风-光-沼可再生能源分布式发电系统电源规划

为了有效提高风–光–沼混合可再生能源分布式发电系统的可靠性和经济性,首先研究分析了风、光、沼各发电电源特点以及该分布式发电系统结构特征,并以此为基础建立了其系统电源规划的优化目标函数和约束条件函数等数学模型。由于改进的自适应遗传算法使用最优保存策略进化模型的选择算子、改进的自适应交叉算子和变异算子,来获得较优的全局搜索能力和较强的鲁棒性,所以采用该遗传算法对此分布式发电系统电源规划进行优化运算处理。最后选取某负荷中心的300 kW负荷总量为对象进行风–光–沼混合可再生能源分布式发电系统的电源规划模拟优化求解,算例结果验证了该方法的可行性和有效性,而且对其它类型可再生能源分布式发电系统电源规划有一定的指导意义。     

考虑需求侧参与的分布式电源并网优化

风、光发电的波动性增大了电网消纳分布式可再生能源的难度,针对该问题引入需求响应参与度模型,采用分层优化的方法研究含分布式电源的配电网配置问题。在规划层考虑需求响应改造成本与网损灵敏度,确定电网调控负荷容量及分布式电源安装位置;运行层考虑需求侧负荷受控参与、电价激励主动参与2种模式,评估不同参与度场景中的经济效益、可再生能源使用率、电压稳定性及削峰填谷等指标。同时,求解过程采用模拟退火-粒子群混合算法,以提高分层优化模型的求解效率并保持解集的多样性。最终结合东北地区实际配电系统进行仿真分析,表明需求侧参与分布式电源并网能够有效改善能源消纳和削峰填谷效果,结果验证了所用方法的合理性和有效性。     

计及接纳间歇性电源能力的输电系统规划方法

风力发电、光伏发电等间歇性电源在电力系统中渗透率的不断提高对系统接纳能力和输电能力提出了更高的要求.进行输电系统规划时既要考虑尽可能具备接纳和输送间歇性电源的能力以充分利用清洁能源,又要避免输电容量冗余造成投资浪费.在此背景下,构造了一种计及间歇性电源接纳能力的输电系统规划两层模型.上层模型以投资成本最小化为目标确定输电系统规划方案;下层模型则以弃风惩罚与切负荷惩罚量之和最小为优化目标,在考虑了间歇性电源出力不确定性、负荷波动不确定性以及元件随机停运等不确定性情况下进行安全校验.之后,对上下层模型分别采用粒子群优化算法和商用线性规划求解器ILOG CPLEX进行迭代求解.最后,采用包含3个大型风电场的、修改的巴西南部46节点系统对所提出的模型和求解方法进行了说明.     

基于可再生能源发电优先消纳的电力电量平衡模型研究

传统的电力电量平衡主要以经济调度、机组组合为基础,没有给予可再生能源突出考虑。首先利用聚类分析方法将电力系统内各电源按发电特性划分为电源簇,建立电量消纳优先次序,以充分体现各电源的价值;然后以购电成本最小化、可再生能源发电消纳最大化为目标函数,分别考虑各电源簇的运行约束,建立电力系统中长期电力电量平衡模型,并设计内外层相结合的分层求解策略进行模型求解。其中,模型外层为电源多目标优化配置,采用多目标规划-几何模型(MODM-GMM)算法求解;模型内层为电源发电能力计算,采用逐步优化-增量动态规划(POA-SIDP)算法求解。最后,将模型运用到重庆电网中验证模型可行性和有效性。模型能实现包含水、火、风、光等混合能源系统的购电经济性,并有效利用系统内的可再生能源,促进电网协调、低碳、健康、高质量可持续发展。     

低碳背景下考虑时序特性的分布式电源优化规划研究

分布式发电是利用可再生能源,缓解能源危机和环境问题的重要途径.基于不同类型分布式电源出力及负荷时序特性,建立考虑可再生能源利用的分布式电源优化规划模型,模型以向上级电网购电量最小为目标.采用自适应混沌粒子群算法对模型进行全时序计算,得到满足各时段下约束的分布式电源规划方案,确定DG安装位置和容量.最后通过Baran&Wu 33节点配电系统算例,分别在某夏季典型日和全年时段内验证了模型和算法的合理有效性.     

