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基于改进有限时间一致性的微电网经济优化调度

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电力系统及其自动化学报 2023年

作者：李浩宇张春吴零晨童泽军安徽工程大学电气工程学院高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室

为适应微电网拓扑结构变化及智能体“即插即用”等要求，加快系统收敛速度，提出一种基于领导-跟随多智能体的改进有限时间一致性算法。该算法基于总体代价函数梯度算法项的传统有限时间一致性算法，引入增益系数和功率偏差消除项，运... 详细信息

为适应微电网拓扑结构变化及智能体“即插即用”等要求，加快系统收敛速度，提出一种基于领导-跟随多智能体的改进有限时间一致性算法。该算法基于总体代价函数梯度算法项的传统有限时间一致性算法，引入增益系数和功率偏差消除项，运用李雅普诺夫稳定性定理和图论定理证明了改进算法的稳定性。随后，研究基于改进有限时间一致性的微电网经济调度策略。最后，通过算例验证该算法具有较优的动态和稳态性能，能够满足微电网拓扑结构变化等要求。

关键词：微电网多智能体改进有限时间一致性分布式经济优化

考虑天然气动态特性的电-气综合能源系统经济优化调度

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电网技术 2021年第4期45卷 1304-1310页

作者：张惠智程志韬贾嵘周承文李梦阳西安理工大学电气工程学院陕西省西安市710048

针对综合能源系统经济优化调度中,天然气模型大多采用理想假设条件,建模分析结果不够精确的问题,提出了一种考虑天然气流动特性的天然气动态模型。首先,采用特征线法对天然气数学模型进行线性化处理,得到天然气动态模型,依据该模型可计... 详细信息

针对综合能源系统经济优化调度中,天然气模型大多采用理想假设条件,建模分析结果不够精确的问题,提出了一种考虑天然气流动特性的天然气动态模型。首先,采用特征线法对天然气数学模型进行线性化处理,得到天然气动态模型,依据该模型可计算得出天然气流量和压强。其次在电-气综合能源系统模型的基础上,建立以运行成本最低为目标函数的电-气综合能源系统经济优化调度模型,根据已计算得出的天然气流量和压强进行经济优化调度分析。通过仿真算例分析验证得出,所提出的天然气动态模型比天然气稳态模型更能真实反映天然气流动过程,依据该模型可得到更准确的电-气综合能源系统经济优化调度方案,有效提高了可再生能源的消纳率和能源利用效率。

关键词：综合能源系统天然气动态过程特征线法粒子群算法经济优化

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考虑储能充放电的孤岛微电网经济优化模型

实验室研究与探索 2022年第1期41卷 132-137页

作者：江宏玲安徽省水利部淮河水利委员会水利科学研究院合肥230088

针对孤岛微电网的实时、经济调度问题,提出一种新的优化模型。该模型充分考虑了储能系统过去一段时间的购电成本和未来一段时间的运行收益,确定当前一段时间内储能系统单元的合理能源调度。微电网中的每个单元在最大限度地提高自身运行... 详细信息

针对孤岛微电网的实时、经济调度问题,提出一种新的优化模型。该模型充分考虑了储能系统过去一段时间的购电成本和未来一段时间的运行收益,确定当前一段时间内储能系统单元的合理能源调度。微电网中的每个单元在最大限度地提高自身运行收益前提下,只需与相邻单元交换预期的电价和交易电能。经过优化后,参与经济调度的相邻单元可以同时实现电价与交易电能的一致性。引入交替方向乘子法得到最优解并对孤岛微电网在3种不同天气条件下分布式经济优化调度运行情况进行仿真,仿真结果验证了该策略模型的有效性。

关键词：分布式优化经济优化孤岛微电网交替方向乘数法

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孤岛直流微电网分布式经济优化控制研究

孤岛直流微电网分布式经济优化控制研究

作者：陈欣宇中南大学

学位级别：硕士

随着分布式直流电源的飞速发展、直流负荷比例的持续增加、敏感负荷对供电质量要求的提高,直流微电网已成为新型电力系统的重要组成部分。分布式直流电源具有能源利用的多样性、地理位置上的分散性和出力的随机波动性,给没有大电网支撑... 详细信息

