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计及共享交易机制的多微网氢储能容量规划

浙江大学学报（工学版） 2024年第2期58卷 426-436页

作者：尚怡铭王维庆李笑竹郭成康闫斯哲新疆大学可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心新疆乌鲁木齐830047

为了促进区域配电网新能源电力的就地消纳、解决传统储能形式难以满足由新能源间断性发电带来的长时存储需求,考虑氢储能的多能联产联储特性,提出计及共享交易机制的多类型微网共享氢储能系统容量规划方法.考虑异质性微网的多种调节需求... 详细信息

为了促进区域配电网新能源电力的就地消纳、解决传统储能形式难以满足由新能源间断性发电带来的长时存储需求,考虑氢储能的多能联产联储特性,提出计及共享交易机制的多类型微网共享氢储能系统容量规划方法.考虑异质性微网的多种调节需求,设计由微电网群运营商配置氢储能的多微网能源交易基本框架.考虑氢储能在共享运营时与多微网间复杂的利益交互关系,计及微网内部的电热需求响应,提出基于主从博弈的共享氢储能交易定价机制,以保证共享模式的可持续发展.对共享氢储能的容量规划进行研究,降低微电网群运营商的投资成本,保证微电网群运营商的共享收益.算例分析结果表明,利用所提的容量规划方法,能够缩短微电网群运营商的氢储能投资回收年限2.36 a.

关键词：共享氢储能微电网共享交易主从博弈容量规划

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基于合作博弈的风-光-电氢微网容量配置

太阳能学报 2024年第2期45卷 395-405页

作者：陈燚何山谢少华胡兵陈洁袁至新疆大学电气工程学院可再生能源发电与并网技术自治区重点实验室乌鲁木齐830017 可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心乌鲁木齐830017

当风电场、光伏电站、电氢混合储能系统分属不同的投资者时,微网容量配置存在微网整体运行最优与各投资者自身运行最优的矛盾,同时风、光出力的不确定性也会影响容量配置。针对上述问题,提出一种考虑风、光不确定性,基于合作博弈的风-光... 详细信息

当风电场、光伏电站、电氢混合储能系统分属不同的投资者时,微网容量配置存在微网整体运行最优与各投资者自身运行最优的矛盾,同时风、光出力的不确定性也会影响容量配置。针对上述问题,提出一种考虑风、光不确定性,基于合作博弈的风-光-电氢微网容量配置方法。首先,依据有序聚类和K-均值聚类提取出风-光-负荷典型月场景;其次综合考虑影响微网运行的因素,构建基于不同投资者的经济模型,在典型月场景下,分析完全合作博弈、部分合作博弈、非合作博弈模式下各投资者与联盟的收益关系;最后,以月净收益最高为优化目标,利用改进灰狼优化算法配置投资者装机容量,并基于shapley值分配合作联盟投资者收益。根据算例结果和关键参数灵敏度分析可知,微网在完全合作博弈模式下兼顾经济性与低碳性,且各投资者利益分配合理;电价、风光补贴价格的波动对各投资者影响不同。

关键词：微网优化储能分布式发电合作博弈容量配置

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面向多运行模式的并网逆变器改进控制策略

电力系统保护与控制 2024年第1期52卷 13-22页

作者：陈宇王维庆李笑竹朱金龙可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心(新疆大学) 新疆乌鲁木齐830017

为了改善新能源并网逆变器的性能并同时满足多运行模式(并网模式和孤岛模式)调节需求,设计了双重自适应系数,并基于下垂控制和虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制提出了新颖的改进控制策略。该控制策略可灵活地调... 详细信息

为了改善新能源并网逆变器的性能并同时满足多运行模式(并网模式和孤岛模式)调节需求,设计了双重自适应系数,并基于下垂控制和虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制提出了新颖的改进控制策略。该控制策略可灵活地调节惯量和阻尼以满足不同运行模式的需求。设计的双重自适应系数包括自适应协调系数和自适应惯量系数,前者可提高系统动态特性并增强适用性,后者可进一步改善功率超调和振荡问题以完全消除功率超调。所提出的改进控制策略的功率响应无超调和振荡,能够提供接近于VSG控制的惯量和阻尼特性且具有更快的响应速度,可同时满足并网模式下的功率调节需求和孤岛模式下的频率调节需求,具有更大的适用性和更优异的动态特性。最后,通过硬件在环实验验证了所提出的改进控制策略的有效性和可行性。

