不确定裕度分段量化和弃风弃光分段惩罚的孤岛型微电网经济调度算法

针对孤岛微电网在运行过程中受新能源出力及负荷功率不确定性的影响,提出基于不确定裕度分段量化和弃风弃光分段惩罚的孤岛型微电网经济调度算法。日前计划阶段,利用基于不确定裕度分段量化的不确定集,并采用列约束生成算法,将原问题分为主问题和子问题进行交互迭代求解,得到在“最恶劣场景”下的最优经济调度方案。日内调度阶段,保持日前计划得到的储能系统出力,对传统能源出力、需求响应负荷、新能源弃风弃光量进行调整优化。最终,通过算例仿真验证了该算法在不同的场景下的经济性和鲁棒性。     

基于两阶段鲁棒优化的西南地区微电网经济调度

针对西南地区可再生能源储备丰富的特点,考虑微电网中可再生分布式能源出力和负荷的不确定性对微电网运行调度的影响,搭建了两阶段鲁棒优化经济调度模型,求解系统在极端运行场景下的经济性最优解。模型考虑系统功率平衡和输出功率约束、需求响应负荷约束以及微电网与配电网的交互约束,通过不确定性调节参数处理微电网中的不确定性,调节模型的保守度。随后通过Benders分解算法将模型分为主问题和子问题求解,并采用对偶理论对内层模型进行解耦。最终得出的结果验证了所搭建模型的有效性,为微电网接入西南电网后的调度策略提供参考。     

基于改进布谷鸟算法的微电网源-荷-储功率优化调度

为实现微电网源网荷储的最优匹配,提出了一种计及需求侧响应的微电网有功功率调度模型。首先综合考虑系统运行约束、蓄电池运行约束和引入负荷响应补偿的用户满意度,以微电网经济性和环保性最优为目标函数,构建了包含风光发电、储能单元和负荷的微电网功率调度模型。进一步改进了布谷鸟搜索算法,并在4个典型场景下求解所提出的调度模型。通过算例验证模型和所提方法的有效性,结果表明：负荷响应与储能可以有效降低微网运行成本,通过可移负荷跨时段平移,实现负荷削峰填谷;同时,模型能根据不同的满意度要求提供相应的经济优化调度方案;此外,通过对比粒子群算法与布谷鸟算法,进一步验证了改进的布谷鸟算法性能更优。     

考虑紧急备用与光伏出力不确定性的微电网分布式储能规划方法

微电网作为消纳可再生能源的重要途径,面临着可再生能源出力不确定性带来的挑战。针对该问题,提出了紧急备用约束下的微电网分布式储能系统的规划方法,建立了结合分布式储能运行特征的微电网潮流模型,以鲁棒优化分析光伏出力波动性的最差工况,并采用列与约束生成算法结合大M法求解该模型,将原问题分解为混合整数二阶锥规划主问题和子问题并交替求解。通过求解研究算例,验证了所提优化分布式储能配置方法和运行调度策略的可行性,并在充分满足系统紧急功率备用的情况下,降低了微电网系统的综合成本。     

计及分布式储能的微电网群经济调度

为提高微电网群调度效率、减少微电网运行成本,首先构建了计及分布式储能的微电网群优化调度模型。该模型以包含风、光、储的3个子微网和网侧储能所构成的交流微电网作为调度对象。在满足功率平衡等约束条件下,对负荷侧储能充放电次数和单位时间内充放电功率进行限制;在考虑主网分时电价、系统发电成本,网侧储能放电成本条件下,采用遗传算法进行求解,得到计及分布式储能的微电网群经济调度方案,最终得到优化后的经济成本。算例计算结果表明,该运行调度模型可有效提高微电网群经济效益,从而验证了该模型的有效性。     

基于机会约束规划的孤岛模式下微电网动态经济调度

新能源出力波动、负荷预测误差等不确定性因素给孤岛模式下微电网经济调度带来了困难,采用安排发电及储能单元出力、新能源发电侧和负荷侧管理的方法,提出基于机会约束的孤岛模式下微电网动态经济调度模型。该模型将风光出力和负荷预测误差用随机变量表示,并以旋转备用满足的置信水平表征微电网的供电可靠性水平。将机会约束转化为其确定性等价类,推导出失负荷期望的数学表达式,并给出改进的粒子群优化算法以求解模型。算例分析结果验证了所提模型的合理性。     

