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基于MPSO算法含电动汽车的微网优化调度

电网与清洁能源 2020年第8期36卷 116-122页

作者：马立新徐嘉辉杨天笑上海理工大学机械工程学院上海200093

在保证微网系统安全稳定运行的前提下,考虑风光储等分布式电源及电动汽车等随机负荷并网,以微网最低综合运行成本为目标,建立了含电动汽车的多能互补微网优化模型。提出了一种改进粒子群算法(MPSO),通过仿真分析证明了该方法在包含电动... 详细信息

在保证微网系统安全稳定运行的前提下,考虑风光储等分布式电源及电动汽车等随机负荷并网,以微网最低综合运行成本为目标,建立了含电动汽车的多能互补微网优化模型。提出了一种改进粒子群算法(MPSO),通过仿真分析证明了该方法在包含电动汽车等随机负荷的多能互补微网中,能够快速收敛得到最优运行方案,显著降低了微网运行的成本,具有较好的实际应用意义。

关键词：分布式能源电动汽车微网优化改进粒子群算法蒙特卡罗模拟多能互补

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基于风光互补混合储能系统的微电网优化及电能质量提升

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中国电力 2025年

作者：王勇王辉胡雅涵赵鹏李雪男国网陕西省电力有限公司经济技术研究院输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 清华四川能源互联网研究院

随着可再生能源的快速发展，灵活、高效和经济的能源存储系统在维持电网功率平衡方面变得至关重要。本文通过变分模态分解方法，建立了一个新能源混合储能系统的容量优化微网模型，以实现风光互补微电网中储能容量的最优配置，从而提升... 详细信息

随着可再生能源的快速发展，灵活、高效和经济的能源存储系统在维持电网功率平衡方面变得至关重要。本文通过变分模态分解方法，建立了一个新能源混合储能系统的容量优化微网模型，以实现风光互补微电网中储能容量的最优配置，从而提升供电质量。该方法基于频域和时域之间的能量映射关系，采用交替方向乘子法迭代求解，以最小化本征模函数的带宽和。通过Hilbert变换和模态混叠能量计算，确定最佳分解模态数。在信号重构后，根据超电容和电池的特性选择高频和低频分界点，并计算相应的充放电功率及额定容量。最后的案例研究结果表明，所提出的方法在经济性和可行性上优于现有的能源存储配置方法，不仅提高了电池的使用寿命，还可以降低年综合成本。

关键词：混合储能系统微网优化电能质量变分模态分解交替方向乘子法

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微网系统多时间尺度调度运行优化方法研究

微网系统多时间尺度调度运行优化方法研究

作者：王丹沈阳工业大学

学位级别：硕士

微网是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以并网运行,也可以孤立运行。要想保证微网高效、经济地运行,就需要对微网内部各... 详细信息

微网是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以并网运行,也可以孤立运行。要想保证微网高效、经济地运行,就需要对微网内部各微源间、微网与大电网间的运行调度和能量优化进行管理,研究制定出合理的控制策略。本文在算法设计方面,首先,在分析微网优化运行调度的基础上,以包含风电、光伏发电系统、热电联产机组、燃气热泵、电冷(热)以及配电网的微网系统为背景,分别建立了各微源的成本模型;其次,针对日负荷优化调度问题,以微网一天24h内的所有发电单元的发电成本及污染物排放治理费用之和最小化为目标,采用微源不停机运行模式,建立了以小时为周期的包含污染物排放治理费用、微网与外部电网的电能交换成本、各微源的燃料消耗成本、折旧成本、运行维护成本的优化模型;并对微源不停机运行模式调度时负载率低的问题,采用微源可停机运行模式,提出了基于负荷分段机制的微网优化调度算法,根据负载率的不同,选择不同的微源参与优化调度,同时在优化模型中加入开关机成本;最后,针对以小时为单位的调度响应不及时问题,采用多时间尺度调度方法,在以小时为周期的调度基础上,加入15分钟调度,建立了15分钟调度模型。在算法验证方面,采用典型的负荷数据,运用遗传算法对所建立的模型求解,分别对各调度机制下的微网孤岛运行和并网运行进行仿真验证,仿真结果表明,采用负荷分段机制的24h日调度,能够有效提高机组负载率,并减小电平衡差和热平衡差;多时间尺度调度可以对小幅度的负荷及间歇式功率波动做出实时响应。

