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中国电机工程学报 2020年第20期40卷 6468-6481页

作者：赵波张后谊陈民铀汪湘晋章雷其秦如雯国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江省杭州市310014 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) 重庆市沙坪坝区400044 美国密苏里科技大学密苏里州罗拉65409

随着多微电网系统运行环境的不断变化,各子微电网将会动态地退出或加入多微电网系统中,导致多微电网系统的物理和信息链接发生动态变化,是影响多微电网协同优化的重大因素之一。针对多微电网动态链接行为下的协同优化问题,该文在引入体... 详细信息

随着多微电网系统运行环境的不断变化,各子微电网将会动态地退出或加入多微电网系统中,导致多微电网系统的物理和信息链接发生动态变化,是影响多微电网协同优化的重大因素之一。针对多微电网动态链接行为下的协同优化问题,该文在引入体系(system of systems,SoS)方法构建多微电网So S架构以及动态交易链接矩阵的基础上,建立多微电网能量管理与贡献度评估模型,提出多微电网动态链接行为分析方法,定量分析不同动态链接行为对多微电网协同优化运行的影响。最后结合交替方向乘子法求解模型,通过仿真分析验证所建模型和分析方法的有效性。

关键词：多微电网 SoS 能量管理动态链接行为贡献度评估

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多微电网系统体系架构建模及能量协同优化管理研究

多微电网系统体系架构建模及能量协同优化管理研究

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作者：张后谊重庆大学

学位级别：硕士

随着含高渗透率可再生能源的微电网大规模接入配电网,势必在一定区域内的多个邻近微电网集群形成多微电网。通过对多微电网内子微电网集群运行进行优化可以有效提高可再生能源的消纳和管控能力。然而,由于多微电网优化问题相比单微电网... 详细信息

随着含高渗透率可再生能源的微电网大规模接入配电网,势必在一定区域内的多个邻近微电网集群形成多微电网。通过对多微电网内子微电网集群运行进行优化可以有效提高可再生能源的消纳和管控能力。然而,由于多微电网优化问题相比单微电网规模更大、复杂性更高,如何有效管理多微电网能量优化运行是多微电网研究中亟待解决的难题之一。本文引入体系方法(System of Systems,SoS)研究多微电网能量协同优化管理,为研究多微电网能量管理提供了一条新思路。首先,建立体系架构下的多微电网能量管理模型与贡献度评估模型,实现多微电网协同优化的有效管理,验证引入体系方法研究多微电网协同优化运行的可行性。然后,在此基础上,进一步建立体系动态架构下的多微电网能量管理模型,提出多微电网动态链接行为分析方法,定量分析多微电网日前不同动态链接行为对多微电网优化运行的影响。最后,更进一步考虑实时动态链接行为与故障事件对多微电网运行的影响,提出基于体系动态架构的多微电网多时间尺度自适应优化调度策略,实现多微电网自适应调整调度目标减少实时动态链接行为与故障事件对多微电网协同优化运行的影响。本文的主要研究内容如下:首先,引入体系方法研究多微电网能量管理,在分析体系特性与多微电网所呈现的特性十分契合的基础上,构建多微电网体系架构并建立考虑源-荷不确定性的多微电网双层能量管理模型,并结合列约束生成算法(Column and constraint generation algorithm,CC&G)求解模型,得到各子微电网调度计划及多微电网最小运行成本。在此基础上,贡献度评估模型根据多微电网最小运行成本求得多微电网涌现收益并结合shapely值法将涌现收益分配给各子微电网,得到各子微电网真实运行成本与各子微电网对涌现功能的贡献度。通过算例分析验证了所建模型不仅实现多微电网整体运行成本最小,而且确保各子微电网独立性和隐私保护,贡献度评估结果能为运行管理者构建多微电网体系架构实现多微电网优化运行提供决策参考。其次,为定量分析日前子微电网接入与退出多微电网的动态链接行为对多微电网运行优化的影响,有必要在验证体系方法应用到多微电网协同优化运行研究可行性的基础上,构建多微电网体系动态架构以及动态交易链接矩阵,并建立考虑动态链接行为的多微电网能量管理模型与贡献度评估模型,提出多微电网动态链接行为分析方法,定量分析不同动态链接行为对多微电网协同优化运行的影响。最后结合交替方向乘子法与非均衡纳什议价方法求解模型,通过算例分析得到不同日前动态链接行为需求下,对多微电网协同优化运行影响最大与最小的调度方案,多微电网运行管理者针对不同日前动态链接行为尽可能选取影响最小调度方案,避免选取影响最大调度方案,可提升动态链接行为下多微电网的整体经济效益。最后,在定量分析日前动态链接行为对多微电网优化运行影响的基础上,进一步分析多微电网实时运行过程中存在子微电网非计划接入或退出多微电网的实时动态链接行为和多微电网发电设备或线路发生故障的运行状况对多微电网优化运行的影响,结合模型预测控制方法,提出了基于体系架构的多微电网日前与日内多时间尺度自适应调度策略,日前调度模型以多微电网运行成本最小为目标,求解得到各子微电网储能及可平移负荷日前出力计划,日内滚动优化跟踪日前调度计划的同时实现多微电网实时能量优化,并且自适应调整调度目标减少实时动态链接行为及故障事件对多微电网协同优化影响,结合交替方向乘子法与CPLEX求解调度模型。算例分析结果表明所提调度方法能自适应应对实时动态链接行为和故障事件,提高多微电网的安全性和经济韧性。

