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计及负荷响应的风光储微网容量优化研究

计及负荷响应的风光储微网容量优化研究

作者：苏宇生湖南科技大学

学位级别：硕士

可再生能源正在改变世界的能源格局,大力发展可再生能源,提高可再生能源利用率已经成为我国电力行业的共识。随着可再生能源占比日益增加和智能控制技术的发展,大量的可控负荷参与到微电网的运行中来,有效降低了微电网的经济成本。因此... 详细信息

可再生能源正在改变世界的能源格局,大力发展可再生能源,提高可再生能源利用率已经成为我国电力行业的共识。随着可再生能源占比日益增加和智能控制技术的发展,大量的可控负荷参与到微电网的运行中来,有效降低了微电网的经济成本。因此,本文以风光储独立微网为研究对象,对考虑负荷响应作用下微电网多目标容量优化问题进行研究,具体内容如下:首先,分析风力发电机、光伏电池、磷酸铁锂电池和柴油发电机的出力特性并建立相应的数学模型。在此基础上,构建综合考虑等年值成本、功率偏差的微电网多目标容量优化模型,并采用负荷跟随策略,对各分布式电源的出力进行控制,为后续仿真奠定基础。其次,采用拥挤距离排序策略、指数递减惯性权重和局部扰动策略对多目标粒子群算法(Multi-objective particle swarm algorithm,MOPSO)进行改进,并在ZDT测试函数上进行验证。结果表明:改进的多目标粒子群算法(Improved Multi-Objective Particle Swarm Optimization,IMOPSO)在跳出局部最优和解的多样性方面更具有优越性。选取某地区一年的气象数据和负荷数据进行仿真计算,采用IMOPSO分别对风光储供电模式和风光柴储供电模式下的容量优化模型进行求解和分析。结果表明:柴油发动机加入可以有效地改善系统的经济性和稳定性,采用基于组合权重的逼近理想解排序多目标决策算法(The technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)对多组配置方案进行多目标决策,结果表明:组合权重-TOPSIS可以兼顾主观性和客观性。最后,在风光储独立微网多目标容量优化的基础上引入负荷响应,得到优化后的负荷曲线。采用IMOPSO算法对负荷响应修正后的多目标容量优化模型进行求解,研究负荷响应前后微电网成本、容量配置的变化,最后用基于组合权重-TOPSIS对帕累托最优解集进行评价,得到负荷响应前后的最优容量优化配置,并选取典型日负荷对负荷响应前后最优配置方案各分布式电源出力进行分析。结果表明:负荷响应后的微电网减少了储能的配置数量和柴油发电机的输出功率。有效降低了系统的经济成本并且提高系统的稳定性。

关键词：多目标容量优化改进多目标粒子群算法帕累托最优解集基于组合权重的TOPSIS 负荷响应

考虑可靠性与故障后负荷响应的主动配电网供电能力评估

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电力系统自动化 2019年第6期43卷 77-84,91,85-90,126,92-94页

作者：葛少云孙昊刘洪张强李吉峰智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市300072

针对传统供电能力评估中难以同时解决既避免单纯以负荷高峰时刻全网N-1准则为基础又细致计及分布式电源、储能和负荷需求响应影响等问题,提出了考虑可靠性柔性需求与故障后负荷响应的主动配电网供电能力评估方法。首先,结合出力不确定... 详细信息

针对传统供电能力评估中难以同时解决既避免单纯以负荷高峰时刻全网N-1准则为基础又细致计及分布式电源、储能和负荷需求响应影响等问题,提出了考虑可靠性柔性需求与故障后负荷响应的主动配电网供电能力评估方法。首先,结合出力不确定性与用户差异化的响应能力,对主动配电网中的分布式电源、储能与可响应负荷等基本元素进行建模;其次,构建了以最大供电能力为目标、以可靠性需求和故障后负荷响应经济性为主要约束的主动配电网供电能力评估模型;继而,发展了考虑分布式光伏、蓄电池以及需求响应的主动配电网可靠性评估准序贯蒙特卡洛模拟法,并提出了基于遗传算法的供电能力评估模型优化求解方法;最后,通过算例验证了所提方法可有效挖掘主动配电网供电能力,提升资产利用效率。

关键词：主动配电网供电能力供电可靠性柔性需求负荷响应遗传算法

面向负荷响应与电能质量优化的电动公交有序充放电策略

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面向负荷响应与电能质量优化的电动公交有序充放电策略

作者：崔进武汉科技大学

学位级别：硕士

当前,“碳达峰、碳中和”已成为国家发展战略目标,加快研发和使用新能源汽车是落实该目标的重要举措。电动公交是新能源汽车的重要类型,在城市公共交通系统中推广使用,可有效降低市政路网中燃油机车占比,达到减少尾气污染和节能减碳的... 详细信息