风-光互补发电系统的电压控制

风-光互补发电系统是开放的、分布式系统,适合采用多Agent技术进行分散式决策、分散式控制.根据电压与无功功率和有功功率的关系,建立了考虑电压稳定的以有功损耗最小为目标的电压无功优化控制模型,并提出一种基于均匀设计和惰性变异的改进粒子群算法用于该模型的求解;建立了风-光互补发电系统电压控制系统的自动机模型.仿真实验显示,电压优化控制模型和改进的粒子群算法能够有效实现电压无功优化控制,电压控制系统的自动机模型能够及时跟踪电压变化,实现电压自动控制.     

风-光互补发电系统的电压控制

风-光互补发电系统是开放的、分布式系统,适合采用多Agent技术进行分散式决策、分散式控制。根据电压与无功功率和有功功率的关系,建立了考虑电压稳定的以有功损耗最小为目标的电压无功优化控制模型,并提出一种基于均匀设计和惰性变异的改进粒子群算法用于该模型的求解;建立了风-光互补发电系统电压控制系统的自动机模型。仿真实验显示,电压优化控制模型和改进的粒子群算法能够有效实现电压无功优化控制,电压控制系统的自动机模型能够及时跟踪电压变化,实现电压自动控制。     

基于投资组合的虚拟电厂多电源容量配置

可再生能源出力的不确定性导致含多个分布式电源的虚拟电厂收益波动。文中以某云南风/光/水分布式发电示范工程为例,基于投资组合理论基本思想,提出将虚拟电厂可再生能源出力随机性映射到一般投资组合模型考虑价格随机性的思路,建立了考虑多个可再生能源发电电源不确定性的容量配置模型。在单一时段容量配置模型基础上,进一步分析了考虑可再生能源出力偏差惩罚及多时段容量配置问题。算例表明,所提出的模型有效考虑了各类可再生能源发电的互补性,为分析可再生能源发电批复电价、备用价格、风险偏好、可再生能源发电电源相关性等对虚拟电厂电源配置的影响提供了定量依据。     

提升配电网供电性能的风-光-储两阶段规划与配置

针对配电网中分布式电源（DG）不合理规划引起供电性能下降的问题,文中提出了一种在风-光-储接入情况下的配电网两阶段规划与配置方法。第一阶段通过计算节点有功网损灵敏度确定风-光电源的接入位置和容量,第二阶段以储能接入容量最小,系统电压稳定指标最大,负荷缺电率最小建立多目标规划模型,同时结合节点平均等效负荷对储能充/放电进行管理。为提高第二阶段多目标问题的求解精度,提出了一种基于多目标粒子群算法的混合智能求解算法用于求解第二阶段模型,最后利用序数偏好法（TOPSIS）选出储能最优接入方案。为验证本文所提方法的有效性在IEEE-33节点系统上设置四种场景进行仿真测试,结果表明所提方法可以明显改善配电网的运行情况,给相关规划与配置提供借鉴与参考。     

考虑储能调度的可再生能源独立微电网电源规划

可再生能源发电的随机性以及储能调度的时序性,是对微电网电源规划的最大挑战,文章研究独立微电网中风/光/储能和可控电源的组合优化规划方法。以风电和光伏的历史数据挖掘为基础,建立马尔科夫链-蒙特卡洛模型,模拟风电和光伏出力时间序列;文中提出一种能够有效模拟源/储/荷日级调节行为,计算简单的运行调度策略,从而大幅降低了微电网长期运行模拟的计算量,构建了综合考虑可靠性和经济性的独立微电网电源优化配置模型,采用启发式搜索与自适应惯性权重粒子群算法相结合的电源优化配置求解算法进行求解,并以巴基斯坦某社区型独立微电网作为算例验证了所提模型和算法的有效性。     

