等约束条件的光伏微电网多目标优化模型。采用人工免疫算法对模型进行求解,并利用实际的光伏微电网机构和运行数据,在Matlab平台上进行仿真分析,获得光伏微电网优化调度的多组Pareto最优解集。通过分析选取的典型调度方案,验证优化模型的合理性和有效性。     

基于改进粒子群算法的含电动汽车的微电网经济调度

以含电动汽车的并网型微电网为研究对象,在考虑储能系统损耗成本的基础上,建立了考虑运行成本和环境治理成本的经济调度模型.提出一种改进粒子群算法对模型进行求解,该算法采用了交叉和变异操作作用于个体历史最优值,并采用候选解修复和罚函数相结合的改进方法对模型中等式约束和不等约束进行处理.通过算例仿真分析了电动汽车集群在不同场景下微电网最优调度策略.结果表明,电动汽车集群参与微电网调度能够减少经济成本,提出的改进粒子群算法相比于标准粒子群算法等其他算法,求解结果更优且收敛性好.     

基于动态分时电价的电动汽车有序充放电调度策略

针对电动汽车无序充放电行为对电网的影响,以及传统的峰谷分时电价容易造成新的负荷高峰、无法考虑电动汽车的动态特性等问题,建立了动态分时电价的有序充放电调度策略。以电动汽车充放电电价、电动汽车充放电状态和充放电功率为决策变量,构建了以电动汽车充放电成本最小、电动汽车接入造成的网络损耗最小和节点电压偏差最小为优化目标的电动汽车充放电调度数学模型,并通过凸优化算法解决了多变量、多目标和高维优化问题;综合考虑电动汽车充电需求和配电网运行约束,在改进的IEEE33节点系统中进行算例验证。结果表明,动态分时电价克服了传统峰谷分时电价下的弊端,能够根据电动汽车的动态特性来调整电价。所提调度策略融合了灵敏度分析方法,可大幅缩短调度过程中潮流计算的时间,并能有效降低电动汽车的充放电成本以及电动汽车接入对网络损耗和节点电压的影响,对于含电动汽车的电网实际调度具有一定的参考意义。     

分档电价和碳配额激励的含电动汽车微电网优化调度策略

在含电动汽车(electric vehicle, EV)微电网(micragrid, MG)的调峰调度中,实施分时电价或实时电价引导EV参与调峰,会导致EV过度响应或响应疲惫现象。为此,提出了分档电价协同碳配额激励机制下的含电动汽车微电网博弈优化调度策略。建立了微电网与电动汽车的主从博弈优化调度模型,微电网主体以运行成本最小和极小化负荷均方差为优化目标,考虑新能源发电完全消纳,针对等效净负荷水平制定分档电价并和碳配额协同激励,引导电动汽车在新能源发电余缺时充放电的适度响应;电动汽车用户从体响应微电网激励优化电动汽车充放电行为使其成本最小。采用粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)求解优化模型纳什均衡点,获得微电网侧最优分档电价(ladder electricity price, LP)和电动汽车调度策略的集合。通过仿真算例验证了所提方法的有效性。     

基于削峰填谷的微电网并网运行的优化调度

基于微电网中的光伏和风力等可再生能源发电占主导地位,而其具有很强的随机性和波动性,不遵循人工调度,而传统电网的调度模型不能直接应用到微电网等问题,借鉴大电网的调度经验,针对微电网本身特点,建立最小发电成本和最少污染物排放的2个目标函数。针对大电网存在较大的峰谷负荷差等问题,通过控制蓄电池充放电时段和功率、大电网交互功率和时段,以实现大电网的削峰填谷的目的。针对微电网优化调度是一个多目标、非线性、多约束条件的模型,提出杂交粒子群算法对模型进行求解,针对粒子群算法中可能存在的局部收敛和收敛速度慢等问题,随机搜索取值代替失去进化的粒子和选择杂交过程。仿真结果验证了微电网优化调度模型的正确性和有效性,以及杂交粒子群算法的收敛性。     

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。     

基于遗传算法的微电网DSM优化模型

为降低微电网发电侧运行成本, 同时优化微电网需求侧用户的用电体验, 建立了将需求侧管理(DSM:Demand Side Management)纳入微电网经济优化的模型。该模型包括一个光伏发电装置, 两个柴油发电机和一个蓄电池, 需求侧用户根据动态定价机制作出响应并对负荷进行转移, 以节省电费。将用户感到的不便与负荷转移时间建立联系, 运用遗传算法同时优化发电侧经济性和需求侧用户体验。仿真结果表明, 实施DSM 后,发电成本显著降低, 用户获得了一定的经济效益。     

基于粒子群算法的微电网动态经济调度

微电网的动态经济调度不仅要考虑一个调度周期内经济费用最低,还需考虑多时段设备运行之间的协调配合,使其更加符合系统的实际运行要求.建立了含有风力发电机、光伏阵列、柴油机及燃料电池等多种分布式电源且能够实现热电联产的微电网系统,研究了当微电网系统处于并网运行状态时,以微电网的运行费用和污染物处理费用的综合效益最大(总费用最低)作为目标函数,并计及可再生能源波动、负荷预测误差以及机组故障停运等不确定性因素影响的动态经济调度模型,模型采用改进的粒子群算法进行求解.通过算例讨论了微电网并网运行情况下不同的控制策略、优化目标及可靠性指标对动态经济调度的影响,为结合可再生能源的微电网动态经济调度以及提升微电网并网运行的可靠性研究提供了一种参考.     