当前,“碳达峰、碳中和”已成为国家发展战略目标,加快研发和使用新能源汽车是落实该目标的重要举措。电动公交是新能源汽车的重要类型,在城市公共交通系统中推广使用,可有效降低市政路网中燃油机车占比,达到减少尾气污染和节能减碳的要求。然而,电动公交入网充电时刻和功率大小具有随机性,大规模电动公交无序充电不仅对电网安全经济运行和电能质量产生影响,还将造成公交运营支付的充电成本过高。电动公交动力电池与普通储能装置中的蓄电池一样,可通过车网互联（vehicle to grid,V2G）技术向电网输送电能,通过制定有序充放电策略使电动公交入网时刻和功率可控,改善电网供电时的电能质量以及降低电动公交充电成本。本文主要研究内容如下:一是基于蒙特卡罗法计算批量电动公交入网负荷功率大小。电动公交随机入网功率将加剧电网负荷“峰上加峰”。基于此,建立电动公交接入电网的有序充放电优化模型,使电动公交入网时刻和功率可控,从而实现有序充放电,以峰谷电价时段和车辆参与度为变量,以负荷峰谷差率最小为目标,采用带精英策略的非支配排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm II,NSGA-II）来求解。二是在电动公交参与消纳可再生能源方面,建立以微电网负荷波动最小、发电成本及电动公交运营成本最低的三目标优化模型,同样采用NSGA-II算法进行模型求解,设计出不同的方案,得出可再生能源和用电负荷的功率分配策略,提高微电网的运行效率。三是优化电动公交连接V2G充电桩进行充放电的控制策略,采用模糊控制策略实时获取三相PWM变换器中比例参数和积分参数的调节量,实现单位功率因数运行和系统能量的双向流动,优化电动公交充放电时的电能质量。

关键词：电动公交充放电策略负荷响应电能质量优化车辆参与度微电网

含风/光/抽水蓄能并计及负荷响应的海岛微网优化配置

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电力系统自动化 2017年第1期41卷 65-72,116页

作者：荆朝霞胡荣兴袁灼新朱继松吴青华华南理工大学电力学院广东省广州市510640

利用可再生能源的微网是解决小型海岛供能问题的一种理想方案,但是高昂的投资成本阻碍了它的应用。为此,针对地理条件允许的海岛,使用微型抽水蓄能系统储能,同时以负荷响应参与度标度居民的负荷响应参与意愿,并将可时移电器视为能源资... 详细信息

利用可再生能源的微网是解决小型海岛供能问题的一种理想方案,但是高昂的投资成本阻碍了它的应用。为此,针对地理条件允许的海岛,使用微型抽水蓄能系统储能,同时以负荷响应参与度标度居民的负荷响应参与意愿,并将可时移电器视为能源资源参与微网的配置优化,提出了考虑负荷响应的含风/光/抽水蓄能的海岛微网优化配置模型,并利用粒子群算法对微网中主要设备的数量或容量进行优化。算例验证了所提方法的有效性,家用可时移电器的负荷响应及抽水蓄能替代蓄电池储能可显著减少微网投资成本。此外还对负荷总量、可时移电器功率,以及抽水蓄能系统水头高度对配置成本的影响进行了敏感度分析。

关键词：微网(微电网) 负荷响应微型抽水蓄能优化配置

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基于球谐变换及负荷响应解算地表三维形变

科学技术与工程 2021年第28期21卷 11963-11970页

作者：王希禾陈雨刘慧玲四川大学电子信息学院成都610065

地表水储量发生大幅度迁移时会引起周边区域的地表形变,严重时导致地质灾害的发生,因此,对地表形变的监测预测具有重要意义。针对该现象提出一种基于球谐变换及负荷响应理论解算由于水体大幅变化引起的地表三维形变的方法。模拟以水体... 详细信息

地表水储量发生大幅度迁移时会引起周边区域的地表形变,严重时导致地质灾害的发生,因此,对地表形变的监测预测具有重要意义。针对该现象提出一种基于球谐变换及负荷响应理论解算由于水体大幅变化引起的地表三维形变的方法。模拟以水体为质量中心的载荷模型时,基于研究区域的数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据创建平均水厚栅格矩阵,其空间分辨率可精确至1.1 km左右。基于负荷响应理论将平均水厚栅格矩阵进行球谐展开,通过保留更高阶次的谐波信息,解算出更精确的地表三维形变及其时间序列。以三峡水库为实例进行方法验证,反演过程中等效水高的误差率可降低至0.742%,且垂直形变时间序列的趋势与负荷格林方法的解算结果具有较好的一致性。

关键词：球谐函数垂直形变水平形变负荷响应数字高程模型(DEM)数据

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计及负荷侧响应的智能小区微网经济调度

电力科学与技术学报 2019年第3期34卷 78-85页

作者：张涛章佳莹王凌云杨晓雷张东方三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 三峡大学新能源微电网湖北省协同创新中心湖北宜昌443002 国家电网绍兴供电公司浙江绍兴312000 国家电网嘉兴供电公司浙江嘉兴314033

