考慮靈活性的孤島微電網群分層能量管理策略
發(fā)布時間：2020-12-13 23:23
彼此臨近的孤島微電網形成孤島微電網群,可通過能量互濟實現不同源荷特性的微電網之間的資源優(yōu)化分配,進而提升區(qū)域電網運行的經濟性、可靠性和可再生能源利用率。針對孤島微電網群的能量管理問題,基于多代理系統(tǒng),建立了孤島微電網群分層能量管理架構。建立了靈活性指標評估可再生能源出力不確定性對系統(tǒng)運行的影響,在此基礎上,構建了微電網層多目標優(yōu)化能量管理策略和集群層能量分配策略。采用寬容分層序列法對線性化后的模型進行求解。最后以四個微電網組成的孤島微電網群為例,驗證了所提能量管理策略的有效性。
【文章來源】：電力系統(tǒng)保護與控制. 2020年20期 北大核心
【文章頁數】：9 頁
【部分圖文】：
靈活性供給與缺額Fig.1Flexibilitysupplyandflexibilityshortage
電力系統(tǒng)保護與控制微電網層由各微電網控制器代理MGC分散自治，各微電網由ESS代理、分布式電源DG代理(包括CDG和可再生能源RES)以及負荷(LD)代理構成，分別負責相應元件和負荷數據的監(jiān)測與管理。各微電網之間通過聯絡線連接。集群層由微電網群管理代理，MGCM根據各MGC代理上傳的數據進行資源分配。2.1分階段能量管理策略孤島微電網群分層能量管理策略分為三個階段，相較于集中式策略，基于多代理系統(tǒng)的分層式策略更注重各微電網主體的利益，在各微電網優(yōu)化自治的前提下進行集群協調。策略流程如圖3所示。圖3微電網群分層能量管理流程Fig.3Flowchartofhierarchicalenergymanagementofmicrogridcluster第一階段：微電網群中的各微電網根據自身RES代理和LD代理預測數據以及CDG和ESS的運行情況，按照優(yōu)化目標進行各微電網內部優(yōu)化以確定意向能量交互量。在該階段，各微電網將確定是否參與集群層交互，同時將是否參與交互以及意向交互量告知MGCM代理。第二階段：MGCM代理根據各MGC代理的能量交互意愿、交互量和靈活性不足風險，制定分配策略，并將分配結果告知各參與協調的微電網。第三階段：各微電網MGC代理根據第二階段的分配結果，進行第三階段的優(yōu)化，對自治計劃進行調整最終確定當前時段調度計劃。2.2優(yōu)化目標2.2.1微電網層本文以運行成本最孝靈活性不足風險最小以及靈活性供給成本最小為微電網層的優(yōu)化目標。其中運行成本包括各分布式電源和儲能系統(tǒng)的燃料和運維成本DGC、ESSC，切負荷和棄風、棄光成本LSC、CurC以及微電網間交互費用EXC。1DGESSLSCurEX23FPUFPDminminminfCCCCCfRFSfCC(17),CDG,om,CDG,1dc1e
??MILP問題，本文使用JADE平臺搭建基于多代理系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)仿真模型，采用IBMCPLEX12.9對轉化所得的MILP模型進行求解。根據中國東部沿海某地氣象條件，風光出力使用由HOMER仿真軟件計算的數值，各微電網凈負荷曲線如圖4所示。仿真時間間隔t取1h，凈負荷預測向上和向下偏差的置信水平均取0.95，fw、fpv取0.5，iw、ipv取0.05[27]。各微電網中ESS的SOC變化范圍為0.1~0.9，CDG的出力下限為20kW。設備及運行參數如表1所示。圖4各微電網凈負荷曲線Fig.4Curveofnetloadineachmicrogrid表1微電網群參數設置Table1Parametersettingsofmicrogridcluster運行參數MG1MG2MG3MG4ESS容量/kWh200150100200CDG最大功率/kW15012080150光伏峰值功率/kW30030080150風機峰值功率/kW200——100ESS運維費用/(元/kWh)0.027CDG燃料費/(元/kWh)1CDG運維費/(元/kWh)0.2切負荷補償/(元/kWh)2棄風、光懲罰成本/(元/kWh)1.3微電網間購售電費/(元/kWh)0.53.2仿真結果分析本文分別討論了各微電網孤島運行和集群運行兩種仿真場景，并進行了對比分析。在集群運行模式下，進一步設置相對寬容度值為0.3和0.5兩種情況，并對相應的運行結果進行對比分析。3.2.1集群經濟運行分析在0寬容度下，孤島與集群運行方式下仿真運行成本如表2所示，各微電網交互功率和棄風光、切負荷情況如圖5和圖6所示。表2微電網運行成本Table2Operationcostofmicrogrids運行成本MG1MG2MG3MG4孤島/元2302.8231344.1041253.2222231.996集群/元2095.3461189.4031164.1412125.139
