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基于储能优化的微电网经济调度模型研究

基于储能优化的微电网经济调度模型研究

作者：康亚群山东大学

学位级别：硕士

利用风力、太阳能等可再生能源进行发电的分布式电源越来越多;分布式电源与附近的负荷构成了一个微型的发电、供电系统,称之为微电网;微电网相关技术解决了可再生能源接入大电网的问题。作为新的发电方式及可再生能源接入的途径,微电网... 详细信息

利用风力、太阳能等可再生能源进行发电的分布式电源越来越多;分布式电源与附近的负荷构成了一个微型的发电、供电系统,称之为微电网;微电网相关技术解决了可再生能源接入大电网的问题。作为新的发电方式及可再生能源接入的途径,微电网的经济调度问题一直是深受关注的研究课题。本文在分析分布式电源、蓄电池组运行特性的基础上,实现了某实际微电网的经济调度模型。该模型的目标函数考虑了蓄电池组的使用寿命以及公共电网的峰谷电价影响。微电网中蓄电池组的使用寿命与其充放电过程有关,本文基于分布式电源出力及微电网负荷的预测结果,改进了蓄电池组优化的充、放电策略,即尽可能地利用分布式电源输出的剩余功率对蓄电池组进行充电,以减少公共电网对蓄电池组充电的电费成本,同时为了延长蓄电池组的使用寿命又要控制蓄电池组在短时间频繁充、放电次数。主要工作说明如下:1)改进了蓄电池组在微电网经济调度中的费用损失模型。一般采用充电或放电功率绝对值与蓄电池组总吞吐量之比计算蓄电池组单次充电或放电的损失费用。这个方法有不足之处,本文采用放电功率的2倍值与总吞吐量之比来计算,可以克服蓄电池组荷电状态较低时,充电功率过大导致充电费用较高而不得不减小充电功率的问题。同时,在对微电网的分布式电源与负荷预测的基础上,通过出力与负荷之间的功率平衡,对蓄电池组的充、放电策略进行优化,其基本思路是尽可能地采用可再生能源发出的电能对其进行充电,而在电价峰时段且分布式电源出力不足时,则尽可能地利用蓄电池组的储能对负荷进行供电。而且通过控制蓄电池组小功率充电或放电的次数,以提高蓄电池组的使用寿命。2)根据风力发电机输出功率损耗率相关数据与光伏电站逆变环节输出损耗率,分别建立了风电机组与光伏电站在输出功率时的费用损耗模型。这两个模型应用于分布式电源出力大于负荷时的微电网经济调度问题。3)实现了微电网经济调度的目标函数;在分布式电源出力与微电网负荷的比较基础上,将目标函数分成两段,即当分布式电源的出力大于微电网负荷时,以风力及光伏输出功率损耗最小为调度目标;当出力小于负荷时而需要蓄电池组或公共电网提供额外功率时,则以微电网内的用电成本最低为调度目标。4)在满足微电网相关约束条件,计及蓄电池组使用寿命,考虑蓄电池组优化充、放电策略,计及公共电网峰谷电价的基础上,采用粒子群算法对微电网的经济调度模型进行求解,给出了微电网内各单元的经济调度结果并进行简要分析。本文实现的经济调度模型,基于微电网中各个分布式电源的实际情况,兼顾了蓄电池组的寿命损耗与公共电网峰谷电价的影响,能够更加全面、有效地实现微电网用电成本最低的目标。通过采用粒子群算法对该经济调度模型的求解,以及对经济调度结果的分析,说明本文实现的经济调度模型具有一定的参考意义,能够为微电网的规划、调控提供较强的指导作用。

关键词：微电网经济调度蓄电池组粒子群算法负荷预测出力预测

基于改进山瞪羚优化算法的电动汽车接入微电网经济调度研究

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基于改进山瞪羚优化算法的电动汽车接入微电网经济调度研究

作者：黄韬南昌大学

学位级别：硕士

微电网能使分布式电源有效接入电网,符合新时代新能源发展的潮流。近年来,人们将太阳能、风能等清洁可再生能源大量加入微电网。同时,随着新能源汽车行业的崛起,电动汽车充电负荷接入微电网也对系统稳定性带来一系列的挑战。针对风光分... 详细信息

