基于模型预测控制的微电网多时间尺度协调优化调度

微电网多时间尺度优化调度是消纳间歇性分布式能源的有效技术手段,针对传统基于潮流断面信息的多时间尺度优化方案易出现机组调节响应不及时、计划跟踪误差较大等问题,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的多时间尺度协调调度方法。在日前调度阶段,综合考虑电价峰谷差、储能寿命及可再生能源随机性,建立了以系统运行成本最低为优化目标的最优经济调度模型。在日内调度阶段,为应对可再生能源日前预测误差带来的联络线功率波动,同时为确保储能满足日运行能量平衡约束,提出了一种基于MPC的日内滚动优化校正策略。采用有限时间窗内的滚动优化调度代替传统单断面优化调度,提前感知未来一段时间内的可再生能源出力及联络线计划的变化从而对机组出力进行调整,同时结合时域滚动和系统实时状态的反馈校正,更大限度地消除了微电网中不确定性因素的影响,确保了日前计划的合理性及系统运行的稳定性。以某示范微电网为例,通过算例分析验证了所提模型及算法的有效性。     

微电网群功率优化控制

随着间歇性电源(分布式风电、光伏)在中、低压配电网中渗透率的提高,多个微电网可能共存于一个区域配电网中,各微电网间能量互济与协调控制的微电网群技术开始引起广泛的关注。以微电网研究为基础,分析了微电网群的典型特征及拓扑结构。以微电网群功率波动为研究对象,建立了微电网群功率波动熵值的动态调度模型,采用量子粒子群优化算法进行求解实现优化控制。仿真结果验证了所提微电网群功率优化控制方法的正确性和有效性。     

考虑网络损耗的基于模型预测直流微电网群能量优化策略

直流微电网群实现了多个直流微电网的互联与能量互济,提高了单一直流微电网供电效率和可靠性,但多个直流子网的接入使得直流微电网拓扑更加复杂,增加了网络传输损耗和协调控制难度.文中提出一种以最小损耗为目标,具有自适应分配系数的优化策略.通过对各子网预测功率的修正,实现直流微电网群功率的协调与优化.为预测各子网功率变化情况,提...     

微电网平滑过渡的功率优化控制

微电源的接入会对传统电网电压和频率造成较大影响,针对由4个不同类型微源组成微电网接入配电网后存在的并网、孤网和两种运行模式之间的切换,建立了参数更为接近实际的微电网控制模型以研究并网孤网互换、孤网下投切负荷或微源等3种运行模式的平滑过渡.对所建模型进行了仿真分析,对比了每种运行模式下采用功率优化前后的各微源出力以及微电网交流母线电压频率的变化情况.仿真结果验证了所提功率优化控制策略的可行性及有效性,实现平滑过渡的同时,可提高被优化微源的利用率.     

基于拟态物理学优化算法的微电网功率优化

考虑天气等因素对微电网有功功率平衡的影响,计及电力市场环境下的需求侧响应,将微电网负荷分为高赔偿可中断负荷(ILH)与低赔偿可中断负荷(ILL).在保证微电网功率平衡以及满足潮流、电压、频率偏移和开关损耗等约束的前提下,以微电网总收益最大为目标函数,建立考虑切负荷操作的微电网功率优化数学模型,并利用拟态物理学优化(APO)算法进行求解.微电网14节点系统的仿真结果验证了所提算法的有效性.     

基于微电网联络线功率的多目标优化研究

电池储能在消纳风、光等可再生能源波动性及提高应用经济性方面有重要应用。在此主要研究使含风力发电的微电网与配电网联络线功率成本最低或收益最高、波动最小的电池调度方法,采用粒子群优化(PSO)算法,针对联络线功率的波动性和经济性进行优化,分别用联络线功率的变异系数和其功率费用进行比较。经过算例证明,合适的电池容量可达到理想效果。     

风光预测后微电网的优化运行

采用自回归滑动平均模型进行风电预测,采用多元线性回归预测算法进行光伏预测,采用分段线性化法处理微型燃气轮机燃料费用与发电功率的关系,建立考虑充放电效率与状态的蓄电池模型。以微电网内燃料费用最低和从外部电网购电费用最低为优化目标,调用蓄电池储放能,优化微电网的运行控制策略。使用CPLEX软件求解优化函数并给出优化运行结果,结果表明所提的运行优化策略发挥了蓄电池逢电价低储能、逢电价高放能的作用,比传统的仅考虑燃料费用的控制策略节省了运行费用。     

