用户侧微电网的能量管理方法综述

用户侧微电网是协调分布式发电与用户负荷的有效载体,而能量管理系统是提高其运行效用的重要途径。从用户侧微电网的能量管理需求与应用特点出发,系统论述了在线凸规划、在线模型预测控制、李雅普诺夫优化和在线线性规划等四类在线算法的基本原理。综述了其在微电网或类似系统能量管理中的应用情况,分析了不同在线算法的特点、性能、适用范围及评价指标。最后,简要总结了目前存在的难点问题与发展前景。     

用户侧互动模式下的微电网优化协调调度策略研究

随着可再生能源的不断渗透,微电网的管理呈现出复杂性与多样性,制定高效的调度策略不仅能够减轻大电网的负担,更能实现彼此互利共赢。文章针对同时具有风光柴储的典型微电网,研究在并入外部电网的情况下,最大化地发挥用户侧与微电网的互动潜力,协调各微电源之间出力得到优化调度策略。最后,依据所提出的评价指标对每一种优化调度策略进行评估。通过仿真与对评价指标的计算,验证了所提出调度策略的有效性与合理性。     

计及需求侧管理的热泵-储能型微电网能量优化策略

为减少储能总容量和蓄电池动作次数,提出一种计及需求侧管理的微电网能量优化策略。考虑热泵的负荷特性,根据产热量与热泵工质流速的关系建立相应的热泵系统模型。根据热负荷日需求曲线,对热泵的储热容量模型进行分析与计算;按照频率区间将微电网功率波动划分为高频成分与中低频成分,并采用模糊控制理论将波动功率在热泵、蓄电池与超级电容间进行分配。该策略对微电网进行削峰填谷,对功率波动进行抑制,实现了微电网的可靠、经济运行。算例验证了所提能量管理策略的正确性与有效性。     

用户侧微电网计量问题研究

随着微电网的快速发展以及多种分布式电源接入微电网,用户侧微电网计量需求越来越迫切。在此针对微电网双向电能计量问题,梳理了微电网的多种拓扑结构,提出了微电网计量点的设置原则。并根据微电网的不同运营模式和产权结构,分析了对应的计量需求,规范了对应的计量点设置和相应的计量方式。     

考虑微电网间能量互济的多微电网日前经济优化策略

当一定区域内大量微电网接入配电网时,微电网的调度高效性以及运行经济性将难以保证,为此提出基于实时电价的并网多微电网日前经济优化策略。首先以多微电网总运行成本最低为目标,通过协调多微电网内各微电网之间能量互济、微电网与配电网之间的能量交互以及微电网内部各分布式发电单元的出力分配,实现多微电网的经济优化;继而为求解该模型,提出基于非线性变异算子的改进Jaya算法以获得更高的求解精度以及抗早熟收敛能力。测试结果表明:该经济优化模型能切实降低多微电网的总运行成本,所提出的改进优化算法具有良好的求解性能。     

工业型用户侧微电网储能运行方式与微电网的运营模式

在分析工业型用户侧微电网特点的基础上,归纳总结了微电网中的储能容量及功率配置的原则,分析了工业型用户侧微电网投资主体的多样性,在电网投资储能情况下,提出了以促进光伏就地消纳为主、优化调节微电网对外联络功率为辅、兼顾经济效益为能量优化目标的微电网及储能优化运行的原则和优化流程,提出了适合工业型用户侧微电网的运营模式。以实际微电网工程为例,介绍了储能选型的过程,详细计算分析了在所提储能运行方式下储能的收益和各投资主体的分配比例,为工业型用户侧微电网的规模化发展提供了运营模式参考。     

用户侧微电网高渗透率接入配电网的优化配置方法

用户侧微电网高渗透率接入加大了配电系统运行的灵活性,但原有的配电网优化配置方法已不能为新环境下的网络提供高效有力的规划支撑。针对这一问题,综合考虑高渗透率微电网接入对配电网造成的经济性和稳定性影响,本文以系统收益最大化和电压偏差最小化为优化目标,提出了一种新型的用户侧微电网高渗透率接入配电网的选址定容配置方法。在考虑微电网运行特性的基础上,设计了两种微电网控制方案,考虑了昼夜和季节对运行方式的影响,提高了优化配置的准确程度。以IEEE 33节点系统为例,通过计算验证了该方法能够为用户侧微电网高渗透率接入配电网的规划提供有效支持。     