微电网能使分布式电源有效接入电网,符合新时代新能源发展的潮流。近年来,人们将太阳能、风能等清洁可再生能源大量加入微电网。同时,随着新能源汽车行业的崛起,电动汽车充电负荷接入微电网也对系统稳定性带来一系列的挑战。针对风光分布式电源及规模化电动汽车负荷并网带来不确定性影响的问题,本文从经济性出发,提出基于改进山瞪羚算法的电动汽车接入微电网经济调度研究课题。首先,研究了微电网调度的数学模型、分布式电源建模及风光出力的预测方法,其中分布式电源包括光伏发电系统、风力发电系统、微型燃气轮机系统、柴油发电机系统及储能系统,负荷方面包括用户负荷及电动汽车(Electric Vehicle,EV)负荷。其次,山瞪羚算法(Mountain Gazelle Optimizer,MGO)寻优能力强,可用于求解高维度问题,但其存在前期搜索能力不足、后期易陷入局部最优的问题。本文通过引入佳点集策略、随机反向学习和柯西变异扰动对该算法进行改进,提出改进山瞪羚算法(Improved Mountain Gazelle Optimizer,IMGO),并比较验证改进后的有效性。随后采用IMGO算法优化双向长短期记忆网络(Bidirectional Long Short-Term Memory,Bi LSTM)对风电、光伏负荷数据进行预测。再次,为了合理预测电动汽车的不确定性负荷,本文采用Any Logic仿真软件来建立EV多智能体充电模型,提取公共特征得到不确定性负荷数据。并通过对比,仿真结果验证了EV有序充放电策略的经济性。最后,建立了微电网经济调度模型,将预测数据导入模型分析,利用IMGO算法优化EV微电网中可控分布式电源的参数,提出考虑最小惯量需求的调度策略,在维持系统稳定性的基础上进行最优经济调度。能够有效解决风光分布式电源及规模化电动汽车负荷并网带来不确定性影响。仿真结果验证了基于IMGO算法的微电网经济调度的合理性以及EV有序充放电策略的经济性。

关键词：改进山瞪羚算法微电网经济调度最小惯量需求电动汽车负荷多智能体模型

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含分布式电源的微电网经济调度模型研究

含分布式电源的微电网经济调度模型研究

作者：白峪豪浙江大学

学位级别：硕士

以分布式发电为主要发电方式的微电网的出现是解决现有电能缺口和能源危机的主要手段。微网,作为这些新的发电技术和供能方式的接入终端,需要在保障系统供电安全可靠的情况下尽可能发挥分布式发电资源的最大效益,这需要微电网中心调度... 详细信息

以分布式发电为主要发电方式的微电网的出现是解决现有电能缺口和能源危机的主要手段。微网,作为这些新的发电技术和供能方式的接入终端,需要在保障系统供电安全可靠的情况下尽可能发挥分布式发电资源的最大效益,这需要微电网中心调度单元的统一协调控制。微电网内含有多种分布式电源,其发电特性以及发电成本各异,且受客观天气条件、原料价格等因素的影响。分布式机组还可以与锅炉等供热机组联合循环,从而大大提升了能量的利用效率,带来可观的经济效益。但是,“热电联产”、“发电特性的各异”以及“可再生能源的波动性”都增加了微电网经济调度问题的复杂性。本文从“微网”级用户的用电管理需求出发,提出了微电网的多种不同的控制策略,并建立了包含风力发电机、太阳能光伏电池阵列、微型燃气轮机、钠硫储能电池的微电网经济调度模型,在实际微电网下进行仿真分析含多种分布式电源的微电网在不同控制策略下、不同目标值下以及不同季节典型日条件下的经济性。此外,微电网的机组选型对于微电网的经济运行有重要影响,本文根据风电、太阳能、燃气轮机等分布式发电机组的特点,建立了分布式发电机组经济效益评估模型来优化配置微电网中的发电设备。通过在一个简单微电网系统上进行仿真分析,验证了所建立模型的合理性。

关键词：微电网经济调度热电联产分布式发电控制策略机组经济效益评估

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含电动汽车的微电网最优经济调度

含电动汽车的微电网最优经济调度

作者：刘祥国山东大学

学位级别：硕士

随着能源逐步枯竭以及环境污染越来越严重,举全国之力发展可再生能源,才能够可持续发展。而微电网作为消纳分布式电源的主要方式,具有环境友好等特点,因而备受关注。同时为了缓解能源枯竭与环境污染所带来的问题,电动汽车也得到了大规... 详细信息

随着能源逐步枯竭以及环境污染越来越严重,举全国之力发展可再生能源,才能够可持续发展。而微电网作为消纳分布式电源的主要方式,具有环境友好等特点,因而备受关注。同时为了缓解能源枯竭与环境污染所带来的问题,电动汽车也得到了大规模的普及,并有逐步替代燃油汽车的趋势。经济调度旨在满足负荷需求以及各种约束条件下,协调各电源出力,使系统运行成本最小。由于微电网中各分布式发电单元的多样性,其发电费用也有所不同,因此有必要在微电网系统中对发电单元进行经济调度。当电动汽车加入微电网后,它们无规律的充放电行为会使微电网稳定运行出现问题。因此研究大规模的电动汽车接入微电网问题,以便建立良好的调度策略,使得微电网和电动汽车用户均获益是很有必要的。文中以含有风力发电机组、太阳能光伏阵列、铅酸电池、燃气轮机构成的微电网为基础,建立了以运行成本、燃料费用、电动汽车的调度费用、电能交易费用之和的总费用最少为目标函数,考虑系统中各机组的出力约束和蓄电池、电动汽车的电量约束,并把电动汽车分为可调度和不可调度两类,分别采用时段充电法和Monte Carlo模拟方法计算电动汽车在一个调度周期的总充放电功率,最后采用飞蛾捕焰优化算法对燃气轮机每小时输出的功率进行优化,分别对含有电动汽车微电网和不含电动汽车微电网一个调度周期的运行成本进行了比较。算例结果表明含有电动汽车的微电网比不含电动汽车的微电网运行成本更低。