关键词：改进控制并网逆变器双重自适应下垂控制虚拟同步发电机控制

计及能源交易下基于纳什议价模型的多微网合作博弈运行优化策略

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电力系统保护与控制 2024年第6期52卷 29-41页

作者：田海东何山艾纯玉樊小朝胡兵徐立军新疆大学可再生能源发电与并网技术自治区重点实验室新疆乌鲁木齐830017 新疆大学可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心新疆乌鲁木齐830017 新疆工程学院新疆乌鲁木齐830023

以能源交易为背景,针对多微电网合作中的运行优化问题,提出了基于Nash议价模型的合作博弈策略,旨在实现微电网之间的合作,以最大化整体利益,同时考虑能源交易和成本优化。首先,将各微电网视为博弈参与者,构建了基于Nash议价理论的多微... 详细信息

以能源交易为背景,针对多微电网合作中的运行优化问题,提出了基于Nash议价模型的合作博弈策略,旨在实现微电网之间的合作,以最大化整体利益,同时考虑能源交易和成本优化。首先,将各微电网视为博弈参与者,构建了基于Nash议价理论的多微电网合作博弈模型,通过选择能源交易策略和运行策略来影响其能源成本和效益。其次,采用交替方向乘子法(alternating direction multiplier method,ADMM)求解此多参与者优化问题,通过将原问题分解为子问题并引入乘子变量来实现迭代求解。最后,在每次迭代中,各微电网根据其局部信息更新能源交易和运行策略,并利用乘子变量进行信息交换和博弈协调,以达到全局一致性。结果表明,该策略在多微电网合作中能够实现整体性能的提升,有效促进了可再生能源的消纳水平,平衡了各参与者的利益,同时降低了能源成本。

关键词：多微网系统能源交易合作博弈 Nash议价

计及氢气注入与压缩因子的综合能源系统能流计算

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电力系统保护与控制 2024年第2期52卷 118-128页

作者：刘鹏飞武家辉王海云张强可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心新疆乌鲁木齐830017 国网新疆综合能源服务有限责任公司新疆乌鲁木齐830011

为实现“双碳”目标,综合能源系统(integrated energy systems, IES)成为了近几年的重要研究方向之一,然而传统的IES能流计算已经无法精确地反映电制气(power-to-gas, P2G)技术带来的氢气注入天然气网络后的混合燃气的参数变化对IES的... 详细信息

为实现“双碳”目标,综合能源系统(integrated energy systems, IES)成为了近几年的重要研究方向之一,然而传统的IES能流计算已经无法精确地反映电制气(power-to-gas, P2G)技术带来的氢气注入天然气网络后的混合燃气的参数变化对IES的影响。为此,在传统天然气系统稳态分析方法的基础上加入了SRK(Soawk-Redlich-Kwong)气体状态方程,将压缩因子作为状态变量,提出可以反映氢气注入天然气系统,对气体流量和混合燃气热值产生影响的稳态分析方法。以此为基础,提出了计及氢气注入与压缩因子的电-热-气IES能流分解求解计算方法。最后通过算例验证了所提方法可有效反映混合燃气的参数变化对IES的影响。

关键词：综合能源系统能量流计算氢气注入气体状态方程压缩因子

基于双层博弈的配电网与多综合能源微网协调优化

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电力系统保护与控制 2024年第2期52卷 26-38页

作者：孙文杰武家辉张强新疆大学可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心新疆乌鲁木齐830017 国网新疆综合能源服务有限公司新疆乌鲁木齐841100

为充分挖掘综合能源微网(integrated energy microgrid, IEM)的潜在价值,促进可再生能源消纳,针对同一配电网下的多个IEM协同管理问题进行研究,提出了一种基于双层博弈的配电网-多IEM协同优化模型。对于IEM模型的构建,考虑在热电联产机... 详细信息

为充分挖掘综合能源微网(integrated energy microgrid, IEM)的潜在价值,促进可再生能源消纳,针对同一配电网下的多个IEM协同管理问题进行研究,提出了一种基于双层博弈的配电网-多IEM协同优化模型。对于IEM模型的构建,考虑在热电联产机组中加入碳捕集系统以及电转气装置,用来获取低碳效益。同时,针对IEM中可再生能源与负荷不确定性问题,采用鲁棒区间规划进行处理。首先,构建配电网运营商(distribution system operator,DSO)与IEM联盟系统模型框架,分析其不同主体间的博弈关系。其次,对于双层博弈,分为主从博弈与合作博弈。DSO作为博弈领导者,以自身效益最大为目标制定电价引导IEM联盟响应。IEM联盟作为博弈跟随者,以自身运行成本最小为目标,通过成员间互相合作能源共享响应DSO的决策。同时采用纳什谈判理论解决IEM联盟的合作运行问题,使用二分法与交替方向乘子法结合求解模型。最后,在算例中验证所提模型与方法的可行性和有效性。

