复杂预想场景下电力系统备用优化模型

针对传统备用优化方法难于考虑复杂预想场景的缺点,结合安全约束机组组合,建立考虑复杂预想场景的备用优化模型。该模型计及不同类型预想场景对备用容量和响应速度的要求,以最小化购电成本与备用容量成本之和作为目标函数,以正常状态和预想场景下的机组性能、网络安全等为约束条件,综合求解机组组合、备用容量的分配以及预想场景下备用容量的优化调度。通过引入预想场景分类和预想场景集,不同响应速度的备用需求量和分配由预想场景的类型和要求所决定。该模型是一个复杂混合整数线性规划问题,采用GAMS进行建模,并调用CPLEX求解器求解。IEEE 30节点系统上的算例结果验证了所提出模型的有效性。     

考虑微电网接入下的配电网优化规划

在能源紧缺、污染严重的时代背景下,分布式电源迅速普及。含分布式电源的配电网规划研究日益增多,而将分布式电源以微电网的形式考虑到配电网规划之中还鲜有研究。将不同类型的分布式电源、储能装置以微电网的形式接入配电网,充分考虑微电网加入对变电站规划和网架规划产生的影响。基于微电网系统模型,分别建立配电网规划中变电站选址定容模型及网架规划模型,利用改进粒子群算法求解上述两个多目标非线性化模型,并计算由微电网带来的变电站容量削减量及配电网故障时的可避免停电损失费用。以IEEE50节点为算例验证此模型,算例验证了所提模型有利于提高系统的可靠性和经济性,优化了网架结构,具有实际工程参考意义。     

一种海岛分布式光伏发电微电网

针对目前微电网组成及控制复杂,快速实现及扩容难的现状,提出了一种工程实用的模块化分布式光伏发电独立微电网结构,以实现快速组网、安全及高效运行。对该独立光伏微电网的运行原理、关键电力电子装置以及模块间调度控制策略等进行了分析设计。基于该拓扑结构,在海岛进行了光/柴/蓄独立光伏微电网实证研究,实现了海岛负荷不间断供电运行。进行了海岛光伏微电网运行状态的测试分析,试验结果验证了该微电网架构的有效性,并对存在的问题提出了建议。     

应用场景压缩和计及电压调节策略的光伏接入规划

针对光伏接入规划中光照强度和负荷大小的不确定性,采用场景分析法依据改进的聚类数量评价指标,在考虑负荷之间相关性的同时减少了规划场景数量。围绕配电网公司和光伏运营商利益协同的问题,充分考虑光伏无功和有功功率对电压的调节作用,构建了多目标双层优化规划模型,上层规划模型优化光伏接入容量,下层考虑光伏接入后的配电网调压策略。对采用非支配排序遗传算法获得的帕累托解集,提出了选取最优解的评估指标及评估流程,并在IEEE 33节点配电系统中验证了所提方法的可行性。     

计及光伏消纳率的分布式光伏电源双层多场景规划

针对当前配电网中由于分布式光伏电源规划不合理而导致较为严重的弃光问题,研究构建了新型计及光伏消纳率的分布式光伏电源双层多场景规划模型。其中外层规划模型以光伏投资者年净收益最大为目标优化光伏电源的安装容量,内层规划模型则以光伏年消纳率最大为目标对光伏电源的出力削减量进行优化。然后,基于多场景分析和改进K均值聚类方法进行场景缩减,并利用分子微分进化算法求解上述双层规划模型。最后以IEEE 33节点配电网系统为例进行计及光伏消纳率的分布式光伏电源规划,结果验证了所提规划模型及求解方法的优越性。     

考虑储能并计及光伏随机性的分布式电源优化配置

分布式电源接入后会给配电网节点电压、潮流以及网损等方面带来一定的影响,为提高分布式电源接入后的系统收益,对分布式电源的优化配置问题进行了研究。分别从综合社会收益和电力公司收益两个角度出发,建立将规划与运行相结合的分布式电源双层规划模型,在下层以综合社会收益和电力公司收益最大为目标的基础上,上层以年化总成本最低为目标对配网的分布式电源的接入点和接入容量进行优化。针对分布式电源的随机性,构建了基于核密度估计和K-means聚类的分布式电源出力典型日场景生成方法。以光伏和燃气轮机为例,基于典型10kV配网进行了计算分析,验证了本文模型的有效性。     

