基于改进层次分析法(AHP)的微网成本-效益评估

对微网中各类分布式能源(distributed energy resource,DER)运行状况进行等年值成本与效益分析,体现了微网整体投资与效益,从而为微网方案的遴选提供参考。应用改进层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)从主、客观角度综合分析了微网的成本、效益。利用三标度法构造判断矩阵提高收敛速度和一致性,归一化专家构建判断矩阵的权重向量的期望作为各指标权重;综合考虑DER的经济运行状况、对环境和不同种类负荷造成影响等因素来量化等年值微网成本、效益的各指标。对4种微网方案进行了成本-效益评估,评估结果表明该微网区域采用风机与蓄电池组合可以取得较好经济效益,从而验证了该方法的可行性。     

基于多级可拓评价法的配电网规划经济效益评估模型

配电网规划经济效益合理的评估,有利于配电网的科学发展,实现配电网效益的最大化。结合配电网自身特点,从运行经济效益、企业财务效益和社会经济效益3个方面构建了配电网规划经济效益评估指标体系,并将全寿命周期成本（LCC）理论引入到企业财务效益评估指标的分析计算中,从长期经济效益出发,全面考虑配电网不同阶段的成本;运用区间层次分析法确定各项指标的综合权重,有效解决了评估过程中的复杂性和影响因素的不确定性等问题;引入物元可拓理论,建立了基于多级可拓评价法的配电网规划经济效益评估模型;以某地区配电网规划方案为例,验证了所建评估模型的合理性和有效性。     

基于熵值分析和层次分析法的智能电网电力终端接入网综合效益评价

针对目前智能电网电力终端通信接入网建设中技术经济评价体系不完善的现状,从电力终端通信接入网建设成本、效益和费效比3个方面提出了电力终端通信接入网技术经济性评价指标集,借助目标评估中的层次分析法（analytic hierarchy process, AHP）与熵值分析法,确定了评价指标集中的各指标权重,从而构建了完整的电力终端通信接入网技术经济性评价体系。     

面向多微网协调交易的多方共治决策方法

为实现多微网系统间能源交易方案的可选择以及量化评估分析,提出了一种面向多微网能源协调交易的共治决策方法。将多微网系统中的各微网看做对等的能量管理实体,各微网均可提出能源交易方案或对方案进行打分评估,由此构建不含中央管理单元的分散式决策和分布式能量管理架构。为验证所提架构的有效性,设计了合约、价格和点对点3种交易方案供参考分析。所提优化方案由其余微网以经济性、公平性、环保性和安全性为评估指标进行评估打分,并采用层次分析法和熵值法确定主客观权重,应用组合赋权法综合决策选出最优执行方案,从而实现多微网能源协调交易的共治决策。算例仿真展示了共治模式下各优化方案的结果,根据评估指标对各方案进行对比分析,通过综合评估选出本次交易执行方案,验证了所提方法的有效性。     

含微网配电网规划中的电能质量综合评估

针对含微网的配电网规划阶段的特殊条件,提出了基于层次分析法的电能质量综合评估方法.首先通过分析判断矩阵与比较矩阵对应元素之间的联系,改进判断矩阵的一致性,得到具有合理一致性比例的指标权重.在此基础上,运用层次分析法结合微网中含有的不同类型的分布式电源及其容量,以及各个微网接入点的短路容量等条件,将电压偏差、电压波动和闪变、谐波畸变率,三相不平衡度、频率偏差等指标综合量化,得到电能质量的综合性评价指标.最后通过案例实现该综合评估方法的应用.     

基于理想向量空间投影理论的微网规划方案经济性综合评价

为了对微网规划方案的经济性进行科学评价,提出了基于理想向量空间投影理论的微网经济性综合评估数学模型。构建了适应微网规划特点的综合评价指标体系,包括初始投资成本、运行维护成本、节能效益、环保效益、可靠性效益、政府补贴效益、降损效益、延缓电网投资效益等。在此基础上,融合理想向量空间模型和灰色矢量投影原理,实现微网规划方案优选排序。通过对一个实际的微网示范工程进行计算分析,验证了该模型的有效性和优越性,结果表明,该模型可以全面考虑影响微网规划特征的要素,量化分析微网规划方案的优劣,引导微网规划的投资方向。     

基于G2-熵权法的低压配网台区状态特性评估

从低压配网台区的线路特征、运行特征2个主要方面的指标对低压配网台区状态特性进行评估。首先从上述2个方面建立评估指标体系;其次对指标进行一致化和无量纲处理;然后采用基于功能驱动的G_2法(唯一参照物法)加入专家经验求得各指标的主观权重,同时采用基于数据差异驱动的熵权法求得各指标的客观权重;最后利用拉格朗日最优乘子法综合主客观权重求得各指标的综合权重,得到低压配网台区状态特性的评估函数,根据评估函数值对低压配网台区状态特性做出评估。通过对某地的若干个低压配网台区进行实例分析,验证了该评估方法的有效性和可行性。     

