基于储能水平控制的微电网能量优化调度

为了充分发挥微电网中储能单元能量存储与搬移的作用,该文提出了以储能单元储能水平为微电网日前计划与实时计划之间联系纽带的多时间尺度能量优化调度方案,以及以储能水平为控制变量的日前计划优化模型。该优化模型以各可控型微电源出力、储能单元储能水平以及微网与主网交互功率均在限值之内和微网内功率平衡为约束条件,以可再生能源发电利用率最高、日供电成本最小为目标函数,通过满足"等效净负荷"需求达到可再生能源发电利用率最高的目标。采用基于矩阵实数编码的遗传算法求解该动态优化模型,算例验证了并网双向功率流动、并网单向功率流动2种模式下模型和方法的有效性。研究结果可为微电网能量优化调度决策方案提供参考。     

基于VMD-MPC法的并网型微电网多时间尺度能量协调优化调度

对于含有不同类型储能和分布式电源(Distributed Generation, DG)的并网型微电网,如何优化调度这些设备以提高设备的使用寿命同时平抑DG出力和负荷的波动性与不确定性对配电网的影响具有重要的研究意义。该研究提出一种基于变分模态分解(Variational Modal Decomposition, VMD)和模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)相结合的、多时间尺度滚动优化兼具反馈矫正的微电网优化调控模型,该模型在调度过程中考虑了不同类型储能和可控微电源在不同时间尺度上的运行特性,设计了1 h和15 min相结合的调度控制策略,有效解决了含多种微电源及储能设备的微电网的经济优化调度问题;最后,通过算例对比验证了此模型能比较显著地降低铅酸蓄电池充放电频率和系统的运行成本、改善了调度经济性,证明了该方法的有效性和优越性。     

农村微电网优化调度模型的建立

为了提高微电网内新能源发电的整体效益,同时保证微电网的稳定安全运行,该文基于直流汇流微电网,以可再生能源最大发电量为最优控制目标,建立了实时优化调度数学模型,并提出了2段式的求解方法。最后,结合具体实例验证了该调度优化模型能够起到增加可再生能源输出量、改善蓄电池运行状况和优化系统内部分工的作用。     

基于数字锁相环的储能逆变器并网功率控制方法

针对微网系统中各分布式电源,尤其是储能电源有功、无功功率可调度的需求,该文以单相储能逆变器为例,提出了一种基于先进的数字锁相技术的间接功率控制方法。该方法能够精确控制并网逆变器接口处的有功功率、无功功率输出,实现了有功及无功在储能单元与微网系统之间的双向交互。根据该文提出的方法,运用MATLAB/Simulink搭建仿真模型进行仿真验证,结果证明了此方法的正确性。该研究为微网系统的能量优化及调度提供支持。     

基于需求侧响应与成本模型的风电中的储能系统运行优化

全球能源危机促进了新能源电网的发展。研究风电/储能系统的经济优化运行问题,使电网的综合经济效益达到最优。对风/储配电网系统结构进行了分析,总结其优化运行的关键技术,在考虑需求侧响应、实时电价、储能寿命的基础上,建立风/储配电网优化运行模型,采用改进微分进化算法进行模型求解,进而制定优化调度策略。最后以风/储配电网系统进行仿真分析,与基本微分进化算法和遗传算法进行了比较,验证了所建模型的可行性。仿真结果表明,日调度周期内,改进微分进化算法(IDE)方案中的ES容量波动较小,变化更加平稳,SOC的最大值和最小值分别为80%和39%,相比遗传算法(GA),ES寿命等效成本IDE方案更低,差额为6 476元;综合各个时段的购电成本、售电收益、寿命成本等因素,IDE方案的调度成本要比GA方案少9 325元。从负荷角度来看,需求响应将负荷差从5.15 k W降低到3.91 k W,实现了削峰填谷。从储能的角度来看,有无储能对园区的调度策略影响很大,无储能的状态下,造成电能供给不足,成本增加22 526元,导致经济效益和环境效益下降。基于IDE算法的改进经济调度策略能够更好地平衡各类成本,提高系统经济效益和ES寿命。     

微电网中蓄电池充放电非线性控制策略研究

为解决微电网控制策略复杂、各微电源与储能侧功率协调困难的问题,考虑风光输出功率与负荷变化提出一种带积分控制器与在线修正参数的蓄电池充放电非线性控制策略。在建立的风、光微电源和蓄电池模型的基础上,以负荷功率需求为基准结合微电源的出力情况,获得储能系统出力规律;在状态空间法的基础上引入带积分控制器与在线修正调节参数控制蓄电池充放电,以DC/DC变换器协调母线侧与储能侧的电能传递。通过仿真试验表明,相比于传统控制策略,在各种情况下的动态恢复时间平均缩短了0.2 s,直流母线电压暂态冲击平均降低了0.6%,提议的控制策略能有效调控微电源与储能系统的功率平衡,保证微电网系统供电的稳定性,为微电网储能系统的控制研究提供了一定的参考。     

