基于可靠性约束的风-光-储微网容量优化配置对配电网可靠性影响分析

从经济性角度,基于序贯蒙特卡洛模拟法评估含风-光-储微网配电网的可靠性。采用一个能准确表征风-光-储微网对配电网可靠性贡献的新指标——微网孤岛运行时间大于主网故障时间的概率作为可靠性约束条件。以风-光-储微网等年值投资费用最低为目标函数,建立风-光-储微网容量优化配置模型。采用模拟退火粒子群优化算法,优化配置风-光-储微网容量。针对RBTS-BUS6 F4算例系统,分析不同可靠性约束条件下风-光-储微网对配电网可靠性的影响。结果表明,优化配置风-光-储微网容量,既可有效减少微网的投资费用,又可提高配电网的供电可靠性;新的可靠性约束条件能很好地反映风-光-储微网对配电网可靠性的影响程度。     

国内可再生能源新闻

综合类融科储能全钒液流储能电池系统成功并网运行大连融科储能技术发展有限公司(以下称融科储能)提供的200kW/800kWh全钒液流储能电池系统,日前通过金风科技公司验收,接入可再生能源智能微网成功并网运行。该套系统具有自动化监控、精确在线容量监测、智能化运行等特点,与能量转换系统(PCS)、微网监控系统配合,可实现微网系统并网/孤网智能化运行,平抑新能源发电的不连续、不稳定特性,提高供电的稳定可靠性、改善电能     

光储联合电站建模与仿真

为解决光伏电站发电的波动性与不稳定性,介绍了光伏电站与全钒液流电池储能电站联合运行的系统结构,基于PSCAD/EMTDC仿真平台,建立了光伏电池、光伏控制系统、全钒液流电池及其控制系统的电气模型,对并网及故障模式下光储联合电站系统的运行情况进行了仿真研究。结果表明,光储联合电站运行时储能系统能很好地平抑光伏电站的输出功率波动,故障模式下能维持光伏电站的稳定运行。全钒液流电池储能电站可提高光伏电站运行的经济性与可靠性,同时增强了光伏电站输出的可预测性。     

含分布式新能源和机电混合储能接入的微网协调控制策略北大核心CSCD

含分布式光伏等新能源接入的微网作为大电网的补充目前应用日趋广泛,但是随着新能源在微网系统中的占比比例不断增加,其出力的波动直接影响到微电网系统整体的稳定性。飞轮储能属于功率型储能系统,能够适应短时高频次充放电,相比于超级电容系统其环境适应性更好且全寿命周期内无污染。飞轮与电池储能系统相结合能够平滑分布式新能源出力波动,提升微网系统稳定性,但是飞轮储能和电池储能运行特性差别较大,控制难度较高,目前在微网系统内应用较少。本文设计了一种含分布式光伏、电池/飞轮机电混合储能系统接入的交直流混合微网运行拓扑,并在此基础上提出了基于电池/飞轮机电混合储能系统的微网系统协调控制策略,根据飞轮和电池剩余容量的不同,将混合储能系统划分为不同状态,以此为依据同时考虑不同类型储能系统输出额定功率和分布式新能源功率波动大小,对飞轮和电池的充放电电流进行调节,从而减小由于新能源接入引起的微网内功率波动。本文基于MATLAB/Simulink环境搭建了基于交直流混合母线的微网系统,仿真结果验证了所提微网协调控制策略的有效性。     

全钒液流电池电气模型建模与验证

为准确把握全钒液流电池的实际应用特性,基于全钒液流电池原理,采用建模与仿真软件建立了全钒液流电池的电气模型,并结合5kW全钒液流电池样机系统将仿真与试验充放电电压结果进行比较。结果表明,该模型能较好地模拟线性情况下全钒液流电池的充放电电压特性和暂态特性,验证了模型的准确性和适用范围。     

光伏系统液流电池储能优化配置北大核心CSCD

液流电池具有长时储能成本低、系统安全性高等特点,适用于大规模长时储能的应用场景,通过对液流电池系统进行合理的规划配置,可以平抑新能源发电系统的间歇性和波动性,对于保障电网安全稳定运行具有重要意义。目前缺乏基于液流电池技术特性和运行特性展开的新能源系统与液流电池优化配置方法研究,随着我国能源快速转型,充分发挥液流电池技术及运行特点,优化配置新能源系统中液流电池容量,对建立新型电力系统有着积极作用。本工作以光伏与液流电池联合发电的局域网为研究对象,提出了适用于光伏系统的液流电池储能优化配置方法,通过对液流电池系统中各个模块系统的运行特性、系统初投资和全寿期运维成本进行了深入地研究分析,基于液流电池系统具有功率与容量模块相分离的特点,对大规模液流电池系统的功率和容量配比进行了优化设计。综合液流电池系统模块优化设计的结果,对光伏与液流电池联合发电的局域网系统进行运行策略优化,在保证局域网供电稳定运行的同时,以液流电池系统初投资与全寿期运行成本之和最小为目标函数,求解得到优化液流电池优化配置方案。算例应用表明,大规模液流电池系统功率和容量配置为1 MW/8 MWh时为经济性最优的兆瓦级液流电池模块设计,25年运行期LCOE为0.292元/kWh;在本工作应用的局域网中储能优化配置的目标函数在储能配置为20 MW/160 MWh方案达到最优解。     