基于分布式能源的煤矿带式输送机与蓄电池协同经济调度策略

带式输送机是煤矿中运输煤炭的重要设备.为了解决煤矿带式输送机电费成本过高的问题,基于带式输送机变速控制技术,将分布式可再生发电设备引入到带式输送系统运行过程当中;通过对带式输送机带速、煤流量的协调控制,实现设备的满载运行和分布式能源出力的本地消纳;进而引入分时电价,通过对带式输送机运行参数和蓄电池充放电功率的协同优化引导转移设备高电价时期负荷,实现带式输送机能耗和运行成本的降低.首先对含风机、光伏和蓄电池的煤矿带式输送机系统进行建模,建立带式输送机动态能耗模型,构建以运行成本最低为目标、以分布式能源发电消纳为约束的带式输送机与蓄电池协同经济调度策略.算例验证表明:应用所提控制策略可显著减少带式输送机能耗和设备磨损,并节省设备电费成本达38.39%.在此基础上分析了蓄电池容量和带式输送机带速变化率对调度结果的影响,结果表明合理的储能容量和带速变化率取值对带式输送系统经济运行至关重要.     

预制构件生产-运输-装配一体化的建造调度优化

为研究预制构件生产-运输-装配一体化的建造调度优化问题,构建装配式构件全过程的多目标调度优化模型.优化模型将预制构件3个阶段的优化作为一个扩展的生产车间调度优化,并采用改进的双种群遗传算法对模型进行求解.结果表明：改进的双种群遗传算法能够显著提高遗传算法的搜索效率;优化模型能够有效地减少总完工时间和并行机器的总机器成本.     

基于改进遗传算法的装配式渠道生产调度优化

为有效提高装配式渠道生产效率,加快模具周转,降低生产成本,结合装配式渠道生产线养护室数量有限的特点,建立以最小生产周期为目标的装配式渠道生产调度优化模型,设计了求解该模型的改进遗传算法。以新疆石河子金土地水泥制品厂渠道生产线为例,验证生产模型的可行性,通过对比传统顺序生产调度与改进遗传算法得到的优化生产调度,验证改进遗传算法的稳定性与有效性。结果表明,基于改进遗传算法优化装配式渠道的生产调度,可有效降低装配式渠道的生产周期,提高生产效率,达到降低生产成本,提高企业核心竞争力的目的。     

考虑CO2排放成本的风储联合调度优化

储能系统越来越多地应用于电力系统,其与风电配合可以减少风机出力的波动性,因此有必要对风电储能联合调度。提出了一种考虑CO_2排放成本的风电储能联合调度优化模型。首先说明了CO_2排放成本。然后建立了以火电机组成本费用、排放成本、火电机组启停成本、风机成本、电池成本最小为目标,考虑有功功率平衡约束、风机出力约束、火电机组启停约束、电池储能充放电约束等条件的优化模型。接着利用非线性遗传算法对本文所建模型进行求解。最后在IEE30节点中进行仿真分析,说明了所提方法的正确性和有效性。     

电力市场环境下基于两部制电价的独立发电商机组优化调度模型

针对火电机组的煤耗特性随着发电机的运行时间和维修状况不断变化的特点,综合考虑机组运行多种约束和发电会计成本,提出了电力市场环境下基于两部制电价成本的优化调度模型。为使整个计算简单快捷,计及独立发电商发电机数量较少和实际运行的特点,利用改进动态规划法对其求解。采用上述模型对采用两部制电价的华中电网某实际电厂进行了仿真计算,结果表明该模型对节能减排和大容量设备投资具有引导作用,说明该模型简单、有效。     

风、光、燃、储多源互补微电网的日优化运行

为了提高微电网经济运行水平,首先,针对粒子群算法前期容易早熟收敛的问题,提出了一种分段非线性惯性系数调整的方法,在此基础上,将Metropolis接受准则加入粒子群算法中,增加粒子跳出局部最优解的概率。采用改进算法及其相关的3种算法对4个基准函数作优化对比测试,验证了改进算法的有效性和可靠性。然后,以微电网发电成本最低和环境效益最优为目的,考虑了实际微网运行的约束条件,建立了包含有光伏阵列、风力发电机、微型燃气轮机、燃料电池、蓄电池的多源互补微电网日优化运行数学模型。最后,将改进算法与标准粒子群算法分别用于微网日运行优化模型求解,验证了采用改进算法能够使微网获得更佳的综合效益。     

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。