考虑多时间尺度不确定性耦合影响的风光储微电网系统储能容量协同优化

可再生电源出力和负荷需求的强不确定性使得微电网储能容量优化成为一个极具挑战性的重要问题。该文提出一种同时考虑源、荷的随机不确定性与预测误差不确定性的微电网储能容量协同优化方法。该方法首先建立能量平衡能力指标和鲁棒性协调成本指标,分别用于刻画储能容量方案与微电网随机不确定性的定量关系,以及提升微电网优化运行鲁棒性的经济性代价。随后在充分计及储能容量规划与微电网优化运行的耦合影响前提下,构建包含所建两指标的微电网储能容量规划-运行双层协同优化模型。算例中采用复合差分进化算法对上述双层优化模型进行求解,仿真结果表明所提方法能够在保证容量优化方案具备较好经济效益的同时,有效提升微电网的并网友好特性水平。     

冷热电联供型孤岛微电网环保经济调度模型

分布式风光伏及冷热电负荷具有较强的不确定性,增加了孤岛微电网的调度运行难度。研究冷热电联供型孤岛微电网的环保经济调度问题,通过在孤岛微电网中融入可中断负荷,将可中断负荷视为虚拟发电资源参与微电网调度运行,同时考虑微电网运行方案的经济性和环保性。采用基于可信性测度的模糊机会约束规划处理分布式风光及冷热电负荷的不确定性,进而转化为确定性等价类。采用基于满意度指标的多目标处理方法兼顾经济目标和环保目标。算例分析验证了模型的有效性。     

计及蓄电池使用寿命的微电网经济调度模型

由于新能源发电和负荷有不确定性,为保证微电网的安全可靠运行,蓄电池作为储能装置发挥了重要作用。为充分利用蓄电池,提高微电网的经济性,建立考虑蓄电池使用寿命的微电网经济调度模型,并应用混合整数线性规划算法进行求解。以一个包含风、光、储、微型燃气轮机、柴油发电机和燃料电池的微电网为算例,对微电网并网运行方式进行经济调度优化,计算结果验证了所提模型的有效性。     

基于灰熵关联择优的含不确定性预算调节策略的微电网鲁棒调度

以运行成本、环境成本和可再生能源波动最小为目标,建立了以灰熵关联度为最优解评价标准的微电网调度模型。针对风光发电的不确定性,构造以预测值为中心的不确定性集,引入鲁棒优化理论改进调度模型。针对储能系统在调度过程中可能过早到达其限值的问题,提出了一种通过储能运行状态来估计风光发电不确定性预算的策略。采用改进微分进化算法对算例进行求解,该算法结合云模型增强其局部搜索能力,依据混沌算法提升其全局搜索能力。仿真结果验证了模型和算法的可行性,从Pareto前沿的变化与最优解集的特征值两方面分析了鲁棒调度模型的优越性;讨论了在不同场景下不确定性预算值对微电网调度的影响,并验证了不确定性预算调节策略能更有效地防止储能系统到达储能上下限,从而进一步提高微电网调度的鲁棒性。     

考虑用户禀赋效应和环保意识不确定性的微电网鲁棒优化调度方法

需求侧响应作为解决微电网源荷不匹配的有效方案，提高其响应效率，能够有效地从用户侧改善负荷曲线，提高源荷匹配性。然而，除经济因素以外，需求侧响应实际参与程度极易受到用户心理等不确定性因素的影响。为此，在考虑各种源荷不确定性的基础上，为了充分利用需求侧资源，该文建立一种在需求侧响应中考虑用户心理因素不确定性的微电网鲁棒优化调度模型。根据负荷类型的不同，分别建立基于价格和基于激励的需求侧响应方案，对于其中居民普通负荷和电动汽车负荷的激励型需求侧响应模型，通过引入禀赋效应和环保意识来描述用户心理因素的不确定性。然后，利用列和约束生成算法求解优化模型，得到最恶劣场景下的最优微电网经济调度方案。最后，通过算例分析验证所提模型以及求解方案的有效性，结果表明，考虑用户心理因素不确定性可以有效提高微电网系统运行的经济性和鲁棒性，并为微电网运营商针对性提高需求侧响应参与度提供一定的参考，同时通过调节不确定性参数的取值，运营调度人员可以在经济性和稳定性之间进行合理选择。     