基于区块链的光伏微电网交易的博弈模型研究

建立能源互联网交易体系能有效促进新能源特别是分布式能源大力推进,有利于促进我国能源转型结构升级。区块链技术作为一种新兴技术,在金融领域的初步应用显示出的灵活、开放、去中心化的特点可转接到新能源领域。为实现分布式光伏电站的区块链电力交易,结合分布式光伏发电非随机平稳特性、分散性特点,引入不完全信息博弈模型,搭建光伏微电网的区块链交易模型。综合考量用电成本,根据现实运维的光伏微电网,率先引入实际算例进行分析,为能源互联网,特别是研究基于区块链的分布式发电交易模型提供参考。     

微电网经济运行中的典型时序场景分析方法

微电网经济运行涉及对大量场景和方案的分析评价,区域内风电/光伏出力和负荷变化的时序性、周期性和不确定性给微电网运行带来影响。提出一种典型场景分析方法,对计算周期内的大量风电/光伏出力和负荷原始数据进行同步聚类划分,形成能够反映计算周期内历史数据特征的典型场景集;建立包含多种分布式电源和储能单元的微电网系统经济运行优化模型;针对某微电网区域,比较典型时序场景、全周期时序场景、周期内缩减场景3类场景数据的经济运行优化结果,验证所提方法的有效性。     

微电网联网/孤岛模式下光伏发电系统控制仿真

针对传统光伏发电系统接入电网的不可控及其输出扰动对电网的动态影响,利用PSCAD平台建立基于微电网的光伏发电系统模型。在联网/孤岛模式下,分别研究了基于功率外环-电流内环的双闭环数字PQ控制方法。研究结果表明,采用该控制方法能够保证光伏逆变器的输出稳定在中央控制器发出的功率指令值,且直流侧电压输出稳定,实现了光伏发电系统在微电网联网/孤岛模式运行的可控性及良好的动态调节性。     

光伏DG接入配电网及微电网的过电压自动调节方法研究

针对光伏DG接入配电网因过电压而导致渗透率低的问题、微电网离网运行期间过电压问题,以及微电网在非计划孤岛状态下并网转离网暂态过电压问题,提出一种P/U下垂调节方法。当光伏DG接入配电网,该方法能避免光伏DG因过电压而退出运行。当光伏DG接入离网运行微电网,因负荷减少、DG出力增加等因素而导致过电压时,该方法可以实现无通信互连线的稳态离网能量平衡。当含光伏DG的微电网在并网转离网期间,该方法能够解决暂态过电压问题。首先推导电压偏差公式并分析过电压产生机理。其次介绍P-U下垂调节方法原理。最后为验证方法可行性,以光伏DG接入配电网为算例分析对象,搭建Matlab/Simulink仿真模型,并在逆变器样机上进行试验验证。结果表明P-U下垂调节方法可行有效。     

考虑网架结构和分布式电源的主动配电系统双层规划

针对主动配电系统中风光资源的波动性和负荷的随机性问题,建立了光伏发电、风力发电与负荷的多状态模型,将其不确定性转化为预想场景集。提出了以包括线路的投资、运行维护费用,分布式发电的投资、运行维护费用,网损费用及综合碳成本的系统年经济费用最小为上层规划目标函数,以分布式发电的年发电量期望值最大为下层规划目标函数的考虑网架结构和分布式电源的主动配电系统双层规划模型,引入网络连通性、辐射状、功率平衡以及无功补偿投切等约束条件,利用改进的遗传算法和原对偶内点法对上下规划模型进行求解。通过54节点的算例验证了所提模型与算法的正确性和有效性。     

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...     

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.     