经柔直电网互联的含抽蓄的联合发电系统最大供电量计算

为充分利用风光发电能量,合理调度抽水蓄能电站,针对经柔直电网互联的风光蓄联合发电系统向远方负荷中心供电这一工程实际需求,提出基于日供电量最大的抽水蓄能发电优化调度模型及方法。采用最优潮流法计算受电区(负荷中心)全天的消纳极限。并以此极限为约束,同时考虑抽蓄电站库容与运行工况等限制,建立了抽蓄电站功率优化调度模型。提出的分段法与等效面积法显著提升了优化模型的计算速度。在某地风光蓄发电系统与柔直输电网架结构的基础上,用IEEE30节点系统模拟受端电网,建立仿真算例。比较了几种最大供电量计算方法的结果,验证了所提方法与模型的有效性。     

利用风电制氧的富氧燃煤电厂低碳能源系统容量优化配置

为提高风电消纳能力，降低燃煤电厂碳排放水平，提出了一种利用风电制氧的富氧燃煤电厂低碳能源系统容量优化配置方法。首先，考虑到源荷双侧的不确定性及相关性，采用基于改进轮廓系数的有序聚类算法与含DCH(+)评价指标的K-means聚类算法的典型场景生成法获得源荷典型场景。在此基础上，以系统总成本最小为目标，构建了基于源荷典型场景的利用风电制氧的富氧燃煤电厂低碳能源系统容量优化配置模型。最后，以西北某地区全年源荷数据为例进行了仿真验证。结果表明该典型场景生成法能使系统容量配置结果合理化，引入富氧燃烧技术的同时考虑售卖多余液氧可有效降低系统总成本及碳排放量，提高风电消纳能力。     

计及可再生能源可靠性的虚拟电厂动态聚合方法

虚拟电厂静态聚合在追求收益最大化的同时,往往忽视了虚拟电厂在动态聚合时需考虑的重要因素,即可再生能源发电的可靠性,这会导致电网对其调度的积极性不高,弃风弃光现象严重。针对以上问题,提出一种考虑可再生能源可靠性的虚拟电厂动态聚合方法。在可再生能源出力模型的基础上,利用元件的停运概率对出力模型进行修正;利用置信容量将不同机组进行同质化处理,建立考虑置信容量的虚拟电厂可靠性评估模型;以可靠性指标为目标函数,构建虚拟电厂动态聚合模型,使电网对其下达更多的发电计划,并采用改进无网格光线寻优算法对其进行求解。最后,以新疆某地区负荷数据为例,通过仿真验证了所提方法的可行性、高效性与稳定性,从而为虚拟电厂最优化运行提供更为准确的决策支撑。     

基于100%绿色能源供电目标的海岛微电网群容量优化配置

针对常规化石燃料机组在解决海岛供能时带来的环境污染问题,该文以100%的可再生能源发电满足海岛负荷需求为目标,探讨基于100%绿色能源供电的海岛微电网群优化配置问题。首先,构建由不同功能类型的微电网组成的海岛微电网群,并制定其100%可再生能源供电的运行规则和相应的协调控制策略;然后,根据蓄电池、抽水蓄能电站的运行特性提出以储能装置运行成本最小化为目标的运行成本动态优化策略,以使总成本最小化;最后,通过NSGA-Ⅱ算法求解不同场景下的容量优化配置模型,并分析可再生能源发电和负荷波动的不确定性对优化配置结果的影响。算例结果表明,所提的海岛微电网群优化配置模型能够在满足经济可靠性的要求下,实现100%绿色能源供电的目标,为发展"生态友好型"海岛微电网提供工程参考。     

基于可靠性和发电性能的新能源发电设备状态评估方法

与传统火电机组不同,新能源发电设备单机容量小,单机停运不会对新能源电站的供电可靠性产生明显影响,因此对新能源发电设备关注可靠性的同时,更应该关注设备的发电性能。为此提出了一种基于可靠性和发电性能双重指标维度的新能源发电设备状态评估方法,提出了发电性能关键指标的计算方法和数据源标准化要求。将该方法在国家风光储输示范工程进行评价应用,通过评估结果数据分析,总结出了新能源发电设备发电性能指标的推荐阈值。所提出的方法能够为新能源发电设备状态评估提供一种新的技术手段。     