关键词：微网微网优化日前调度多时间尺度 15分钟调度

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面向车—网联合运行的微网建模与优化配置

面向车—网联合运行的微网建模与优化配置

作者：姚春雨东北大学

学位级别：硕士

随着科技的飞速发展,能源与环境之间的矛盾日益加深,化石燃料向清洁可再生能源的转化成为当前的研究热点。电动汽车作为一种低污染、高能效的新兴交通工具,具有广泛的发展前景。由于电动汽车自身功率高和接入随机性的特点,使其在规模化... 详细信息

随着科技的飞速发展,能源与环境之间的矛盾日益加深,化石燃料向清洁可再生能源的转化成为当前的研究热点。电动汽车作为一种低污染、高能效的新兴交通工具,具有广泛的发展前景。由于电动汽车自身功率高和接入随机性的特点,使其在规模化接入时会对电网的安全性产生一定影响,而微网对多种新型用电设备接入的良好支持为解决该问题提供了新的途径。微网在能源与环境方面具有明显优势,通过合理配置将电动汽车接入微网,既减轻了电动汽车接入的随机性对大电网造成的不良影响,又可以协助解决可再生能源发电间歇性的问题,提高可再生能源的利用率,因此,对电动汽车接入微网运行系统的仿真建模与优化工作进行研究具有较高的实用价值。本文总结了微网与电动汽车建模与运行控制领域的国内外研究现状,详细介绍了微网与电动汽车的基本特点及发展情况。结合电动汽车接入微网运行的理论基础、微网中发电设备的特性以及电动汽车的充放电特性,对微网-电动汽车模型构建中的关键建模技术和模型优化方向、方法等进行归纳分析,在此基础上完成微网-电动汽车模型的构建,进行仿真运行与优化配置的研究。主要进行以下几方面的工作:（1）采用基于智能体的多方法建模技术,在光伏发电系统、风力发电系统、储能设备以及电动汽车行驶与充放电模型构建的基础上,从能量流动的角度关联与整合模型中各个发储用电模块,完成微网-电动汽车联合运行系统整体模型的构建工作。（2）在联合运行模型的基础上,完成模型运行演示与分析界面的建立,形成一套完整的仿真实验系统。该系统既满足了模型在运行过程中各个模块的运行总体情况的直观体现,又增强了仿真系统运行分析的能力。（3）完成联合模型的仿真运行并对运行状况进行分析,把提高模型的可靠性作为微网优化的目标,设置两组优化方案并通过仿真实验进行对比。结果表明采用错峰充电与梯度增长充电功率相结合的优化配置方案可以达到提高算例微网系统可靠性的目标,验证了本文所构建的仿真系统对微网-电动汽车联合运行系统仿真分析与优化的实用价值。

关键词：智能电网电动汽车智能体建模仿真系统微网优化

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独立光伏微网容量优化配置

山东电力技术 2016年第4期43卷 1-9页

作者：李龙坤王敬华孙桂花山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博255012 国网山东省电力公司泰安供电公司山东泰安271000 山东科汇电力自动化股份有限公司山东淄博255087

独立光伏微网系统中,因太阳能固有波动性、不可控性等特点,微网电源间的相互协调与控制变得复杂。所以,解决电源与负荷的能量匹配问题是独立运行状态下微网稳定的首要条件。将改进的粒子群算法应用到解决光储柴(光伏、储能、柴油发电)... 详细信息

独立光伏微网系统中,因太阳能固有波动性、不可控性等特点,微网电源间的相互协调与控制变得复杂。所以,解决电源与负荷的能量匹配问题是独立运行状态下微网稳定的首要条件。将改进的粒子群算法应用到解决光储柴(光伏、储能、柴油发电)协调配合的全年独立运行的微电网电源容量优化配置中,建立光伏、储能、柴油发电的稳态数学模型。通过全年微网运行综合费用分析,建立以全年综合费用最低为目标的成本数学模型。针对微网的不同运行状态,提出微网电源协调配合的能量管理策略。遵循提出的能量管理策略,利用改进的粒子群算法得到微网电源的最优容量配置方案,结果表明改进的粒子群算法具有全局寻优能力强的特点。

关键词：光伏微电网模型微网优化粒子群算法

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分布式发电优化配置研究综述

电力系统自动化 2009年第18期33卷 110-115页

作者：王守相王慧蔡声霞天津大学电力系统仿真控制教育部重点实验室天津市300072 南开大学周恩来政府管理学院天津市300071

随着智能电网成为当前研究热点,作为其重要功能组成的分布式发电将在电力系统中得到越来越广泛的应用,分布式发电的优化配置问题变得尤为重要。文中针对分布式发电的优化配置问题进行了综述,对其国内外发展现状做了概括和分析。具体给... 详细信息