一种考虑分布式电源的配电自动化系统规划方法

在分布式电源大量接入的背景下,提出一种考虑分布式电源的配电网自动化系统规划方法。针对所提出的MINLP模型易陷入局部最优解的问题,将所提模型进行线性化处理转化为MILP模型来进行求解,并利用IEEE 69节点配电系统进行仿真分析。结果表明,基于分布式电源与配电自动化系统的协同规划结果,配电系统的运行成本、能量损耗成本以及可靠性成本均有了大幅降低,所提规划方法下的电压分布更为平坦,具有较好的经济性和运行可靠性。     

光储气微网优化运行研究

对于天然气与新能源发电协同运行的研究有利于提高风、光电的消纳比例.但新能源与天然气互补组成的微网系统仍存在可靠模型约束条件考虑欠缺及相应算法精度有待提高的问题.为解决该问题,依据微网系统实际运行工况和运行方式,建立了一种以经济运行为目标,包含光伏发电、储能系统、天然气发电的微网协同优化运行模型.针对模型求解算法精度较低...     

含有微电网的配电网规划方法

微电网不仅包括多种负荷,还包括可再生电源、固定电源等多种分布式电源,这些分布式电源随时间具有较大的不确定性,因此微电网在不同时间段内可能具有不同的发电特性或用电特性.文中建立了微电网发电及用电特性的数学模型,并在此基础上对含有小比例微电网的配电网规划方法进行研究,包括含有微电网的配电网变电站定容、定址方法,微电网接入的限制条件,以及含有微电网的配电网网架规划模型.最后以某地区配电网规划为例进行计算分析和结果校验.     

计及多能需求的综合能源服务商优化运行策略研究

随着分布式发电技术的不断成熟及发展,未来综合能源服务将是整合不同类型分布式发电并满足用户不同用能需求的有效途径。提出了一种含有多种分布式发电资源同时考虑多用能需求的综合能源服务商优化运行策略模型。首先建立了含有风电、光伏、燃气轮机、电储能、电热泵、辅助锅炉等分布式资源及电、热用能需求的园区综合能源系统优化调度模型;其次计算优化运行后的能源利用效率;最后,分析对比了不同季节、实时电价及天然气价格变化对综合能源服务商运行策略及盈利的影响。仿真结果验证了模型的有效性,其中综合能源服务商的收益对天然气的价格变化更为敏感。     

含冷热电联供系统微电网优化运行研究

为使冷热电联供(CCHP)型微电网系统能够可靠、安全、经济的运行,首先要考虑对新能源充分的利用,其次要结合储能系统的使用约束以及影响因素。本文建立了冷热电联供型微电网数学模型,综合考虑了各微电源的运行维护费用、燃料费用以及购售电费用等,采用改进粒子群优化算法,针对运行成本最小为目标进行计算仿真。最后以某小区为例,对得出结果进行分析讨论,验证了本文方法的理论性和实用性。     

考虑主动管理的分布式光伏发电消纳能力研究

随着分布式光伏接入配电网逐渐增多,其消纳能力越来越受到人们关注。文章对考虑主动管理的分布式光伏消纳能力进行了研究,提出了主动配电网中分布式光伏发电最大消纳量的计算方法。在分析分布式光伏发电和负荷的时序特性的基础上,提出了综合考虑混沌思想和自适应度调整的改进粒子群算法,研究了削减分布式电源出力、调节有载调压变压器抽头、无功补偿等主动管理措施对分布式光伏最大消纳量的影响。IEEE 33节点配网系统验证了所提模型的合理性和算法的有效性,3种主动管理措施能有效提高分布式光伏的最大消纳量。     

光伏建筑一体化并入配电网后的影响分析

介绍了光伏发电系统的工作原理和数学模型;分析了光伏建筑一体化发电系统并入配电网后可能带来的电能质量、系统运行管理、电能计量等方面的问题,并提出了解决问题的办法和建议,以期为光伏建筑一体化接入配电网、促进智能配电网快速发展提供参考。