基于模型预测控制的微电网多目标协调优化

本文针对间歇性可再生能源出力与随机性负荷需求对弱电网环境下微电网电压稳定性的影响,综合考虑可控型分布式能源运行成本、储能系统运行成本及可平移负荷的调度成本,以微电网公共点电压偏差最小与运行成本最低为目标,提出基于模型预测控制的微电网多目标协调优化控制策略。该策略由日内多时段滚动优化控制与实时反馈校正控制两部分组成。其中,日内多时段滚动优化控制以未来时段的预测模型为基础,求取当前时段各可控单元的优化控制指令;反馈校正阶段以储能系统出力调整量最小为目标,快速响应微电网内可再生能源能源出力变化与负荷波动。最后,通过一个仿真案例对所提策略进行验证,并分析了该策略的可行性和有效性。     

基于改进模型预测控制的微电网能量管理策略

微电网中分布式电源出力具有间歇性、波动性等特点,并且负荷形式多样,分布式电源和负荷的不确定性会导致微电网能量优化的不确定性。为了更好地解决上述问题,提出了一种基于改进模型预测控制(MPC)的双层多时间尺度微电网优化策略。传统MPC优化中某些模型参数固定,难以及时处理系统中的突发扰动;并且传统MPC的单个优化周期时长有限,难以处理一些与时间相关或影响优化结果全局性的复杂约束。根据微电网中不确定性因素及复杂约束提出MPC的自适应改进,能更好地适应微电网设备投切灵活、发电功率受外界影响大等特性,更好地保障系统的鲁棒性与优化的精确性。基于日前计划优化出未来的能量分配及负荷调度;在日内基于改进MPC并参考日前优化结果进行实时能量优化,从而使目标更优,提高结果的准确性。最后应用MATLAB进行仿真,证明了所提策略的适用性和准确性。     

基于共享储能的微网园区系统能量协同优化

能源互联网是冷、热、电、气高度融合的新兴途径,实现了能源系统的多目标综合优化.首先将共享储能与源-网-荷-储的微网园区综合能源系统相结合,提出了包含光伏、风力发电等分布式能源的协同优化模型;然后通过分析广义能源互联网的运营模式,综合考虑社区综合能源系统中重要设备及负荷等因素,构建以经济性为能量协调优化目标函数;其次,为...     

微电网储能多目标优化及功率平滑算法

以储能成本最低、可再生能源功率平衡优化效果最好、功率需求匹配最佳建立多目标模型,利用目标函数离差排序法确定各子目标权重系数,得到了储能的优化配置方法;提出一种平滑微电网内功率波动的实用算法,分析了各参数对功率平滑效果的影响。     

基于拉格朗日插值法的改进微网功率控制方法

基于分布式发电技术的微电网系统微电网相对传统电力系统有很多自身的优点,然而在实际运行中也会遇到许多问题。当负荷需求发生变化时,要求微电源的输出有功功率增大或者减小,则必定会造成微网频率频率的偏差,严重时可能造成电网崩溃。提出了基于拉格朗日插值法的微网改进功率控制方法。仿真结果表明,采用改进后的功率控制方法可以减少频率波动。验证了此控制策略的有效性。     

基于电力电子变压器的微网相间潮流控制研究

针对微网内高密度分布式电源DG(distributed generation)输出功率波动引起的微网三相潮流不平衡及运行不稳定问题,研究了基于电力电子变压器PET(power electronic transformer)的微网相间潮流控制方法。推导了基于三相独立控制的PET输出级变流器数学模型,提出了分相改进下垂控制策略,可以协调微网内相间的功率交换,从而保证了各相分布式电源的最大利用率。同时,增加电压和频率修正环节快速调整功率波动时的电压和频率偏差,提高了微网运行的稳定性。PSCAD/EMTDC仿真证明了所提控制策略的正确性和有效性。     