用户侧能量管理系统初探

基于国内外知名企业在家庭能量管理系统、楼宇能量管理系统和企业能量管理系统方面的实践,提出了用户侧能量管理系统(U-EMS)的概念。阐述了3类U-EMS的具体构架和研究进展,分析了U-EMS应具备的主要功能。最后,探讨了U-EMS在近期的实践和发展以及长期发展中需要解决的问题。     

用户侧微电网技术经济评价研究综述

为最大限度地发挥微电网技术在经济、能源和环境中的优势,国内外围绕微电网运营模式及技术经济评价展开了深入研究。在对国内外相关文献分析基础上,提取出典型的用户侧智能微电网的用户模式,给出了研究微电网运营模式和技术经济的合理技术路线。针对其运营方式,不仅分析了现有方案的利弊,还给出了方案投资收益分析的具体方法。对于电力市场的实时需求响应,在已有的设计方案的基础上进一步深入研究,提出了需求响应市场的初步方案。     

用户侧微电网的特征及关键技术

分析了用户侧微电网的特征、基本结构及其面临的挑战,在此基础上总结提炼了用户侧微电网待解决的关键技术,包括运行模式与经济评价方法、供电模式与规划设计方法、双向计量与监控技术、控制与保护技术、优化运行与能效管理技术,以及光伏/储能微电网系统平台和关键设备的研发。这些技术有利于打好用户侧微电网商业运营的基础,提升用户服务质量和供电可靠性,实现微电网的并网与规模化发展以及安全稳定运行。     

能源互联网环境下用户侧微电网的形态及优化运行

随着能源互联网的发展,各类新技术将最先接入用户侧微电网,改变传统的发电、用电以及运营模式。用户侧微电网融合多种分布式能源、储能设备以及可控负荷,为能源互联网环境下更加灵活、高效的能源转换和利用提供支撑。对能源互联网环境下用户侧微电网的形态、关键技术和运营模式进行了展望,并研究了微电网内部和微电网间的协调运行方式。基于分布式电源功率预测与用户负荷预测技术,提出了用户侧微电网优化运行方法。运用分布式模型预测控制技术在线更新预测信息和微电网运行状态,优化上下层运行策略从而收敛于最优平衡状态,为用户侧微电网的调度和运行提供了参考。     

基于需求响应的用户侧微电网多目标优化运行方法

需求响应使用户积极参与到电网的优化运行中,是实现用户侧微电网优化运行的重要手段。针对用户侧微电网,提出了基于价格激励与可控负荷的优化运行模型。模型中包括实时电价的分区策略与可控负荷的调控策略。将用户用电成本,空调与热水器温度与目标温度的差值最小化作为优化目标,将可延迟负荷的延迟时间,可计划负荷的工作状态作为决策变量。通过仿真计算与分析,验证了优化模型的可行性与有效性,为用户侧微电网的低成本运行提供了理论支持。     

考虑分区需求侧管理的交直流混合微电网能量优化调度

考虑到交直流混合微网特殊的电气特性和网架结构,建立了交直流混合微网能量优化管理模型。针对交流区和直流区不同的负荷特性,分别对交流区负荷采用直接负荷控制和负荷中断方式,对直流区负荷采用负荷平移方法进行需求侧管理。通过算例验证所建模型适用于交直流混合微网,并能够借助需求侧管理技术提升微网的经济性和供电可靠性。     

微电网分层分布式能量优化管理

以系统经济性、环保性、供电可靠性为优化目标,提出基于多代理系统的微电网分层分布式能量优化管理策略,将传统集中式能量优化转变为包含细化变量定义域的微电源分布式计算、基于遗传算法的中心控制器优化、修正优化解的分布式并行调节以及生成最终解的全局协调这4个阶段的分层分布式能量优化,并将各微电源的运行特性与用户控制目标以约束条件的形式,分散到各阶段予以实现。在此基础上,分别针对微电网单目标与多目标优化问题,介绍了各单元代理在每个阶段的工作任务和协作关系,并利用MATLAB和JADE平台构建针对未来24 h的系统优化算例。计算结果表明所提分层分布式能量优化策略能够弱化对微电网中心控制器性能的要求,并且具有更快的运算速度和较好的优化效果。     