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于成本效益分析的峰谷分時電價優(yōu)化模型[J]. 孔強,付強,林亭君,張也,彭子健,萬亞玲,郭良. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2018(15)
[2]考慮靈活性需求時空特性的電網調度計劃與評價[J]. 孫偉卿,田坤鵬,談一鳴,葉磊. 電力自動化設備. 2018(07)
[3]基于貝葉斯-粒子群算法的微電網優(yōu)化運行[J]. 康健,靳斌,段秀娟,尚小華,栗瑋. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2018(12)
[4]多微電網互聯系統(tǒng)能量管理方法研究[J]. 陳其森,汪湘晉,池偉,張雪松. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2018(11)
[5]計及靈活性的孤島型微電網多目標日前優(yōu)化調度方法[J]. 楊龍杰,李華強,余雪瑩,趙勁帥,劉萬宇. 電網技術. 2018(05)
[6]微電網群功率優(yōu)化控制[J]. 熊雄,王江波,井天軍,楊仁剛,葉林. 電力自動化設備. 2017(09)
[7]高比例可再生能源電力系統(tǒng)的關鍵科學問題與理論研究框架[J]. 康重慶,姚良忠. 電力系統(tǒng)自動化. 2017(09)
[8]高比例可再生能源并網的電力系統(tǒng)靈活性評價與平衡機理[J]. 魯宗相,李海波,喬穎. 中國電機工程學報. 2017(01)
[9]分布式合作優(yōu)化及其應用[J]. 衣鵬,洪奕光. 中國科學:數學. 2016(10)
[10]智能微網與柔性配網相關技術探討[J]. 秦紅霞,王成山,劉樹,劉云. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2016(20)
本文編號：2915363
【文章來源】：電力系統(tǒng)保護與控制. 2020年20期 北大核心
【文章頁數】：9 頁
【部分圖文】：
靈活性供給與缺額Fig.1Flexibilitysupplyandflexibilityshortage
電力系統(tǒng)保護與控制微電網層由各微電網控制器代理MGC分散自治，各微電網由ESS代理、分布式電源DG代理(包括CDG和可再生能源RES)以及負荷(LD)代理構成，分別負責相應元件和負荷數據的監(jiān)測與管理。各微電網之間通過聯絡線連接。集群層由微電網群管理代理，MGCM根據各MGC代理上傳的數據進行資源分配。2.1分階段能量管理策略孤島微電網群分層能量管理策略分為三個階段，相較于集中式策略，基于多代理系統(tǒng)的分層式策略更注重各微電網主體的利益，在各微電網優(yōu)化自治的前提下進行集群協調。策略流程如圖3所示。圖3微電網群分層能量管理流程Fig.3Flowchartofhierarchicalenergymanagementofmicrogridcluster第一階段：微電網群中的各微電網根據自身RES代理和LD代理預測數據以及CDG和ESS的運行情況，按照優(yōu)化目標進行各微電網內部優(yōu)化以確定意向能量交互量。在該階段，各微電網將確定是否參與集群層交互，同時將是否參與交互以及意向交互量告知MGCM代理。第二階段：MGCM代理根據各MGC代理的能量交互意愿、交互量和靈活性不足風險，制定分配策略，并將分配結果告知各參與協調的微電網。第三階段：各微電網MGC代理根據第二階段的分配結果，進行第三階段的優(yōu)化，對自治計劃進行調整最終確定當前時段調度計劃。2.2優(yōu)化目標2.2.1微電網層本文以運行成本最孝靈活性不足風險最小以及靈活性供給成本最小為微電網層的優(yōu)化目標。其中運行成本包括各分布式電源和儲能系統(tǒng)的燃料和運維成本DGC、ESSC，切負荷和棄風、棄光成本LSC、CurC以及微電網間交互費用EXC。1DGESSLSCurEX23FPUFPDminminminfCCCCCfRFSfCC(17),CDG,om,CDG,1dc1e