基于模型预测控制的户用微电网在线能量管理方法

针对户用微电网中可再生能源出力和负荷需求的不确定性问题,对负荷需求响应特性、可再生能源出力特征、户用微电网能量控制系统的结构特征和运行机理等方面进行了研究,提出一种基于模型预测控制的在线能量管理方法。以用户最小用电成本作为优化目标,基于模型预测控制方法对户用微电网进行动态优化。同时根据用户的用电行为建立事件驱动机制,设置相应的触发条件,只有系统接收到触发信号时才进行在线决策优化。研究结果表明:所提的在线能量管理方法能够实时响应负荷需求,降低用电成本,提高微电网供需平衡能力,并且有效降低计算量。     

楼宇直流微网用直流母线功率分级控制的新型多输入直流变换器研究

针对传统多输入变换器存在的输入/输出电压反极性、分布式能源汇集结构复杂等问题,提出一种新型多输入直流Buck-Boost变换器,有效实现楼宇直流微网中的风光混合供电,且将蓄电池直接嵌入变换器中,减小体积和降低成本。该变换器具有电路拓扑简洁、可实现升/降压、输入/输出电压同极性、各种分布式输入源可单独或同时向负载供电、蓄电池能根据负载功率变化吸收或释放功率等优点。以三输入为例分析了变换器的工作模式、推导其输入输出特性、提出基于直流母线功率的分级控制实现能量管理。通过Matlab/Simulink平台的仿真实验验证了该变换器的可行性和控制策略的有效性。     

无限时域Laguerre函数预测控制及其在热工控制中的应用

传统模型预测控制中,将来的控制作用是基于前移因子的方法计算出来的,这样的设计方法导致在快速采样、复杂动态特性或者高的闭环系统性能要求下,满意的控制作用需要大量的前移因子来计算,即大量的优化变量需要计算进而带来繁重的计算量.为此将Laguerre网络引入,用于设计受限预测控制,提出了一种基于Laguerre函数的无限时域优化预测控制(constrained infinite-time receding horizon predictive control besed on laguerre model,CIRHPCL)除可以克服上述缺点外又使优化变量减少,结果使计算负荷大大降低,通过选取无限时域性能指标,既改进了控制效果又保证了系统的稳定性,且所提出的CIRHPCL可调参数少,易于工程整定.     

感应电机基于最大转矩输入功率比的能效优化

对于感应电机运行在非额定条件下能效不高的问题,在损耗模型的基础上,结合MTPA弱磁控制策略,提出了一种新型的损耗功率最小化方法。所提出的方法称为最大转矩输入功率比(MTPIP)方法,即在恒转矩的情况下保证输入功率的最小化。其原理是首先计算转矩向量和输入功率向量的梯度,当这两个向量平行即梯度为零时,转矩输入功率的比值达到最大。为了将新方法应用于感应电机的转子磁场定向矢量控制系统中,还设计了基于损耗模型的电压解耦方式和磁通观测器。所提出的方法既保留了损耗模型法和MTPA弱磁控制策略的优点,又实现了感应电机的高能效运行。仿真实验结果表明,MTPIP方法能在不影响矢量控制系统动态性能的基础上实现感应电机能效优化。     

直流微电网能量控制策略的研究

提出了一种直流微电网的能量管理控制策略,结合直流微电网的结构和控制目标,分别设计了系统在离网和并网模式下的控制策略。并网模式下,由电网来维持直流母线电压的稳定,光伏电池和锂电池配合给负载供电。当电网异常断电时,系统能自动脱离电网孤岛运行。通过合理控制锂电池的工作方式来实现工作模式的平滑切换。搭建实验平台,通过增减直流母线负载和开断并网开关来检测系统的稳定、可靠性。实验结果表明该控制策略实现了工作模式的平滑切换,满足了系统的设计要求。     

风力发电无储能型微电网能量管理方法研究

为解决分布式风力发电输出功率的间歇性对电网产生较大的冲击及其产能过大造成的能量浪费等问题,设计一种无储能型微电网系统进行风力发电输出电能的多级调度.提出一种针对该微电网系统的分层控制方法,控制系统通过逐层对微电网系统电能的控制调度,减小风力发电间歇性导致的大功率波动并解决产能过剩的问题.最后,采用Matlab/Simu...