针对冷热电联供系统(combined cooling heating and power,CCHP)“以热定电”模式制约微燃机灵活出力,建立计及分时电价负荷响应和压缩式制冷机参与的智能小区多能流微网联合调度模型。通过对CCHP系统加装压缩式制冷机解耦系统电冷约束... 详细信息

针对冷热电联供系统(combined cooling heating and power,CCHP)“以热定电”模式制约微燃机灵活出力,建立计及分时电价负荷响应和压缩式制冷机参与的智能小区多能流微网联合调度模型。通过对CCHP系统加装压缩式制冷机解耦系统电冷约束,考虑分时电价对用户用电习惯的影响,构建以系统综合运行收益最大为目标函数的数学模型,并利用混合蛙跳算法(ShuffledFrogLeapingAlgorithm,SFLA)对需求响应后的电冷负荷模型进行优化求解。结果表明,利用SFLA算法求解微网联合调度模型可更快获得全局最优解,且模型的适应度值更优。

关键词：冷热电联供系统以热定电负荷响应混合蛙跳算法

百兆瓦级工业园区负荷响应电网辅助服务的优化控制方法

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中国科技期刊数据库工业A 2024年第5期 0027-0030页

作者：林瑞瑜张杰云南电网有限责任公司文山供电局云南文山壮族苗族自治州663000

随着可再生能源的广泛应用和电力市场的不断深化,电网的稳定性和可靠性面临着越来越大的挑战。百兆瓦级工业园区作为用电大户,其负荷响应电网辅助服务的优化控制方法对电网的稳定运行具有重要意义。本文以百兆瓦级工业园区为研究对象,... 详细信息

随着可再生能源的广泛应用和电力市场的不断深化,电网的稳定性和可靠性面临着越来越大的挑战。百兆瓦级工业园区作为用电大户,其负荷响应电网辅助服务的优化控制方法对电网的稳定运行具有重要意义。本文以百兆瓦级工业园区为研究对象,提出了一种基于负荷响应的优化控制方法,以提高电网辅助服务的质量和效率。分析了百兆瓦级工业园区的负荷特性,建立了负荷预测模型;设计了优化控制策略,实现了负荷响应的实时调整;通过仿真实验验证了所提出方法的有效性。

关键词：百兆瓦级工业园区负荷响应优化控制电网辅助服务

超临界循环流化床机组负荷快速响应的协调控制优化

维普期刊数据库评论

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热力发电 2019年第10期48卷 33-37页

作者：侯益铭王智微王晋权格盟国际能源有限公司山西太原030006 西安热工研究院有限公司陕西西安710054 山西格盟安全生产咨询有限公司山西太原030006

超临界循环流化床(CFB)机组采用常规煤水比控制策略,存在惯性大、滞后长等问题,导致主蒸汽压力波动大,负荷响应效果差,在区域控制误差(ACE)模式下更为严重。本文根据CFB机组的特点,提出一种负荷快速响应的协调控制优化策略,采用主蒸汽... 详细信息

超临界循环流化床(CFB)机组采用常规煤水比控制策略,存在惯性大、滞后长等问题,导致主蒸汽压力波动大,负荷响应效果差,在区域控制误差(ACE)模式下更为严重。本文根据CFB机组的特点,提出一种负荷快速响应的协调控制优化策略,采用主蒸汽流量协同中间点温度实现全过程给水控制;前馈调节与PID偏差调节相结合,采用负荷和主蒸汽压力偏差共同作用于锅炉主控的负荷快速响应;充分利用CFB锅炉蓄热,通过汽轮机主控与各调节阀指令响应负荷变化。某超临界350 MW CFB机组应用该控制优化策略后,主蒸汽压力波动小且温度稳定,变负荷运行时控制效果良好,ACE模式下负荷响应综合评价指标Kp值达4.21,满足电网考核指标。

关键词：超临界 CFB 火电机组协调控制负荷响应给水流量主蒸汽流量

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考虑负荷响应的微电网容量优化配置

河南工学院学报 2023年第1期31卷 7-12页

作者：杨捷张江帆河南工学院电气工程与自动化学院河南新乡453003 韩国东西大学研究生院韩国釜山47011

微电网可以有效地利用可再生能源发电,具有很好的环保性,但是建设和运维成本很高。根据负荷需求功率和新能源发电功率的实时对比,设计了一种实时电价负荷响应,将负荷响应引入微电网。然后充分考虑了微电网建设运维的成本、收益和运行工... 详细信息

微电网可以有效地利用可再生能源发电,具有很好的环保性,但是建设和运维成本很高。根据负荷需求功率和新能源发电功率的实时对比,设计了一种实时电价负荷响应,将负荷响应引入微电网。然后充分考虑了微电网建设运维的成本、收益和运行工况,搭建了比较贴合实际的微电网容量优化配置模型。通过算例仿真优化分析得出,负荷响应减小了负荷需求功率和新能源发电功率在时序上的差异,进而减少了各微源的配置数量,提高了微电网的经济性,同时也减少了用户的购电费用。

关键词：微电网微源容量负荷响应实时电价