随着分布式直流电源的飞速发展、直流负荷比例的持续增加、敏感负荷对供电质量要求的提高,直流微电网已成为新型电力系统的重要组成部分。分布式直流电源具有能源利用的多样性、地理位置上的分散性和出力的随机波动性,给没有大电网支撑的孤岛直流微电网的协调控制提出了挑战。为了兼顾系统的稳定性、经济性、可靠性和电压质量,本文对孤岛直流微电网分布式经济优化控制策略展开了研究,主要工作如下:(1)针对微源功率受限的单母线孤岛直流微电网,基于等微增率准则和事件触发机制提出一种低通信代价的分布式经济调度策略。通过控制策略的自适应平滑切换,以系统整体发电成本最小目标调度所有可调度微源在各自容量范围内均分负载,在最小化通信冗余度的情况下维持系统功率的动态平衡的同时,恢复母线电压,提高电能质量。(2)针对微源功率受限的多母线孤岛直流微电网,提出一种考虑多母线电压质量的分布式经济优化控制策略。该策略为一种时间尺度分离的分层调度策略,在底层单母线直流子系统分布式经济调度的基础上,以长时间尺度调控母线间功率流动,保证各母线电压质量的同时尽可能降低系统发电成本,实现电压质量与发电成本的综合优化。(3)建立了不同结构下的孤岛直流微电网系统的小信号模型,基于模型分析了系统的稳态性能和稳定性,理论上证明系统稳态总发电成本的最优和电压质量的提升,并给出了系统控制参数可行域的计算方法。从分布式控制的角度,为事件触发机制与多智能体系统在微电网中的应用提供方案。基于MATLAB/Simulink搭建了系统的仿真模型,通过负载突变、通信干扰、新能源接入等复杂工况下的仿真分析,验证了所提分布式经济优化控制策略的有效性与可行性。图29幅,表6个,参考文献60篇

关键词：直流微电网分布式控制策略经济优化母线电压恢复

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基于主从博弈的多微电网系统经济优化方法

中国电力 2019年第6期52卷 68-76页

作者：佟新胡存刚芮涛安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 教育部电能质量工程研究中心(安徽大学) 安徽合肥230601

随着售电侧电力市场改革的深入,研究多微电网系统的经济优化问题具有重要意义。针对多微电网系统,提出了一种基于主从博弈的经济优化方法。该方法主要由日前优化阶段与实时优化阶段组成。在日前优化阶段,微电网运营商根据日前预测信息... 详细信息

随着售电侧电力市场改革的深入,研究多微电网系统的经济优化问题具有重要意义。针对多微电网系统,提出了一种基于主从博弈的经济优化方法。该方法主要由日前优化阶段与实时优化阶段组成。在日前优化阶段,微电网运营商根据日前预测信息和电网电价信息,优化储能单元的日前调度计划;在实时优化阶段,系统运营商根据实时预测信息,通过构建主从博弈模型求解内部最优电价,鼓励微电网运营商参与多微电网系统的电能交易,提升微电网之间的能量共享水平。算例结果表明,本文所提的两阶段经济优化方法可以有效地提升微电网运营商与系统运营商的经济效益,同时降低了多微电网系统的净负荷峰均比。

关键词：多微电网经济优化主从博弈两阶段优化电能交易

基于共享储能策略的商业园区综合能源系统经济优化研究

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基于共享储能策略的商业园区综合能源系统经济优化研究

作者：苏浩田太原理工大学

学位级别：硕士

随着电力事业的不断更新发展,分布式清洁能源越来越普及化,现在电力网络已经逐步发展为多种类型能源耦合的能源互联网。综合能源系统作为能源互联网一种主要组成形式,已成为各种机构研究的重点项目之一。本文聚焦于商业园区级别的综合... 详细信息