关键词：多微电网体系能量管理动态链接行为自适应调度策略

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基于SoS体系结构的多微电网能量管理策略研究

基于SoS体系结构的多微电网能量管理策略研究

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作者：陈建华燕山大学

学位级别：硕士

微电网的能量管理旨在协调自身微源之间各时段的出力情况,达到微电网系统优化运行的目的。相对于单个微电网,多微电网之间的能量管理更为复杂,不仅要考虑微电网内部分布式电源的合作问题,而且还需要兼顾微电网之间的功率交换。此外,动... 详细信息

微电网的能量管理旨在协调自身微源之间各时段的出力情况,达到微电网系统优化运行的目的。相对于单个微电网,多微电网之间的能量管理更为复杂,不仅要考虑微电网内部分布式电源的合作问题,而且还需要兼顾微电网之间的功率交换。此外,动态的子微电网加入与退出也会对多微电网系统协调运行的效果产生一定的影响。鉴于此,本文以基于体系（System of Systems,SoS）结构的多微电网能量管理策略为研究课题,对比SoS体系结构与多微电网能量管理之间的相似之处,探究SoS体系方法下多微电网能量管理策略。首先,在借鉴前人研究成果基础之上,对微电网结构与运行模式、多微电网系统构成进行阐述,通过分析SoS体系与多微电网能量管理的特征,提出多微电网系统的SoS体系架构。然后,考虑子微电网间能量互济,进行多微电网能量管理分析,搭建多微电网内各微源的数学模型,在此基础之上,以多微电网整体优化运行为优化调度目标函数、结合子微电网之间以及自身的约束条件,利用模型预测控制理论和交替方向乘子法对多微电网的能量调度进行求解。并通过仿真分析,检验多微电网能量管理方案的优势。最后,通过图论方法,给出多微电网动态的物理结构的变化与实时的信息交互,结合多微电网内子微电网在动态投切行为下的迅速性、鲁棒性、自主性和有源性等特征,构建多微电网贡献度评估模型,探究不同时刻子微电网动态的加入与退出对多微电网整体协同优化运行所产生的影响,并通过仿真加以验证。研究结果表明,基于SoS体系结构的多微电网能量管理体现了微电网群能量互补的优势,有效的保护了各子微电网的隐私。而且基于SoS体系的多微电网动态的能量管理优化方案不仅能够确保各子微电网独立性,而且能够有效地管理各子微电网间交互功率,降低了多微电网整体运行成本,产生了涌现收益,并求出子微电网动态投切行为下对多微电网系统优化运行的不同影响,具有一定的实践应用价值。

关键词：多微电网 SoS体系结构能量管理动态链接行为协同优化

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