微网并网与孤岛运行模式下的无功优化策略

高渗透率的间歇性分布式电源(DG)使微网在并网或孤岛模式的运行可靠性降低,而传统的无功优化方法往往因忽略微网可靠性导致优化效果较差。依据有功及无功功率充足和电压极限限制,以概率方式来评估微网的可靠性,提出了一种微网在并网及孤岛模式下的无功优化规划模型,以系统年电能损耗最小和微网可靠性最大为目标进行求解。最后,采用PGE 69节点进行算例分析,研究了优化系数的作用效果和算法的鲁棒性,并通过成本-效益分析来确定系统的电容器组的最优容量。结果表明,对微网进行分布式无功电源的优化配置能有效改善网损,并提高系统的可靠性。     

考虑激励型需求响应的孤立型微网优化运行

在微网中引入激励型需求响应,能够引导用户参与负荷削减,降低负荷峰值.在此基础上,以最小化微网运行成本为目标建立了孤立型微网优化运行模型.为便于编程求解,将模型中的非线性部分进行线性化处理.最后以一个包含风电、光伏发电以及电池储能系统的孤立型微网系统作为算例进行分析,计算结果验证了所建立模型的有效性.     

风光储微网系统孤岛运行控制策略研究

文章建立了基于光伏发电系统、永磁同步风力发电系统以及混合储能系统的微网系统,主要对低压微网孤岛运行控制策略进行研究。针对传统单一主电源控制存在的缺陷,设计了由超级电容和蓄电池组成的混合储能系统作为主电源,采用改进V/F控制策略,为微网系统提供电压和频率支撑,同时在微网系统频率波动时实现功率的快速跟踪;风力发电系统和光伏发电系统作为从电源,采用按最大功率跟踪输出的PQ控制策略。基于PSCAD/EMTDC仿真平台建立了微网系统仿真模型并对不同运行工况进行仿真实验,仿真结果表明了该控制策略的有效性,同时微网孤岛运行的可靠性和稳定性得到了提高。     

基于改进型运行策略的独立微电网容量优化配置

建立独立微电网对于解决离岸岛屿等传统供电不便地区的可靠自主供用电问题具有非常显著的实用性。针对风/光/蓄/柴独立微电网,提出了一种考虑系统净负荷大小的改进型运行控制策略,通过权重法将系统经济性和环保性指标整合并加入可靠性经济惩罚共同作为优化目标,考虑多种约束条件,建立基于改进型运行策略的风/光/蓄/柴独立微电网容量优化配置模型,并采用混合量子遗传算法(HQGA)对我国沿海某岛地区独立微网实施优化配置。结果表明,与采用常规运行策略的配置结果相比,所提运行策略具有正确性和优越性。     

基于多目标的独立微电网电源容量优化设计

针对独立型水-光-柴-储微电网,综合考虑经济性、环境效益和供电可靠性,提出了微电网的电源容量多目标优化配置模型,即采用粒子群优化算法在一定的控制策略下对所提出的电源容量多目标优化配置模型进行求解,得到微网系统中储能装置和各分布式电源的容量。以我国西藏某地区为算例对微电网进行电源容量优化设计,通过对模型求解结果与柴油发电机单一供电计算结果及单目标容量优化结果的对比分析,验证了所提模型的合理性和优越性。     

考虑多参数不确定性的微电网优化运行

针对微电网中多种不确定性因素的影响,提出一种基于云理论的随机框架进行处理,通过使用云滴模拟多不确定性问题,将不确定性的模糊性和随机性的定性分析转化为定量分析。针对1 d中不同时段微电网不确定性因素的变化情况,建立考虑经济性与可靠性的微电网优化调度模型,利用磷虾群算法对模型进行求解,并提出一种基于列维飞行的修正方法以提高算法的局部搜索能力。最后以17节点微电网仿真系统为例进行仿真计算,验证了所提方法的有效性和优越性。     