户用风水光直流微电网控制策略与实现

分布式能源、微电网和智能电网都是当前电力行业的热点课题。现有微电网研究集中在并网控制、潮流计算、建模与仿真、拓扑结构与控制等方面,实际投入运营的系统不多。该文在利用现有研究成果基础上,设计并研制了一套面向户用的微电网系统。该系统由风水光等电源、储能蓄电池、逆变器等单元构成,由微网调度器和远程SCADA系统进行监控和调度。通过系统分析、建模仿真和完善的功能设计,实现了智能调度与功率自动平衡、故障自愈和即插即用等功能,并在某农村投入试运行。研究成果对智能电网的智能能量管理和调度控制研究也具有借鉴意义。     

主动型配电网日前调度策略研究

相对于传统配电网,主动型配电网可以合理利用其双向调度功能,充分发挥分布式发电容量,在保护环境的同时还可以提高电力公司的效益。以电力公司效益最大为调度目标,针对主动型配电网调度问题,该文计及输电和高压配电网网损的影响,提出了一种配电网日前优化调度模型,通过该模型对微电网电源交互功率和分布式电源进行优化调度,同时确定最佳渗透率,不仅可以有效地削峰填谷,还可以根据最佳渗透率调整分布式电源的功率,使电力公司效益最大化。算例研究表明,电网中接在距离电源点较近的节点下的主动型配电网,通过该文提出的优化调度模型,得出渗透率为21.14%时,电力公司效益最高。该研究可为主动型配电网日前调度策略以及分布式电源最佳渗透率的制定提供参考。     

农村主动型配电网优化调度线性模型与算法

针对电源出力对电网损耗和电压分布的仿真研究表明,沿减小节点电压偏移和提高电网电压水平2个方向搜索可以获得最佳调度方案。为了优化调整分布式电源出力使主动型配电网供电成本尽可能小,该文在对分布式电源对配电网电压分布与线损影响仿真分析的基础上,提出了一种主动型配电网实时优化调度线性化模型和求解方法,分别通过在迭代计算中逐步缩小节点电压限值区间和求解在相同电压偏移前提下全网电压水平最高的优化计算实现最优调度方案的搜索。由简化的配电网回路电压方程,将节点电压表示为节点注入功率的线性函数,从而得到优化调度线性模型,并用IEEE33节点算例验证了模型和算法的有效性。研究结果可为主动配电网优化调度决策方案提供参考。     

独立微电网有功功率自主与协调控制

为了实现微电网内各单元的协调控制,针对独立微电网设计了有功功率自主与协调控制方法。该方法基于分层控制结构,1次调整由风力分布式发电单元、光伏分布式发电单元、储能单元完成,根据电压-有功功率控制曲线自主控制。2次调整由微电网控制器完成,对风力分布式发电单元、光伏分布式发电单元、储能单元及负荷单元协调控制,实时监测储能单元的电压、有功功率,如果在2次调整允许的波动范围内,微电网控制器不下发控制指令;否则,电压越限时将储能该时刻的瞬时功率作为功率基准值实现工作曲线的平移,功率越限时,微电网控制器通过改变间歇性分布式发电单元的发电功率及投入或切除负荷完成2次调整。并建立了微电网状态转换协调控制模型,更加适用于计算机处理和工程化的实现。通过Matlab算例验证了所提出控制方法的有效性。     

农村户用型智能微电网设计与实现

针对目前中国广大农村地区供电可靠性及电能质量差等供电难题,该文提出了一种基于当地分布式能源结构特点,广泛吸纳分布式能源的新型户用微电网供电模式,并给出了较为详细的设计方案。同时,考虑到系统维护的现实情况,采用组态软件及SQL server数据库设计了一套基于GPRS网络的远程监测控制和数据采集（SCADA）系统,由专业人员进行远程监控。基于该方案设计的微电网系统已先后在某农场和某农村投入运行,结果表明该户用型微电网运行稳定,能够广泛吸纳分布式能源,解决农村供电难题,为农村地区提供可靠、优质的电力供应。     

基于ZigBee的节能型水产养殖环境监测系统

该文基于ZigBee无线传感器网络技术,设计了一种节能型水产养殖环境监测系统,用于实时监测水的温度、pH值、溶解氧浓度和浊度等参数。系统采用CC2530为核心处理器设计无线传感器节点;运用开源的Z-stack协议栈开发了节点应用程序,提高了系统的稳定性和可靠性;使用9 V锂电池为无线传感器节点供电,实现了系统的无线化;采用C/S和B/S混合编程模式开发了简单直观的本地用户监测界面和远程监测网站,实现了系统的本地监测和远程监测;采用分时、分区供电的方式和数据融合技术延长了节点的生存时间。该文介绍了系统软硬件设计方法,并重点阐述了软件和硬件的节能策略。实验室测试表明,采用方案4（传感器不一直工作,数据全部发送）,节点数据采集周期为10 min,节点能正常工作94 d,实际系统上线时,节点数据采集周期为30 min,节点预计能正常工作280 d左右;运用节能策略后,节点寿命延长了1倍。在甘肃省某虹鳟鱼养殖基地进行了实地测试,路由节点剩余能量约占总能量的47%,终端节点剩余能量约占总能量的33%,路由节点能量消耗较快,距离汇聚节点最近的16号路由节点的寿命预估只有134 d。结果表明该系统具有功耗低、运行稳定、网络寿命长等优点,能实现水产养殖环境的实时监测,具有很好的市场前景和推广价值。