考虑可再生能源不确定性的综合能源系统优化调度方法

综合能源系统是实现可再生能源充分消纳和解决其不确定性的有效途径。专注于区域综合能源系统的优化调度问题,首先建立了以电为核心的综合能源系统优化调度模型,充分考虑高渗透率可再生能源的不确定性,分别在采暖期和空调期建立了系统运行约束模型、冷/热负荷供需平衡约束模型以及不确定性约束模型;其次采用具有良好全局搜索能力的粒子群算法作为调度模型求解算法;最后通过具体算例验证了该模型和算法可得到综合能源系统优化调度方案,并分析了可再生能源不确定性对调度方案经济性的影响,分析结果表明通过适当增加消纳备用可以有效避免因可再生能源不确定性引起的潜在经济损失。     

考虑需求响应和碳排放额度的微电网分层优化调度

针对目前并网型微电网实现资源协同优化,提高微电网运行的经济性与环保水平,建立了考虑需求响应和碳排放额度的微电网分层优化调度模型。在微电网负荷侧考虑分时电价和新能源消纳来优化负荷曲线,并采用多重指标对优化方案进行评价,在微电网发电侧考虑碳排放限额,对微电网内部分布式电源进行优化调度以实现微电网综合运行成本最低的目标。采用混沌粒子群算法（chaos particle swarm optimi-zation, CPSO）求解该优化问题,通过算例仿真分析了柔性负荷占比0%、10%、20%和不同碳排放量额度约束下的优化结果,验证了模型与算法的有效性。     

考虑需求响应和碳排放额度的微电网分层优化调度

针对目前并网型微电网实现资源协同优化,提高微电网运行的经济性与环保水平,建立了考虑需求响应和碳排放额度的微电网分层优化调度模型。在微电网负荷侧考虑分时电价和新能源消纳来优化负荷曲线,并采用多重指标对优化方案进行评价,在微电网发电侧考虑碳排放限额,对微电网内部分布式电源进行优化调度以实现微电网综合运行成本最低的目标。采用混沌粒子群算法（chaos particle swarm optimi-zation, CPSO）求解该优化问题,通过算例仿真分析了柔性负荷占比0%、10%、20%和不同碳排放量额度约束下的优化结果,验证了模型与算法的有效性。     

考虑广义储能的微电网联合规划

针对微电网的联合规划问题,提出了常规储能以及可转移负荷、可削减负荷、电动汽车等广义储能的响应模型。根据灵活性需求,对日广义负荷曲线进行场景多维聚类。以综合成本、灵活性资源不匹配度最小以及风光电源的消纳量最大为目标函数,计及孤岛运行等约束,建立多目标的混合整数非线性规划模型。将多目标模型转化为单目标模型并采用CPLEX求解器进行求解,得到网架的最佳架设方案以及分布式电源、储能装置的最佳接入地点和容量。以某地区低压微电网为例,验证了考虑广义储能规划方案的优势和所提模型的有效性。算例分析结果表明,在运行过程中将可控负荷和电动汽车参与到负荷调节,使微电网的灵活性资源增加,可以减少规划过程中一次设备的投资,提高运行的灵活性,促进清洁能源的消纳。     