随着电力事业的不断更新发展,分布式清洁能源越来越普及化,现在电力网络已经逐步发展为多种类型能源耦合的能源互联网。综合能源系统作为能源互联网一种主要组成形式,已成为各种机构研究的重点项目之一。本文聚焦于商业园区级别的综合能源系统,它整合了多种能源,位于能源互联网的终端位置,直接向个体用户提供多种能源类型的服务,满足个体用户日益复杂的需求。多种类型能源耦合可以提高系统的能源利用效率,给予系统运行更多的操作裕度,降低了对自然环境的污染程度,具有更加稳定可靠的供应能力,成本相较原有系统有一定程度的下降。储能作为系统运行中重要的一环,能够消纳清洁能源额外的出力,平滑负荷曲线,发挥着重要的作用。但是目前储能设备具有初期需要大量投入,日常运行维护比较复杂,后续回收利用程度低等诸多问题,阻碍了储能设备建设运行。本文立足于商业园区级别的综合能源系统,结合共享储能策略,研究经济投资运行的方法。主要研究内容如下:论文首先对商业园区形式的小型综合能源系统的框架组成进行分析,搭建了一个包含分布式光伏发电装置、用户负荷、控制中心、储能设备等部分的园区模型,探讨了系统中的分布式光伏发电装置、微型燃气轮机等部件的运行特征。随后根据储能设备所具有优良之处与限制,引入共享储能的概念,分析了共享的实施策略,得出了共享储能的关键点,为后续研究商业园区小型综合能源系统中用户团体共享储能分配策略和双层协同优化制定价格方案,这两个研究从而形成本文研究的基础。其次,选用求解快速、准确性高和结构简洁的改进蝗虫算法作为计算问题的方法。先对标准蝗虫算法的模型及原理进行了介绍,针对其出现的缺陷,提出非线性的更新策略,改造检索舒适区域的控制参数,引入位置权重系数,采用透镜成像反向学习策略,从而改进蝗虫算法。随后使用4种基准测试函数证实改进算法性能的提升程度。随后,在前两部分的基础上,论文考虑用户个体通过合作博弈形成一个统一的团体整体,共享彼此之间的需求,统一向园区运营商购买储能服务,并且由运营商作为团体代理与主电网进行交易,同时用户内部采用按负荷比例的方法分配支出费用,以用户每日耗费的成本最少为目标,对运行调度进行优化。通过仿真,对比了是否参与共享储能策略时,支出成本和总体需求下降程度,确定共享储能可以降低储能使用门槛,分析了用户获取电能的满意度,研究了合作博弈所达成的联盟具有较强的稳固性,分析了商业园区运营商所收取的服务费用对优化的影响。最后,在确定分配策略可行的情况下,论文接着考虑了购买储能的价格方案,从而构建了商业园区运营商与用户团体的双层优化模型,上层商业园区运营商以收益最大化为优化目标制定出价格方案,下层用户团体以消耗支出最小为优化目标设计出最佳运营规划,分别使用蝗虫算法与CPLEX对上下层进行求解,从而在双方利益均可以达到最优的情况下得到最佳价格方案。仿真结果表明,在四季光伏与负荷情况不同的情况下,研究两种不同价格方案下系统的获益情况,得到了适应每个季节情况的最佳价格方案,分析了各个最佳方案下微型燃气轮机与储能的工作情况。

关键词：商业园区综合能源系统蝗虫算法双层优化共享储能经济优化

考虑储能充放电效益的孤岛微电网经济优化模型

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中国电力 2019年第6期52卷 111-120页

作者：凌婵惠郑常宝胡存刚芮涛安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 安徽大学工业节电与电能质量控制协同创新中心安徽合肥230601

针对孤岛模式下的微电网经济调度问题,提出了一种考虑储能充放电效益的优化调度模型。该模型充分考虑了储能单元在过去时段的电能购置成本与未来时段运行效益,以确定储能单元当前时段参与微电网经济优化的方式;在此基础上,微电网中的各... 详细信息

针对孤岛模式下的微电网经济调度问题,提出了一种考虑储能充放电效益的优化调度模型。该模型充分考虑了储能单元在过去时段的电能购置成本与未来时段运行效益,以确定储能单元当前时段参与微电网经济优化的方式;在此基础上,微电网中的各单元代理点通过与相邻代理点交换期望的交易电量与电价实现自身运行效益的最大化。该模型采用交替方向乘子法对各代理点之间的最优交易电量与电价进行求解。最后,在3种不同的天气场景下,分析了孤岛微电网分布式经济优化调度的运行结果,验证了所提模型及求解方法的有效性。