随着智能电网成为当前研究热点,作为其重要功能组成的分布式发电将在电力系统中得到越来越广泛的应用,分布式发电的优化配置问题变得尤为重要。文中针对分布式发电的优化配置问题进行了综述,对其国内外发展现状做了概括和分析。具体给出了几种常见的优化配置模型,重点介绍了建立在单目标优化基础上的分布式发电多目标综合优化配置模型;总结了分布式发电的优化配置方法,将其归类为解析方法、启发式方法和随机优化方法,还介绍了多目标函数的处理方法。最后探讨了组成微网的分布式发电的优化配置问题,并展望了分布式发电和微网优化的未来发展方向。

关键词：分布式发电优化配置多目标优化微网优化智能电网

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V2G模式下的电动汽车充放电控制策略研究

V2G模式下的电动汽车充放电控制策略研究

作者：李婷婷安徽工程大学

学位级别：硕士

环境污染的严峻、化石能源的减少都在加快新能源汽车的发展,作为受政策补贴的绿色出行工具,新能源汽车渗透率越来越高,其充电行为在时间和空间上都有很强的不确定性,以致过多电动汽车(Electric Vehicles,EVs)无安排充电给传统配电网带... 详细信息

环境污染的严峻、化石能源的减少都在加快新能源汽车的发展,作为受政策补贴的绿色出行工具,新能源汽车渗透率越来越高,其充电行为在时间和空间上都有很强的不确定性,以致过多电动汽车(Electric Vehicles,EVs)无安排充电给传统配电网带来严重考验,如负荷水平的增高、电能质量的下降及网络损耗的加大等一系列问题。V2G(Vehicles-to-Grid)技术是一种集成的综合应用,结合了电力电子、通信和计量技术等,实现了电能双向传输。在V2G模式下,分析电动汽车充电行为规律,通过电价激励措施优化EVs负荷分布,减轻EVs负荷负面效应,同时EVs储能优势可平衡分布式电源出力不足情况,促进未来电动汽车更好的融入智能电网中。在此背景下,对EVs充电策略做了相关研究工作,具体如下:(1)以私家电动汽车为研究对象,由传统汽车行驶数据代替电动汽车行驶规律,经蒙特卡洛模拟法对其进行概率抽样仿真得到充电功率分布,分析其结果可知,在没有任何控制措施下其负荷高峰时段与日常居民负荷高峰重合,不利于配电网稳定运行,造成严重负荷波动。(2)提出基于需求响应的峰谷分时电价有序充电策略,利用模糊原理划分峰谷时段,分析需求价格弹性矩阵,阐述了需求和价格之间的关系,通过需求价格弹性系数可预测在电价发生变化后,响应的各时段负荷需求的变化量,最后将负荷标准差最小作为电动汽车充电控制目标,并由遗传算法得到最优结果。仿真研究表明,提出的充电控制手段可明显减小峰谷差率,使电网供电更加连续可靠。(3)研究了微电网优化调度问题,分析各分布式发电单元数学原理,并提出多目标优化运行目标,根据电动汽车是否放电设置不同充电情景,运用NSGA-Ⅱ求解优化结果,并根据选择原则在Pareto前沿解中选取全局最优解,对比优化结果得到电动汽车放电可减小微网储能建设成本,并能更好地优化分布式电源出力,缓解高峰用电时段出现供电不足现象,减少系统负荷波动,同时车主可通过放电获得收益,实现V2G系统整体优化运行。

关键词：电动汽车 V2G 蒙特卡洛分时电价微网优化

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基于边缘计算的智慧能源配电优化方案研究

基于边缘计算的智慧能源配电优化方案研究

作者：毛中麒电子科技大学

学位级别：硕士

随着微电网大规模建设和逐步发展,为了实现高效且低延时的数据处理,满足智能电网用户需求,新兴的智慧能源系统不断地部署在边缘端,将边缘计算模块整合进微网系统,就近提取终端设备数据,开展实时可靠的数据分析,实现对微网发电能力掌控... 详细信息