“源-网-荷-储”协同的园区微电网优化调度

园区微电网运行在"以热定电"方式下时,微型燃气轮机电能完全跟随热负荷,限制了微型燃气轮机在经济调度中的作用。针对这一问题,提出一种考虑微电网中央控制器(microgrid central controller,MGCC)信息、微电网运行约束、储能约束的"源-网-荷-储"4层模型,解耦了微型燃气轮机电热出力的强耦合性,采用改进的粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法对模型求解,优化微电网内各单元出力。将该模型应用于某微电网实际算例,并与"以热定电"、"电热分供"2种运行方式进行比较,分析结果表明,该优化模型能够实现"源-网-荷-储"协调调度,降低微电网运行成本。     

基于机会约束规划的分布式家庭并网光伏系统优化调度模型

分布式家庭并网光伏系统是太阳能产业规划的重要组成部分,其优化调度模型是一项重要研究课题。计及光伏出力和负荷水平不确定性,采用Maximax形式的随机机会约束规划建立分布式家庭并网光伏系统优化调度模型。该模型以满足一定置信度下的运行收益最大为目标函数,计及功率平衡约束、储能相关约束以及与外网购售电功率约束等约束条件,采用混合智能算法对所建立的模型进行求解。算例分析表明,建立的模型可计及不确定性,适用于求解分布式家庭并网光伏系统的优化调度问题,并可充分保证优化调度的经济性。     

考虑可调控负荷和储能的区域互联备用优化模型

跨区互联能有效促进清洁能源消纳,但跨区互联会对区域内部机组备用及线路传输裕度产生影响,进而给电网安全稳定运行带来挑战。随着泛在电力物联网建设进程的推进,用户侧负荷需求响应不断深入,且分布式发电、储能技术也迅速发展,为解决区域互联备用问题提供了更多有效方式。同时,随着泛在电力物联网下电网结构的复杂化,传统集中式算法面临信息存储、数据交换、信息保护方面的问题。基于分布式算法,针对储能和可调控负荷参与下的跨区互联协同调度问题进行了研究。首先,建立了考虑风光火储和可调控负荷的多区域调度场景。然后,以多区域系统总运行成本最小为目标函数,考虑不确定性下的鲁棒等价约束,由此建立多区域优化调度模型,并采用分布式算法进行求解。最后,通过算例分析验证了鲁棒等价约束的有效性及储能系统和可调控负荷对缓解机组备用压力的有效性。     

考虑电动汽车充电和需求侧响应的光伏微电网多目标优化调度

本文针对考虑电动汽车充电和需求侧响应的光伏微电网优化调度问题展开研究。首先,对包含电动汽车充电装置的光伏微电网的典型结构及其组成单元功能进行简要分析。在此基础上,以系统的总运行费用及与电网的交换电量最小为目标,综合考虑功率平衡、储能的荷电状态、可转移负荷的时间范围、电动汽车的充电时间等约束条件,构建了在分时电价和需求侧响应机制下的光伏微电网多目标优化模型。其次,针对模型具有多目标、多约束和非线性等特点,提出了基于非支配排序遗传算法的优化求解策略。最后,利用实际的光伏微电网结构和运行数据,在Matlab平台上对不同折旧成本时的优化方案进行仿真分析,获得光伏微电网优化调度问题的多组Pareto最优解集。通过分析选取的典型调度方案,验证优化模型的合理性和有效性。     

基于IGDT的含广义储能的独立直流微网日前优化调度

微电网的能量管理与优化调度作为构建新型电力系统的重要环节,提高其可再生能源的消纳水平、降低源荷不确定性风险以及优化系统运行成本具有重要意义。因此,文中提出一种基于信息间隙决策理论(information gap decision theory, IGDT)的含广义储能的独立直流微电网日前优化调度模型。首先,构建含超级电容的混合储能系统,以降低蓄电池运行成本,将具备虚拟储能特性的柔性负荷与混合储能相结合,形成广义储能,充分发挥微电网系统内灵活性资源特性;其次,考虑系统风光荷不确定性,引入IGDT模型,在确定性模型基础上建立风险规避策略下的鲁棒模型和风险投机策略下的机会模型,从2种决策角度追求降低风险与最大化收益;最后,基于算例仿真分析,证明该调度策略在降低微电网运行成本的基础上可量化不确定性因素对系统调度决策的影响,验证了模型的有效性和可参考性。