关键词：综合能源微网配电网运营商双层博弈碳捕集鲁棒区间规划纳什谈判

基于优化赋权模型预测控制的风储协调策略研究

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太阳能学报 2024年第5期45卷 260-266页

作者：王威谢丽蓉张琦包洪印王贺佳刘昕可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心(新疆大学) 乌鲁木齐830047 中船海为(新疆)新能源有限公司乌鲁木齐830002

风储系统多目标之间存在难以协调控制的问题,权重系数的选择对多目标控制效果具有显著影响。首先,构建以储能充放平衡、并网波动最小和储能输出最小的风储系统多目标函数,考虑各子目标权重系数对风储系统的影响,提出一种改进鲸鱼算法(IW... 详细信息

风储系统多目标之间存在难以协调控制的问题,权重系数的选择对多目标控制效果具有显著影响。首先,构建以储能充放平衡、并网波动最小和储能输出最小的风储系统多目标函数,考虑各子目标权重系数对风储系统的影响,提出一种改进鲸鱼算法(IWOA)优化模型预测控制(MPC)的风储协调运行方法,采用组合隶属度函数进行满意度评价,得到混合储能最优总控制量和权重系数。然后,采用集合经验模式分解(ICEEMDAN)算法对混合储能总控制量进行分解,利用Pearson相关系数对分解分量进行重构,实现混合储能功率的分配。最后,以新疆某风电场数据进行仿真,验证所提优化模型的有效性和功率分配策略的合理性。

关键词：风储系统模型预测控制混合储能权重系数改进鲸鱼算法组合模糊隶属度函数

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考虑可再生能源接入的多端MMC交直流混合系统协调控制

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可再生能源 2024年第5期42卷 675-684页

作者：李晓萍袁至王维庆何山新疆大学可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心新疆乌鲁木齐830047

模块化多电平变换器的零转动惯量特性,使其无法对交流电网的频率波动提供支撑,导致交直流混合系统的整体惯性下降,影响并网系统的动态性能与稳定性。文章将改进功率-电压下垂控制与虚拟同步机技术相结合,提出一种新型功率协调控制策略... 详细信息

模块化多电平变换器的零转动惯量特性,使其无法对交流电网的频率波动提供支撑,导致交直流混合系统的整体惯性下降,影响并网系统的动态性能与稳定性。文章将改进功率-电压下垂控制与虚拟同步机技术相结合,提出一种新型功率协调控制策略。在系统直流电压稳定的情况下,对交流电网进行频率调节,同时对各变换器间的功率进行合理分配,无需通讯系统即可建立有效的能量管理体系。与传统双闭环控制进行对比试验,结果表明,所提控制策略有效解决了系统由低惯量、欠阻尼引起的动态性能与稳定性的问题。

关键词：模块化多电平变换器改进功率-电压下垂控制虚拟同步机技术频率调节

源荷波动时含固态变压器的有源配电网动态无功优化方法

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可再生能源 2024年第7期42卷 937-945页

作者：孙汝羿袁至王维庆何山新疆大学可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心新疆乌鲁木齐830017

针对分布式电源并网引起的双向潮流导致网损增大以及分布式电源、负荷的波动导致节点电压波动等问题,文章基于固态变压器(Solid State Transformer,SST)两侧电力电子变换器的脉冲宽度调制技术,提出了一种控制潮流的方法。该方法首先建... 详细信息

针对分布式电源并网引起的双向潮流导致网损增大以及分布式电源、负荷的波动导致节点电压波动等问题,文章基于固态变压器(Solid State Transformer,SST)两侧电力电子变换器的脉冲宽度调制技术,提出了一种控制潮流的方法。该方法首先建立了含SST的有源配电网动态无功优化模型;然后以多时刻的有功网损和电压波动为优化目标,采用改进多目标粒子群算法对SST的一、二次侧的电力电子变换器的调制角和调制系数等多个控制变量进行求解;最后建立仿真模型并与基于有载调压变压器的有源配电网动态无功优化方法进行比较。结果证明了所提方法在降低配电网网损和维持节点电压稳定方面的优越性。

关键词：固态变压器有源配电网动态无功优化多目标粒子群

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