配电网中分布式储能系统的优化配置

大量分布式电源接入配电网会给配电网的安全和经济运行造成严重影响,而分布式储能系统是解决上述问题的有效方法之一。针对配电网中分布式储能系统的配置问题,提出了一种基于电压偏移量的方法,从改善电压的角度深入研究储能系统的最佳选址及经济性最优配置。首先,分析了分布式储能系统改善节点电压稳定性的机理,并用电压偏移量作为分布式储能装置选址的依据;其次,以配电网的运行成本最小为目标构建了储能容量优化模型,并采用遗传算法求解;最后在IEEE-11节点配电网络模型上进行了仿真分析。研究结果表明:所提方法充分考虑了配电网的电压特性,有效提高了储能装置对配电网电压的支撑水平,同时使主动配电网中储能的总年成本降低,提升了经济效益。     

基于多目标的主动配电网有功无功协调优化

大量间歇性分布式电源接入配电网会引发电压越限,限制系统消纳分布式能源的能力.基于节点电压对注入功率的灵敏度分析,揭示了配电网注入有功功率和无功功率对节点电压皆具有调控作用.提出通过对分布式发电 (DG)、储能装置(ESS) 等的有功功率和无功补偿装置的无功功率的协调控制,实现主动配电网消纳间歇性分布式能源最大化、网损最小化和电压质量优质的综合优化目标.文中建立了主动配电网的多目标优化数学模型,应用判断矩阵法确定出多目标的权重系数,构建成一个综合优化的目标函数.应用粒子群算法进行寻优求解,可得到主动配电网的优化运行方案和调控策略.在IEEE33 节点测试系统上进行了多场景仿真分析和研究,结果表明： 应用文中所提出的主动多目标优化调控方法,既可满足安全约束条件,又能实现有效地降低 DG 切机量、降低有功网损、保持良好电压质量的综合效应.     

基于电压稳定度的分布式储能选址定容规划

本文针对配网中引入高比例风电、光伏等新能源引起的电压波动问题,提出基于电压稳定度的优先选址和改进粒子群算法的储能系统选址规划。首先以电压稳定度为指标,选出配网中部分相对稳定性较弱的节点,进行优先选址;然后以系统日有功损耗最小为目标,由改进的粒子群算法对储能系统的容量优化配置问题进行求解。最后对改进的33节点配电网系统进行仿真,验证该方法在储能选址定容工作中的有效性和可行性,为含高比例新能源的配网进行储能电站选址定容问题提供参考。     

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.     

计及分布式电源的配电网双层优化重构

针对传统的含分布式电源(DG)配电网重构方法中存在DG安装位置、容量与重构无法兼顾的问题,提出一种计及DG的配电网双层优化重构策略;建立配电网重构的双层优化模型,其中上层优化模型以电压稳定性指标和DG并入配电网产生的网损变化量为优化目标,确定DG初始安装位置和容量,并将其作为下层优化模型的初始条件;在上层优化模型的基础上,以网损减小率最大和负荷均衡度变化量最大为目标函数对下层优化模型进行优化,确定重构后的拓扑结构;通过改进和声搜索算法对上、下层模型不断迭代实现双层优化;基于配电网重构与DG安装位置和容量存在相互制约的关系,采用6种优化场景对双层优化策略进行评估,以含DG的IEEE 33节点系统为例进行仿真分析。结果表明,所提方法能使配电网重构和DG容量和位置均达到最优,有效减小配电网的网损,改善节点电压水平,提升DG的并网能力。     

大容量电池储能系统孤网运行控制策略

电池储能系统为含风电、光伏发电等分布式电源的孤网系统实现系统稳定运行提供了一种有效的方法,分布式电源的大规模应用也促进了电池储能系统容量的扩大.介绍了大容量电池储能系统的工作原理,分析了电池系统等效模型及其控制特性,针对电池荷电状态的不一致及低压配电网线路阻抗不完全为纯感性而导致系统负荷分配控制不精确的问题,提出了基于电池荷电状态的改进型负荷分配控制策略,并在PSCAD/EMTDC环境下建立了系统仿真平台.仿真结果表明,该系统在不同带载情况下均能有效地分配负荷功率,且能保证系统电压幅值和频率稳定在其额定值附近,实现系统稳定运行.     

