摘要:随着分布式发电机 (DG) 的快速发展和可再生能源 (RES) 电力渗透水平的提高,在发电功率和需电功率存在不确定性和多变性 (即功率波动) 的情况下,任何电力系统的安全持续运行都是一个关键问题。引入可控发电机和电力存储设备对于缓解这一问题是必不可少的。为满足电力供需平衡要求,在功率平衡约束下进行潮流分配至关重要。然而,由于发电机和负载的物理功率限制约束、电力存储设备的容量限制和连接安排,很难实现功率平衡。本文提出了一种系统特性来描述发电机、负载、存储设备及其之间连接的关系。应满足所提出的特性系统以通过保持存储设备的 SOC 边界来保证给定潮流系统的安全运行。也就是说,要实现可行的电力流分配,需要考虑许多问题,例如必须如何确定发电机和负载的功率限制(即最大和最小功率水平)、存储设备的容量有多大以及必须考虑的连接的物理布置。本文还展示了一个优化问题,包括优化存储容量、使用可再生和不可再生能源发电机以及与电力需求相匹配。本文讨论了几种演示场景,以应用和验证我们提出的系统特性。
摘要:随着电力系统规模的不断扩大,分布式发电和能量管理向有源配电网发展趋势日益明显。然而分布式可再生能源的不稳定性给电力系统运行带来了复杂性,电力系统的有源对称性和平衡性显得越来越重要。本文针对分布式资源和低频减载的特点,提出了一种基于储能功率快速调整的协调运行与控制策略。分析各类可控资源的特点,探究储能的快速响应能力,根据支撑时间对储能类型进行分类,最终通过储能系统的功率分配与调节控制实现决策。此外,针对有源支撑不足的场景,提出了低频减载和分级系统的综合控制策略。通过多能源系统案例验证了所提模型和方法的可行性。
摘要:本文提出了一种考虑储能系统(ESS),个体发电单元特征以及全年的每小时功率平衡约束的方法来制定生成扩展计划。生成扩展计划(GEP)是一个复杂的优化问题。要获得成本最低,可接受的系统可靠性和令人满意的CO 2排放的现实计划,需要配制一个复杂的多期混合整数线性编程(MILP)模型,并与单个单位特征以及每小时的功率平衡约束一起求解并解决。此问题需要巨大的计算工作,因为在一个计算中有数千个可能的情况,其中数百万变量。但是,在本文中,提出了简化的过程,而不是直接找到此类MILP的全球最佳解决方案,将其分解为多个LP子问题,这更容易解决。在每个子问题中,都可以包括与可再生能源产生的文件相关的约束,ESS的电荷分离模式以及系统的可靠性。根据泰国的权力开发计划对拟议过程进行了测试。获得的解决方案几乎与实际计划的解决方案相同,但计算工作较少。还讨论了不确定性以及ESS对GEP的影响,例如系统可靠性,电力成本和CO 2排放。
2.3 运行约束 储能电站的规划与运行决策存在强耦合关 系。在不同位置接入储能电站将对系统运行的安 全性、经济性与可靠性造成不同影响。为了支持网 侧储能选址定容方案的科学决策,需充分考虑储能 充放电特性、有功 / 无功综合潮流、电压偏移限制、供 电可靠性要求等关键因素,进行精细化的运行建 模。故引入运行约束如下。 2.3.1 功率平衡约束
摘要:在偏远地区,例如村庄、岛屿和丘陵地区,由于电网侧故障,可能会频繁发生停电、电压下降或功率波动。对于此类偏远地区,电网连接的可再生能源系统或微电网系统是满足电网侧故障期间当地关键负载需求的首选。在可再生能源系统中,太阳能光伏 (PV) 电力系统是可访问的,混合光伏电池系统或储能系统 (ESS) 更能够在电网侧故障期间为当地关键负载提供不间断电力。这种储能系统还可以改善功率波动期间的系统动态。在本研究中,考虑了具有直流侧耦合的光伏电池混合系统,并提出了一种功率平衡控制 (PBC) 来将功率传输到电网/负载和电池。在该系统中,太阳能调节系统 (PCS) 充当光伏电源、电池和负载/中央电网之间的接口。利用所提出的 PBC 技术,系统可以运行在以下运行模式下:(a) PCS 可以在正常运行期间以并网模式工作;(b) PCS 可以为电池充电;(c) PCS 可以在电网侧故障期间以独立模式运行并向本地负载供电。本文解释了所提出的控制方法,并描述了瞬态和稳态条件下的系统响应。借助控制器在环仿真结果,验证了所提出的功率平衡控制方法,适用于离网和并网条件。