分布式电源的最优经济运行方案

  [目的]  为获取微电网安全经济运行方案,提出了基于支持向量机回归理论的微电网最优经济运行的数学模型,实现了微电网中各分布式电源的负荷预测,根据实时电价分析了分布式电源的出力情况,并给出了相应的理论依据。  [方法]  为尽可能准确地构建微电网模型,以系统的运行成本、环保成本和综合效益为目标,构建了以常见五大分布式电源为主的最优经济运行的数学模型,采用Yalmip/CPLEX对模型进行了求解,获得了各分布式电源的实时出力情况。  [结果]  计算结果表明:以综合效益为目标的调度方案能够实现微电网整体的运行成本最低,协调了微电网的经济性与环保性。  [结论]  该模型可为微电网并网的资源优化利用和提高供电可靠性的相关研究奠定理论基础。     

基于改进灰狼算法的独立微电网容量优化配置

为降低独立微电网的综合发电成本,提高供电可靠性,研究基于改进灰狼优化算法的独立微电网电源容量优化配置方法。针对基本灰狼算法在进化后期由于种群多样性的缺失而易出现局部收敛或算法早熟的问题,提出一种具有全局寻优性能的改进灰狼优化算法。改进算法首先利用Tent混沌序列产生初始种群,以增强种群的多样性;其次,通过对收敛因子设置非线性调整策略来调节算法的全局探索与局部开发之间的平衡,提高算法的收敛性;最后引入柯西变异算子有效降低算法出现早熟收敛的概率,从而全面提高算法的优化性能。在分析风力发电机-光伏组件-蓄电池/柴油发电机独立微电网各发电单元特性的基础上,建立以年均系统成本最小化为目标的独立微电网容量优化配置模型,并利用提出的改进灰狼优化算法对该模型进行优化求解,仿真结果证明该算法具有一定的实用性和鲁棒性。     

基于热泵群灵活控制的电热微网联络线功率分层协同平抑策略

为有效平抑电热微网的联络线功率波动,提出一种基于热泵群灵活控制的电热微网联络线功率分层协同平抑策略,即根据热泵启停控制与功率调节控制的特点,灵活运用两种控制方式使热泵群有效参与微网联络线中低频波动功率的平抑。建立含蓄热水箱的热泵群模型,并将波动功率协调分配层分频后的波动功率平抑目标在热泵与超级电容间分配;由热泵群优化控制层分析热泵群优先度序列,通过模拟退火算法优化启停方案,同时调节热泵动态运行功率;最后调节超级电容出力平抑剩余波动。算例结果表明,该策略能有效优化微网电热能流,平抑联络线波动功率,提升微网运行可靠性。     

微电网孤岛模式下无功分配及电压优化分层控制策略

针对在微电网孤岛模式下并联运行的分布式电源采用传统下垂控制策略时存在无功功率受并网线路阻抗影响较大、电压偏离额定值等问题,提出了微电网孤岛模式下无功分配及电压优化分层控制策略,将微电网优化控制过程分为两层:初级控制层针对分布式电源无功功率受并网线路阻抗影响较大问题,提出变系数法下垂控制策略,根据下垂特性和线路特性约束方程调整下垂系数,实现无功功率精确分配;二级控制层应用多智能体一致性算法维持微电网电压稳定。仿真模型使用PSCAD/EMTDC搭建,结果表明,分层优化策略使无功功率合理分配的同时提高了微电网电压水平。     

Microgrids formed by renewable energy integration into power grids pose electrical protection challenges

System parameters of a microgrid change in its two operating modes primarily due to output current limitation of PWM based inverters connected with renewable energy sources. The unavailability of an appropriate protection scheme, which must be compatible with both modes of a microgrid operation, is a major problem in the implementation of a microgrid. Two important properties of the microgrid components are peer-to-peer, and plug-and-play. It means that there is no component like a master controller which is critical for the operation of a system, and a distributed-generation unit can be installed at any location in a microgrid. These properties further complicate the protection of a microgrid. This paper reports the MATLAB/SIMULINK model of a microgrid along with the models of the conventional protection schemes and renewable energy distributed-generation resources. Malfunctioning in the conventional protection schemes in islanding mode is identified and models of newly proposed protection schemes are developed. Different types of faults are simulated in all the protection zones of the system and the system parameters are analysed to identify the possible fault detection methods. Based on the simulation results, a protection scheme is recommended that can meet the protection standards such as selectivity, co-ordination and reliability.     

基于多目标粒子群算法的微电网优化调度

提出了一种经济与环保相协调的微电网优化调度模型,针对光伏电池、风机、微型燃气轮机、柴油发电机以及蓄电池组成的微电网系统的优化问题进行研究,在满足系统约束条件下,建立了包含运行成本、可中断负荷补偿成本以及污染物处理费用的微电网多目标优化调度模型,并利用多目标粒子群算法（MOPSO）求解微电网优化调度问题,仿真结果表明该模型对微电网优化调度具有一定的指导作用。