考虑综合经济性的风光配电网储能优化配置

在配电网中配置储能系统可以有效缓解风光接入对配电网产生的影响,提升对风光的消纳能力、减少电压偏差等,而储能接入的位置和容量不同会对配电网产生不同的影响。首先分析储能建设过程中的主要费用,考虑基于分时电价下的网损成本和峰谷差收益,以年综合成本、配电网的日节点电压偏差和最小为目标,建立配电网储能选址定容模型,采用改进多目标遗传二代算法（Improved Multi-Objective Nondominated Sorting Genetic Ⅱ Algorithm,INSGA-II）对模型进行求解,利用改进理想点决策法（Improved Ideal Point Based Decision,IIPBD）来选取最优配置方案,最后在IEEE-33节点模型中对方案进行验证,仿真结果表明,使用INSGA-II算法进行求解时最终决策出的储能配置方案实现了成本最小,并且显著提升了电压的稳定性,验证了改进后算法的优良性和本文所提出的储能优化配置方案的有效性。     

一种改进的船载混合储能系统分布式协同控制策略

为提高双电型船舶直流推进系统的电能质量和稳定性，设计一种改进的由超级电容和蓄电池组成的船载混合储能系统分布式协同控制策略：蓄电池和超级电容分别用比例下垂和积分下垂控制，以实现高低频功率分配；每个蓄电池配备一个本地分布式补偿器，使多个并联蓄电池之间实现自主功率分配和荷电状态(SoC)均衡；同时，利用直流母线电压二次调节，实现直流母线电压的自主恢复，并且将其与积分下垂控制结合，实现超级电容的SoC快恢复；最终，建立了船载混合储能系统的通用数学模型，并利用该模型进行了动态分析，从理论上验证了该系统的蓄电池SoC动态均衡、超级电容SoC快速恢复、自主功率分配和直流母线电压自主恢复等多个功能的有效性。硬件在环实验结果和理论分析一致，有效证明了该系统的多功能特性。     

配电网分布式风电与电池储能的协调优化配置

分布式风电(DWG)与电池储能(BES)在配电网中的位置与容量均会影响配电网的运行状态,为提高风电消纳能力,削弱风电出力不确定性对配电网运行的影响,在规划阶段应对二者进行选址定容协调优化配置.文中以计及风-储系统的随机潮流全面反映含DWG及BES的配电网运行状态及不确定性,以等年值综合收益最大化作为目标函数建立机会约束规划模型;提出改进多种群遗传算法,引入有效的寻优机制以增强算法性能.IEEE 33节点配电网算例的仿真分析验证了优化模型的合理性及算法的有效性.     

分布式电池电源模块储能系统的荷电状态均衡控制

针对储能系统中锂电池充放电程度不一致而造成的电池过放/过充,从而导致电池使用寿命缩短的问题,提出了一种分布式储能系统的荷电状态(SOC)均衡控制方案。首先,采用单体电池电源模块串联的分布式储能结构,以单体锂电池估算SOC为控制对象;然后,设计基于SOC均衡的加权因子分配公式,通过对电源模块分配不同的加权因子来调整各电源模块的占空比,从而动态调节各单体锂电池的充放电速率,实现分布式储能系统的SOC均衡控制,改变了传统电池组组内、组间两级均衡控制形式,消除了组内单体锂电池间能量传递造成的功率损失;最后,采用负载电压调节与SOC均衡的双闭环控制结构,保证均衡过程中系统运行的稳定性。仿真结果表明:所提出的均衡控制方法能够有效实现储能系统的动态均衡控制,与SOC比例均衡控制方法相比均衡时间缩短了47%。     

基于越限风险评估的分布式光伏电源接入配电网适应性研究

为合理评价现状配电网对规划分布式光伏电源的适应性,针对分布式光伏电源接入配电网引起的电压和潮流越限问题,讨论了典型接入配电网拓扑和接线模式,并在MATLAB/Simulink环境下建立了含分布式光伏电源模型的IEEE34标准节点配电网络系统.考虑到分布式光伏电源的随机出力扰动和负荷波动给配电网运行带来的风险,建立节点电压越限和支路潮流越限风险评估指标模型,分析了相同节点对不同容量电源的接纳能力,重点讨论了分布式光伏电源接入配电网准入容量.以配电网典型实际参数为例进行仿真实验,仿真结果验证了应用风险评估指标模型评估分布式电源接入配电网适应性的合理性.     