关键词：微电网经济调度电动汽车飞蛾捕焰优化算法时段充电法 MonteCarlo模拟方法

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考虑风光储能的微电网日前经济调度

新型工业化 2021年第5期11卷 212-214页

作者：杨秋爽李厚蕾王宇贵州大学电气工程学院贵州贵阳550025

以实现经济性最优为目标,在得到风机出力、光伏出力、负荷出力的日前预测上,考虑电网侧的实时电价。对风光储能不参与、风光全额利用储能不参与、允许弃风弃光储能不参与、允许弃风弃光储能参与四种调度方案进行探讨。分析实时电价制定... 详细信息

以实现经济性最优为目标,在得到风机出力、光伏出力、负荷出力的日前预测上,考虑电网侧的实时电价。对风光储能不参与、风光全额利用储能不参与、允许弃风弃光储能不参与、允许弃风弃光储能参与四种调度方案进行探讨。分析实时电价制定储能购电售电策略、结合功率平衡等约束条件,利用线性规划进行求解。得到各种方案的供电构成图和供电成本,实验结果表明:储能和允许弃风弃光对参与微电网经济调度有着重要作用。

关键词：实时电价风机光伏储能线性规划微电网经济调度

考虑风电出力不确定性的微电网两阶段鲁棒优化调度模型

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浙江电力 2024年第11期43卷 106-115页

作者：姚俊伟何奇张宇谢琼瑶王海亮邓玲胡长宇国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司湖北宜昌443000 宜昌电力勘测设计院有限公司(国网宜昌供电公司经济技术研究所) 湖北宜昌443000 梯级水电站运行与控制湖北省重点实验室(三峡大学) 湖北宜昌443002

为有效应对风电机组出力的不确定因素对微电网安全经济运行的影响,提出了考虑风电出力不确定性的微电网两阶段分布鲁棒优化调度模型。首先,利用改进DNN(深度神经网络)对风电场进行出力预测,计算预测误差;然后,采用非参数核密度估计方法... 详细信息

为有效应对风电机组出力的不确定因素对微电网安全经济运行的影响,提出了考虑风电出力不确定性的微电网两阶段分布鲁棒优化调度模型。首先,利用改进DNN(深度神经网络)对风电场进行出力预测,计算预测误差;然后,采用非参数核密度估计方法对预测误差数据进行分析,依据误差累积概率密度曲线构建盒式不确定集;接着,建立min-max-min结构的微电网两阶段鲁棒优化调度模型;最后,运用强对偶理论将原问题分解为混合整数线性规划的主问题和子问题,通过迭代求解得到最优调度方案。算例结果表明,所提模型相较于传统两阶段鲁棒优化模型具备更强的鲁棒性。

关键词：两阶段鲁棒优化非参数核密度估计盒式不确定集微电网经济调度

微电网主控制器的设计与实现:一种IIT微电网实践（英文）

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南方电网技术 2017年第10期11卷 19-34页

作者： Mohammad Shahidehpour 李知艺伊利诺伊理工学院美国伊利诺伊州芝加哥60517

微电网作为智能电网的一个组成部分,是自主可控的局部电力系统。微电网主控制器综合考虑了通信、控制和管理功能,在微电网经济和安全运行方面发挥着重要的作用。本文介绍了IIT微电网主控制器的设计与运行原理,讨论了智能电网的优点。在... 详细信息

微电网作为智能电网的一个组成部分,是自主可控的局部电力系统。微电网主控制器综合考虑了通信、控制和管理功能,在微电网经济和安全运行方面发挥着重要的作用。本文介绍了IIT微电网主控制器的设计与运行原理,讨论了智能电网的优点。在介绍IIT(Illinois Institute of Technology)微电网控制器控制体系层级的基础上,讨论了测试IIT微电网主控制器的详细过程和实验室设置。最后也指出了由微电网主控制器带来的潜在影响,如软件化网络技术的出现和网络化微电网和能源枢纽的发展。

关键词：微电网主控制器分层控制硬件在环仿真微电网经济调度