主动配电网的分布式电源优化规划方案研究

主动配电网(ADN)模式是一种可以优化利用分布式能源资源的技术解决方案。在评估主动配电网的分布式电源接入方案时,计及分布式电源的发电效益成本以及其对电网运行影响的基础上,考虑分布式电源的减排指标,构建主动配电网低碳优化目标函数模型。在各指标权重赋值时,为避免造成人为主观性过强,根据1-9标度法,通过一致性校验形成判断矩阵,得到合理的权重系数。其次,为体现各指标变化趋势并具有一定区分度,采用隶属度函数对各指标值进行隶属化,将各自的效益值隶属化后与对应的权重加权。最后,基于遗传算法对IEEE14节点算例开展方案分析,得出分布式电源的优化规划方案,结果表明所提出的低碳优化模型合理有效。     

基于序关系-熵权法的低压配网台区健康状态评估

为了从众多低压配网台区中高效筛选出健康状态差的台区进行优化改造,提出基于序关系-熵权法的低压配网台区健康状态评估方法。首先从低压配网台区的6个状态指标建立评估指标体系。其次对指标进行一致化处理,并用极值处理法对指标进行无量纲处理。然后用序关系分析法加入专家经验求得各指标的主观权重,同时用熵权法求得各指标的客观权重。最后利用拉格朗日最优乘子法求得各指标的综合权重,得到低压配网台区健康状态的评估函数,根据评估函数值对低压配网台区健康状态做出评估。通过对某地的若干个低压配网台区进行实例分析,验证了该评估方法的可行性和高效性。     

考虑指标质量影响权重的电能质量综合评估

提出一种考虑指标质量影响权重的电能质量综合评估方法,该方法采用模糊数学中的模糊隶属度方法将各电能质量指标以统一量纲规范化,运用D-S证据理论确定层次分析法的判断矩阵元素,然后计算各指标的主观权重.在确定主观权重后,考虑各指标质量对权重的影响,建立以指标隶属度函数值对指标主观权重修正量的函数模型,最后结合反映决策者对各指标偏爱性的主观权重和各指标对权重的修正量确定各指标最终的权重大小.算例可以看出该评估方法通过对不同评估对象和方案确定指标质量对权重的影响模型,能很好地解决不同对象和方案的特殊要求.     

采用基于市场控制的微网分布式能量优化方法

为了控制微网内各类分布式能源的协调运行,同时适应能源互联网的核心理念,提出了采用基于市场控制的微网分布式能量优化方法。首先,从理论上论证了该方法与集中式能量优化方法的等价性,并建立了分布式能量优化的通用流程。然后,基于启发式规则,系统地提出了分布式电源、可平移负荷、储能、联络线等资源的投标策略。最后,通过仿真计算,验证了该方法在削峰填谷、经济性以及提高可再生能源消纳率等方面的效果。所提出的方法利用各分布式能源的分布式决策代替传统的集中式优化,能够更好地保护用户隐私,并能够适应各种类型的分布式能源以标准化方式接入不同规模微网的要求。     

微电网的研究现状及在我国的应用前景

首先介绍了微电网概念的产生背景和意义以及微电网的概念和结构,并给出了微电网的经典示意图;然后详细介绍了美国、欧洲和日本微电网的发展现状及其示范工程,对比了3者不同的微电网发展理念,概述了其微电网的未来发展方向;最后,展望了微电网对于中国未来电网发展的重要意义,提出了国内微电网研究应重点考虑的一些问题。     

考虑路径损耗的热电联供型微网三层能量优化策略

为了降低微网对外部系统的依赖与微网自身的运行成本,针对热电联供型微网群,提出了一种三层能量优化策略。该策略不仅构建了以各微网运行成本最小为目标的下层优化运行模型、各主体间交互成本最小为目标的上层优化运行模型,还新构建了以能量传输路径损耗最小为目标的中间层优化运行模型。该中间层模型通过易货交易和买卖交易的方式提高微网间能量互济能力,并基于Floyd-Warshall算法为微网间能量交易搜索最优传输路径。算例结果显示,该三层优化策略具有良好的适用性,相比其他优化策略,能量传输过程损耗更低、微网间能量互济能力更强,各微网运行成本更小。     