随着微电网大规模建设和逐步发展,为了实现高效且低延时的数据处理,满足智能电网用户需求,新兴的智慧能源系统不断地部署在边缘端,将边缘计算模块整合进微网系统,就近提取终端设备数据,开展实时可靠的数据分析,实现对微网发电能力掌控、预测和发电行为分析,调度微网发电方和用户的配电互动,完成微网在负荷均衡条件下成本最优的安全微网控制。本论文将研究在边缘模块中基于数据查询分析和图计算的微网配电优化设计,论文的主要工作如下:微网的每个发电设备和用户可以建模为图中的无数节点,边缘计算模块将以微网中的用户、用电行为以及用电量等作为设计参数,建立节点数据信息库。本文创新提出一种微电网双层优化控制模型,在上层模型中,通过mean-shift聚类方法获取数据特征信息,根据构建的微网用户节点综合成本最少的目标函数进行最优化;运用粒子群算法求得设计模型的最优解,通过归一化函数和权重比例公式计算出图节点各成本属性的权重比例。在确定图节点权重的基础上,对生成的加权图使用Dijkstra算法求解两节点最短路径求的最优解,给出一个用户电力交易最优匹配方案。根据边缘环境中计算存储资源有限的场景和接入终端多样复杂的数据特点,分别使用稀疏矩阵和记忆化搜索对Dijkstra路径搜索算法实行优化和改进,在不破坏点网系统图总体结构的基础上减去不必要的节点,使得其占用的存储空间降低了96%以上。在原始算法和改进算法所有路径最优解一致的情况下,所提算法的运行效率提高了45%,预算运行速度提高了40%左右,验证了改进后的算法在不牺牲计算性能的前提下,其算法实现复杂度更低,同时运行效率显著提高。最后,本文将改进后的算法应用到智慧能源边缘计算系统中,搭建了智慧能源系统的微网配电优化模块,其可以运行于实际电网系统上。综上所述,本文以边缘计算为应用场景,主要研究分析了微网配电优化方案,对微电网系统进行模型建立和仿真分析;对优化算法和图搜索算法进行算法推导,算法举例和实例验证等操作;对核心算法进行改进优化处理,应用到边缘板卡中实现微网配电优化,微网用户交易等业务功能。

关键词：微网优化图计算 Dijkstra算法边缘计算

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光伏微网系统光储协调配置研究

光伏微网系统光储协调配置研究

作者：李龙坤山东理工大学

学位级别：硕士

光伏微网系统中,因太阳能固有波动性、不可控性等特点,光伏发电系统、储能系统、柴油发电机机组间的相互协调与控制变得复杂。所以,解决微网中分布式电源与负荷的电量匹配问题是微网稳定的首要条件。目前微网电源造价昂贵,储能装置尤为... 详细信息

光伏微网系统中,因太阳能固有波动性、不可控性等特点,光伏发电系统、储能系统、柴油发电机机组间的相互协调与控制变得复杂。所以,解决微网中分布式电源与负荷的电量匹配问题是微网稳定的首要条件。目前微网电源造价昂贵,储能装置尤为突出,成为微网系统推广的瓶颈。因而,微网中分布式电源与储能装置容量的优化配置变得非常重要。本文针对以光伏发电系统为主的光伏微网及储能装置容量优化配置模型及方法做了如下工作:本文建立了光伏发电系统、储能系统、柴油发电机三种分布式电源的稳态数学模型。其中,分别分析和建立了光伏电池的物理模型和稳态数学模型。针对储能系统的约束条件和功能建立了电化学储能电池模型。光伏微网系统容量的优化从用户投资最少的角度,通过全年微网运行的综合费用分析,建立了以全年综合费用最低为目标的成本数学模型。针对微网的不同运行状态,提出了微网电源相互协调配合的能量管理控制策略。对微网容量优化的粒子群算法进行改进,解决了标准粒子群算法后期搜索能力较弱的问题。以全年历史负荷数据、光照强度、温度为输入数据,在限定的负荷缺电率(LOLP)、溢出能量比(EXC)的两个指标下,遵循提出的能量管理策略并利用改进的粒子群算法得到了微网电源的最优容量配置方案,算例结果证实了改进的粒子群算法具备全局搜索能力及寻找最优值能力强的特点。针对储能系统(BESS)的削峰填谷的功能分析,建立了基于蓄电池储能系统的运行模型,优化了储能系统配置容量。负荷缺电率技术指标衡量了削峰填谷的作用效果。最后提出了一种用于削峰填谷功能的实时、动态储能系统控制策略。以实际算例分析验证了策略的合理性。

关键词：光伏微电网模型微网优化储能控制削峰填谷