商业型用户侧微电网典型拓扑设计与分析

随着分布式能源发电的快速发展,对接入分布式电源的用户侧微电网进行拓扑分析和系统设计,是保证高渗透率用户侧微电网安全稳定运行的关键。从商业型用户侧微电网特点出发,对分布式电源接入用户侧微电网的方式进行研究,设计分析分布式电源接入商业住宅型、办公型用户侧微电网的典型拓扑,旨在促进用户侧微电网可靠建设与发展。     

基于储能SOC状态的微电网能量优化调度策略研究

为了满足微电网能量调度要求,根据储能系统在不同运行模式下的功能定位,提出了一种基于储能SOC状态的微电网能量优化调度策略。在调度响应方面,利用该策略可实现微电网与配电网功率交换遵循调度计划,保证调度计划的有效性。在经济运行方面,利用该策略可实现公共连接点配电变压器的最佳运行,降低电力系统损耗。该策略充分考虑了电力公司通过改变用电电价鼓励用户参与需求侧管理的需求,结合实时电价调整储能SOC状态实现用电成本最低。利用该策略可实现微电网离网时稳定运行,提高可再生能源利用率,保证重要负荷的供电,防止蓄电池的过充及过放等。     

考虑分时电价和需求响应的家庭型用户侧微电网优化运行

在考虑分时电价和需求响应的基础上,建立了含有光伏发电、风力发电以及蓄电池的家庭型用户侧微电网优化运行模型,提出了一种家庭型用户侧微电网需求响应方法.优化模型以综合考虑用户的购电费用和舒适度为优化目标,尽可能多地将峰时电价时段的家用负荷功率向谷时电价和平时电价时段移动.采用粒子群优化算法对模型进行了求解,在算例分析中对比了优化前后微电网向电网公司支付的购电费用,验证了所提优化算法的有效性.     

削峰填谷策略下微电网多时间尺度能量优化

在并网模式下,微电网通过控制联络线潮流的大小及方向,可以为大电网提供削峰填谷的辅助功能。但是,由于微电网系统中的可再生能源和负荷同时呈现随机波动的特性,使得微电网与主网相连的联络线上功率波动较大,并影响到配网的安全运行。为此,本文针对削峰填谷策略,提出一种微电网多时间尺度的能量优化管理方法。首先,通过模糊模型得到峰谷时段微电网与大电网联络线上的预设交换功率曲线;其次,提出了基于时计划、调整计划和实时计划三种不同时间尺度下的多能源协调优化方法,以实现削峰填谷策略下微电网的能量控制目标;最后,针对一个包含风/光/储微源的典型微网,对所述多时间尺度优化方法进行了仿真实验与分析,证明了该方法对于控制联络线功率波动的有效性。     

计及多时间尺度需求响应资源的微电网能量优化调度策略

随着电力体制改革的深入,用户侧微电网逐渐形成多方投资+集中管控的运营模式,研究计及运营商利益的微电网能量优化具有重要的现实意义。文章提出一种以运营商购售电收益最大化和需求响应补偿成本最小化为目标的微电网能量优化调度策略。该策略计及需求响应多时间尺度特性,将集群空调和集群电动汽车2种需求响应资源纳入日前-日内-实时3种时间尺度调度计划中,并根据各阶段可再生能源预测信息以及电价信号,逐级优化储能出力和需求响应供应量,实现运营商的全局利益最大化。负荷聚集商基于集群空调和集群电动汽车的控制模型预测各时段可控负荷容量并实时响应调度指令。最后,通过算例验证本文所提调度策略的有效性。     

多智能用户微电网的分层分时能量管理

针对存在多智能用户的微电网能量管理,提出了一种分层分时的控制架构和多时间尺度管理策略。根据能量在微电网内部不同供电模块间的流动,建立系统的分层模型和基于不同时间尺度控制结构的能量管理优化问题。并针对上下两层优化问题分别采用不同时间尺度进行优化。在慢时间尺度内求解上层优化调度问题以实现在长时间内对能量的优化调度;在快时间尺度内求解负荷实时优化调度问题,实现短期内对用户需求的实时供应。最后,通过数值仿真证明算法有有效性。