基于Multi-agent改进粒子群优化算法的分时电价机制下多微网系统联合优化调度

随着分布式能源与微网技术的发展,大量分布式电源或微网并入主电网,对电网运行带来一定影响。针对多个微网接入主电网的情况,在计及分时电价机制的基础上,从微网整合角度考虑各微网间的互补性。结合微网中储能装置对电网削峰填谷的作用,提出一种基于分时电价机制下多微网系统联合优化调度方法。考虑不同时刻电价差异,分别制定峰、平、谷不同时刻调度策略,建立以整个多微网系统的运行成本和环境治理成本最小为目标的数学优化模型,并采用基于multi-agent改进粒子群优化算法对模型求解。通过算例分析,比较了各微网单独运行和多微网联合调度两种策略下的多微网系统成本,验证了所提方法的有效性。     

A hybrid method for simultaneous optimization of DG capacity and operational strategy in microgrids utilizing renewable energy resources

Recently, microgrids have attracted considerable attention as a high-quality and reliable source of electricity. In this work energy management in microgrids is addressed in light of economic and environmental restrictions through (a) development of an operational strategy for energy management in microgrids and (b) determination of type and capacity of distributed generation (DG) sources as well as the capacity of storage devices (SD) based on optimization. Net Present Value (NPV) is used as an economic indicator for justification of investment in microgrids. The proposed NPV-based objective function accounts for the expenses including the initial investment costs, operational strategy costs, purchase of electricity from the utility, maintenance and operational costs, as well as revenues including those associated with reduction in non-delivered energy, the credit for reduction in levels of environmental pollution, and sales of electricity back to the utility. The optimal solution maximizing the objective function is obtained using a hybrid optimization method which combines the quadratic programming (QP) and the particle swarm optimization (PSO) algorithms to determine the optimum capacity of the sources as well as the appropriate operational strategy for the microgrid. Application of the proposed method under different operational scenarios serves to demonstrate the efficiency of the proposed scheme.     

含微电网的主动配电网协调优化调度方法

研究微电网和主动配电网(ADN)互动运行模式,将微电网和ADN视为不同利益主体,提出一种含微电网的ADN协调优化调度方法。通过分析微电网和ADN的利益需求,将削峰填谷成本、微电网备用配置成本和用户停电损失期望体现于目标函数中,分别建立效益模型。同时,考虑ADN和微电网不同利益需求之间的博弈关系,提出了一种协同演化博弈算法(CGA),将ADN和微电网作为博弈参与者,分别对其效益函数进行模糊化处理并求解。在此基础上,考虑分布式电源随机性影响建立了基于不满意度的动态优化子模型,对CGA进行动态调整。算例分析了ADN和微电网参数对优化结果的影响,并与一般多目标优化算法进行对比,证明了所提方法的有效性和优越性。     

Economic and emission-saving benefits of utilizing demand response and distributed renewables in microgrids

The authors present several scenarios of demand response actions based on adjustments to a building’s temperature management system in combination with renewable DER integration in microgrids. Economic benefits from $9,000 to $167,000 appear possible when implementing demand response in a microgrid of 30 to 50 additional buildings. The scenarios also demonstrate the potential emission-saving effects of demand response at the grid level.     

可交易能源框架下的微网群动态电能交易策略

为促进微网间的能量互济和协调控制以及平抑微网与配网之间的功率波动，文章提出了可交易能源（transactive energy，TE）框架下的微网群动态电能交易策略。首先，设计了基于可交易能源平台的微网群电能交易结构，保证了市场参与者的隐私安全，提高了电能交易的灵活性；其次，构建了微网群动态电能交易模型，以计及储能电池退化成本和可控负荷调度补偿成本的微网成本最低为目标优化电能报价，以微网群电能交易成本最低为目标优化电能交易量，通过多轮竞价以协调微网间的电能交易，促进系统供需平衡，减小微网与配网之间的交互功率；最后通过3个互联的微网分析验证所提策略的有效性和经济性。     

基于IEC 61850的微网能量管理系统数据通信模型及其验证

将IEC 61850系列标准应用于微网能量管理系统,可以规范、统一微网能量管理系统中的通信标准,解决不同厂商制造的设备间的互操作问题。文中将微网通信体系分为三层,详细设计了各层的体系结构及对应的IEC 61850服务器和IEC 61850客户端。根据IEC 61850标准建模规范和实时数据在能量管理系统中的应用特点,提出了面向分布式电源整体系统或负荷单元系统来建立微网底层设备的信息模型,并以风力发电单元为例介绍了建模过程。针对所建立的数据模型设计了4个实验,从不同的角度对微网各层通信体系结构下的信息交互进行了实际测试。测试结果验证了所建立信息体系和微网IEC 61850模型的有效性,同时为数据交换模式的优化提供了基础,为微网的设备集成、运行分析及智能控制提供了有效的技术手段。