含非粮生物质发电的微网动态经济调度

非粮生物质能能效优势明显,是未来重要的电能生产方式。文中主要对广西农村地区的非粮生物质发电特性和条件、负荷特性进行了统计分析,构建了沼气发电和蔗渣发电的数学模型;依据夏季和冬季不同的气候特点,考虑并网和孤岛两种运行方式,提出了包含光柴非粮生物质发电的微网动态经济调度模型。该模型在计及国家对可再生能源补贴价格的基础上,以发电成本最小以及联络线功率偏差最小为目标函数,其中夏季以沼气发电和光伏发电为主电源,冬季以蔗渣发电为主电源,柴油发电起到负荷备用的作用。算例结果表明,该模型可以全面评估分布式电源的经济性以满足用户多样化优化需求,为非粮生物质能源丰富的农村地区提供独立微网解决方案。     

基于改进蚁狮优化算法的可再生能源分布式电源优化配置

分布式电源的合理规划能够降低配电网的功率损耗,针对可再生能源分布式电源规划配置问题,提出了一种基于改进蚁狮优化算法的可再生能源分布式电源优化配置方法。所提方法建立了以最小化实际功率损耗和改善配电网电压分布与电压稳定性为目标的多目标函数;利用改进蚁狮优化算法,通过模仿自然界中蚁狮的狩猎行为,统筹考虑损耗敏感系数和电压敏感系数,推导出不同类型的分布式电源单元的最佳总线位置和容量;以IEEE-33总线径向分布系统进行了仿真实验。实验结果表明,与其他算法相比,所提算法在降低功率损耗和电压分布方面更优,从而验证了所提算法的适应性和有效性。     

源荷双边参与的高比例新能源电力系统能量与备用市场联合出清方法

风光出力的随机性与反调峰特性增加了电网对新能源的消纳难度。利用源侧、荷侧的灵活可调节特性,设计源荷双边参与规则,引导源荷进行跨时间的双向功率协调以支撑清洁能源高效消纳。首先,梳理源荷双边参与的基本原则与原理,明确交易主体、品种以及模式并设计其参与规则。然后,基于源荷双边参与规则,构建计及源荷双边参与的日前能量与备用联合优化调度模型,在促进新能源消纳的同时降低工业用户用电成本。其次,针对多场景混合整数规划的求解难题,采用改进的渐进式对冲分解算法进行求解,通过启发式的变量“固定-筛选-松弛”,保证模型的收敛性。最后,基于IEEE 118系统进行算例分析,验证了所提能量与备用联合出清模型在促进新能源消纳方面的有效性。     

碳排放及燃煤约束下的电源规划及其效益评价

优化电源规划是应对电力系统"碳锁定"效应,促进电力系统减少碳排放的重要举措。考虑到国内以煤炭为主的能源结构,有必要分析碳排放及燃煤约束对电源规划的影响。在分析碳捕集电厂运行特性的基础上,建立了考虑碳排放及燃煤约束的低碳电源规划模型,并在模型中采用典型日的运行校验系统是否具备足够的调峰能力。基于国内典型地区电力系统,对不同碳排放总量约束、不同可再生能源发展场景及不同煤炭资源供应约束下的常规火电及碳捕集电厂的扩展规划进行了优化分析,分析结论表明碳捕集电厂可以充分适应电力系统的碳减排目标,满足新能源大规模发展的调峰需求。     

需求侧管理参与的孤岛型微电网多目标优化调度

分析了MG中分布式电源的功率特性和需求侧响应的基本理论与相关政策,并建立了DG的数学模型和基于负荷分类的DR模型;综合考虑微源的出力成本、需求侧管理成本和环境治理费用,建立了考虑需求侧管理的多目标微电网优化调度模型,引入不同的孤岛微电网运行评价指标评价DR对微电网经济性、环保性以及可靠性的影响,并选择不同的场景分析验证。采用改进粒子群算法优化外点法对规划问题进行求解,在将约束条件纳入目标函数的同时,尽可能避免求解规划时陷入局部极值的问题。算例分析表明,通过考虑需求侧管理,可以增加可再生能源的消纳,减轻负荷高峰时段的供电压力,缓解孤岛系统供电不足的问题,并有效提高微电网的整体效益。