基于改进虚拟同步机的风储微网综合控制

微电网中负荷变化与风电等分布式电源出力不确定性给整个微网稳定带来很大困难。针对风电出力波动问题,采用虚拟同步发电机控制结合深度强化学习对电池储能系统输出进行控制：首先搭建包含风电、电池储能、负荷、外部电网的微网模型,其次利用深度确定策略梯度算法对虚拟调速器进行设计,结合奖励函数通过反复学习训练生成调速器实现对虚拟同步发电机的改进。最后,在Matlab/Simulink软件中搭建对应的仿真模型,与下垂控制、传统虚拟同步发电机控制进行对比,仿真验证了并网到离网切换场景与孤岛运行场景下,所提出的控制方法对微网频率与电压有良好的稳定效果,可以实现对负荷有功功率与无功功率的快速追踪。     

遗传狮群算法的分布式电源定容选址

近年来接入配电网的分布式电源容量越来越大,但不合理的分布式电源定容选址方案不利于配电网的优化运行,故针对分布式电源定容选址问题,分析了分布式电源对配电网线路损耗、节点电压和快速电压稳定裕度指数的影响,并建立了相关的目标函数,同时为加强狮群算法跳出局部最优解的能力将遗传算法的交叉、变异环节引入到狮群算法中,最后在标准的IEEE 33节点配电网络的基础上,对所提方法进行验证,结果表明所得的分布式电源定容选址方案能够有效地降低网络线路损耗,提高节点电压和加强配电网的稳定运行,同时表明遗传狮群算法优化算法比原算法有更强的跳出局部最优解的能力,收敛速度也较快。     

基于分时电价的用户侧光伏储能系统容量配置

光伏与储能系统的配合使用已经是一种趋势,在用户侧合理配置光伏电池与储能电池的容量,可以明显提高用户的经济效益。为了提高用户在分时电价下的经济效益,本文基于用户侧典型日光伏发电曲线与典型日用户负荷特征曲线,结合用户分时电价,设计储能系统的能量调度策略,建立经济优化模型,并基于量子粒子群优化算法对模型进行求解,得出光伏与储能系统的最优容量。仿真分析和结果表明,本文方法可以明显提高分时电价条件下用户的经济效益,对大电网的削峰填谷也有一定的积极作用。     

光储充一体化充电站的建模与仿真

基于电力系统仿真软件建立某在建光储充一体化充电站的仿真模型,采用静止无功补偿器（static var compensator,SVC）对配电网进行补偿,抑制光储充一体化充电站并网时造成的电网电压波动。研究结果表明,所建立的仿真模型在最大功率点跟踪控制策略下,不仅能够实现光储充一体化充电站的基本功能,实现系统充放电的稳定性,且通过SVC补偿后,电网母线电压有效值的波动从227%降至43%。说明SVC对光储充一体化充电站并网时的电压波动具有良好的抑制效果,所设计的系统模型是合理、有效和稳定的。     

基于增广拉格朗日交替方向非精确牛顿法配电网电源机会约束分布式控制

传统配电网通过配电线路向下游负荷节点输送电能,但随着新能源的发展,配电网接入了大量分布式电源.通常这些电源通过逆变器与系统连接,如何调整逆变器有功功率和无功功率的输出才能更好地支持配电网运行是一个亟待解决的问题.以节点处潮流测量值为基础以最优化配电网潮流为目标设计了一种针对逆变器的控制策略,该策略的控制变量是分布式电源...     

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。     

面向光伏消纳的光伏-废弃矿井抽蓄-蓄电池联合发电系统优化调度策略

 为提高光伏消纳能力,构建了一种含废弃矿井抽蓄-蓄电池混合储能的联合发电系统。针对联合发电系统,分别研究了光伏、废弃矿井抽蓄电站及蓄电池的数学模型,引入弃光成本,提出了以联合发电系统总运行成本最低和光伏消纳量最大为目标的优化调度模型,结合功率平衡约束、废弃矿井抽蓄电站运行约束、电池储能运行等约束,利用CPLEX优化工具实现调度模型最优解求取。通过算例,对系统在光伏-废弃矿井抽蓄、光伏-电池储能和光伏-废弃矿井抽蓄-电池储能3种不同调度方式下的光伏消纳效果进行对比,结果表明,本调度策略可以达到系统运行成本最优、降低弃光的效果。     

无功动态补偿的光储发电系统并网控制方案

配电系统中的光储发电系统往往在用户侧直接并网,而用户侧的无功负荷变化会引起并网点的电压波动.为了实现并网点电压的稳定,提出了一种具有无功动态补偿能力的光储发电系统并网控制方案.该方案通过派克变换达到有功、无功功率独立控制的目的,一方面控制蓄电池充放电,在光照变化的情况下实现光储发电系统的稳定有功输出;另一方面利用逆变电路的无功补偿能力,控制调节其对无功负荷的供给,使得大电网提供的无功功率为恒定值,从而保证在无功负荷变化的情况下并网点的电压稳定.这种方案在不增加任何附加设备和复杂度的情况下,简单可靠地实现了光储发电系统的稳定有功功率输出和并网电压稳定的双重控制目标.理论研究和仿真测试均验证了新型并网控制方案的有效性和优越性.