摘要:微电网是由可再生能源组成的自主电力系统,可有效实现网络中的功率平衡。由于可再生能源发电机组的间歇性和变化的功率,配电网变得复杂。微电网的重要目标之一是根据态势感知进行能源管理并解决优化问题。本文提出了一种增强型多目标多元优化算法 (MOMVO),用于基于可再生能源的孤岛微电网框架中的随机发电功率优化。所提出的算法用于在各种可用发电来源之间进行最佳功率调度,以最大限度地降低微电网的发电成本和功率损耗。在 6 单元和 10 单元测试系统上评估了 MOMVO 的性能。仿真结果表明,所提出的算法优于其他用于多目标优化的元启发式算法。
零碳功率系统将面临供求方面的双重不确定性;这将需要更多的系统灵活性资源,以达到功率平衡并实现更大规模的可再生能源整合。在供应方面,可再生能源产生技术,例如风力发电,太阳能光伏和水力发电,以间歇性为特征。在需求方面,随着电气化和频繁发生的极端天气事件等多种因素的影响,功率负载变得更加波动。在低碳过渡期间,对化石燃料动力的依赖(如煤炭和天然气)通常用作主要的灵活性资源,将继续下降。电力系统将需要更多的无碳灵活性资源来应对供需不确定性,并在多个时间范围内实现电力平衡:从年度到秒的管理。
摘要 —随着微电网中间歇性能源的增多,难以准确预测可再生能源的出力及其负荷需求。为了实现系统的经济运行,提出了一种基于模型预测控制(MPC)和动态规划(DP)算法的能量管理方法。该方法可以合理分配电池、燃料电池、电解器和外部电网的能量,在保证系统功率平衡和成本优化的同时,最大化分布式电源的出力。基于超短期预测,预测光伏阵列的输出功率和系统负荷的需求功率。通过有限时间内的反复滚动优化代替传统动态规划的离线全局优化,获得储能系统中各个单元的功率值。与传统的 DP、MILP-MPC 和基于逻辑的实时管理方法相比,提出了的能量管理方法被证明是可行和有效的。
本文考虑了一种离散时间调度方法,用于实现连续时间直流微电网系统的功率平衡。高阶动力学和电阻网络分别用于对集中式微电网系统的电力存储单元和直流总线进行建模。采用图上的 PH(端口哈密顿)公式来明确描述微电网拓扑。这种建模方法使我们能够推导出一个离散时间模型,该模型可以保持物理系统的功率和能量平衡。接下来,使用所提出的控制模型制定了受约束的经济 MPC(模型预测控制),以有效管理微电网运行。网络建模方法和基于优化的控制的系统组合使我们能够生成适当的功率分布。最后,通过在不同场景下使用真实数值数据对特定直流微电网电梯系统进行仿真和比较,验证了所提出方法的优势。
本文考虑了一种离散时间调度方法,用于实现连续时间直流微电网系统的功率平衡。高阶动力学和电阻网络分别用于对集中式微电网系统的电力存储单元和直流总线进行建模。采用图上的 PH(Port-Hamiltonian)公式来明确描述微电网拓扑。这种建模方法使我们能够推导出一个离散时间模型,该模型可以保持物理系统的功率和能量平衡。接下来,使用所提出的控制模型制定了受约束的经济 MPC(模型预测控制),以有效管理微电网运行。网络建模方法和基于优化的控制的系统组合使我们能够生成适当的功率分布。最后,通过在不同场景下使用真实数值数据对特定直流微电网电梯系统进行仿真和比较结果,验证了所提出方法的优势。