关键词：孤岛微电网经济优化储能充放电效益交替方向乘子法分布式优化

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考虑需求侧管理的微网经济优化运行

西安交通大学学报 2013年第6期47卷 90-96页

作者：吴雄王秀丽崔强西安交通大学电气工程学院西安710049

建立了考虑需求侧管理的微网经济优化模型。将微网的电力负荷分为3个部分:固定负荷、可转移负荷、随机负荷,其中可转移负荷的管理是需求侧管理的主要内容,也是微网经济优化运行的重要目标。在分时电价的环境下,建立了微网中分布式电源... 详细信息

建立了考虑需求侧管理的微网经济优化模型。将微网的电力负荷分为3个部分:固定负荷、可转移负荷、随机负荷,其中可转移负荷的管理是需求侧管理的主要内容,也是微网经济优化运行的重要目标。在分时电价的环境下,建立了微网中分布式电源与需求侧负荷优化管理的协调运行模型。通过函数线性化将该优化问题转化为一个混合整数规划问题,采用专业混合整数规划软件求解。仿真结果表明,考虑需求侧管理的微网经济运行相比不考虑时的总费用减少了3.83%,具有较好的经济效益。

关键词：需求侧管理负荷管理微网经济优化混合整数规划

考虑价格型DR不确定性的多源微电网经济运行优化研究

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考虑价格型DR不确定性的多源微电网经济运行优化研究

作者：高佳贵州大学

学位级别：硕士

经济效益是推动微电网迅速发展的重要原因,为了提高微电网的经济运行水平,分析不确定性价格型DR参与微电网经济运行优化给系统带来的经济成本影响,本文主要从处理价格型DR的不确定性、搭建微电网经济运行优化数学模型以及求解算法三个... 详细信息

经济效益是推动微电网迅速发展的重要原因,为了提高微电网的经济运行水平,分析不确定性价格型DR参与微电网经济运行优化给系统带来的经济成本影响,本文主要从处理价格型DR的不确定性、搭建微电网经济运行优化数学模型以及求解算法三个方面展开了研究。首先,介绍了本文的研究背景和意义,分别阐述了微电网经济运行研究现状和DR参与微电网经济优化运行的研究现状,构建了多源微电网系统结构,对微电网内部微源的数学模型和工作特性进行了详细分析。然后,分析了粒子群算法和差分进化算法的优缺点,为了提高智能算法的求解性能,增加智能算法的种群多样性,提出一种基于粒子群和差分进化的混合算法,介绍了5个经常被研究人员用来测试优化算法的基准测试函数,通过与相关几种智能算法的搜索结果作对比,验证了混合算法的有效性和可靠性。其次,价格弹性系数是引起价格型DR不确定性的重要因素,以价格弹性系数不确定性为切入点,分析基于价格型DR的不确定性机理,采用模糊变量的方式描述了实施价格型DR后的负荷削减量,并建立不确定性价格型DR的数学模型。最后,介绍了模糊机会约束规划理论的基本概念,采用模糊机会约束条件处理负荷削减量的模糊变量,以经济成本和环境处理成本最小作为系统的经济优化目标,建立了考虑价格型DR不确定性的微电网经济优化数学模型,将模糊机会约束条件清晰等价类后,采用基于粒子群和差分进化的混合算法求解提出的数学模型,以24小时为微电网系统的一个运行周期,仿真了系统工作在并网和孤网下的多种运行情况。仿真结果表明:并网和孤网两种运行模式下,改进混合算法能有效优化系统的运行成本,并为内部微源制定合理的出力计划。不确定性DR参与微电网经济运行优化后能够降低微电网的综合运行成本,提高系统运行的经济性,同时,模糊机会约束的置信水平设置越高,系统能够承受不确定性能力越低,受到系统备用容量成本的影响,系统的运行成本有所增加。

关键词：微电网经济优化价格型DR 不确定性智能算法价格弹性系数