??MILP問題，本文使用JADE平臺搭建基于多代理系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)仿真模型，采用IBMCPLEX12.9對轉化所得的MILP模型進行求解。根據中國東部沿海某地氣象條件，風光出力使用由HOMER仿真軟件計算的數值，各微電網凈負荷曲線如圖4所示。仿真時間間隔t取1h，凈負荷預測向上和向下偏差的置信水平均取0.95，fw、fpv取0.5，iw、ipv取0.05[27]。各微電網中ESS的SOC變化范圍為0.1~0.9，CDG的出力下限為20kW。設備及運行參數如表1所示。圖4各微電網凈負荷曲線Fig.4Curveofnetloadineachmicrogrid表1微電網群參數設置Table1Parametersettingsofmicrogridcluster運行參數MG1MG2MG3MG4ESS容量/kWh200150100200CDG最大功率/kW15012080150光伏峰值功率/kW30030080150風機峰值功率/kW200——100ESS運維費用/(元/kWh)0.027CDG燃料費/(元/kWh)1CDG運維費/(元/kWh)0.2切負荷補償/(元/kWh)2棄風、光懲罰成本/(元/kWh)1.3微電網間購售電費/(元/kWh)0.53.2仿真結果分析本文分別討論了各微電網孤島運行和集群運行兩種仿真場景，并進行了對比分析。在集群運行模式下，進一步設置相對寬容度值為0.3和0.5兩種情況，并對相應的運行結果進行對比分析。3.2.1集群經濟運行分析在0寬容度下，孤島與集群運行方式下仿真運行成本如表2所示，各微電網交互功率和棄風光、切負荷情況如圖5和圖6所示。表2微電網運行成本Table2Operationcostofmicrogrids運行成本MG1MG2MG3MG4孤島/元2302.8231344.1041253.2222231.996集群/元2095.3461189.4031164.1412125.139
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于成本效益分析的峰谷分時電價優(yōu)化模型[J]. 孔強,付強,林亭君,張也,彭子健,萬亞玲,郭良. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2018(15)
[2]考慮靈活性需求時空特性的電網調度計劃與評價[J]. 孫偉卿,田坤鵬,談一鳴,葉磊. 電力自動化設備. 2018(07)
[3]基于貝葉斯-粒子群算法的微電網優(yōu)化運行[J]. 康健,靳斌,段秀娟,尚小華,栗瑋. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2018(12)
[4]多微電網互聯系統(tǒng)能量管理方法研究[J]. 陳其森,汪湘晉,池偉,張雪松. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2018(11)
[5]計及靈活性的孤島型微電網多目標日前優(yōu)化調度方法[J]. 楊龍杰,李華強,余雪瑩,趙勁帥,劉萬宇. 電網技術. 2018(05)
[6]微電網群功率優(yōu)化控制[J]. 熊雄,王江波,井天軍,楊仁剛,葉林. 電力自動化設備. 2017(09)
[7]高比例可再生能源電力系統(tǒng)的關鍵科學問題與理論研究框架[J]. 康重慶,姚良忠. 電力系統(tǒng)自動化. 2017(09)
[8]高比例可再生能源并網的電力系統(tǒng)靈活性評價與平衡機理[J]. 魯宗相,李海波,喬穎. 中國電機工程學報. 2017(01)
[9]分布式合作優(yōu)化及其應用[J]. 衣鵬,洪奕光. 中國科學:數學. 2016(10)
[10]智能微網與柔性配網相關技術探討[J]. 秦紅霞,王成山,劉樹,劉云. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2016(20)
本文編號：2915363
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