固态变压器(solid state transformer, SST)能实现传统电力变压器的变压、隔离作用,还可实现灵活的电能调控作用,但不具备传统同步发电机的机械特性及同步运行机制。当分布式电源经SST接入电网时,由于其出力的随机性和波动性,将对上级...固态变压器(solid state transformer, SST)能实现传统电力变压器的变压、隔离作用,还可实现灵活的电能调控作用,但不具备传统同步发电机的机械特性及同步运行机制。当分布式电源经SST接入电网时,由于其出力的随机性和波动性,将对上级电网造成冲击,导致电网电压/频率波动。提出一种基于虚拟同步发电机的SST交流端口控制策略。首先,建立模块化多电平型输入级和同步发电机等效模型,将虚拟同步发电机原理融入输入级控制策略,以提高SST并网端口的电能质量、惯性及阻尼特性,并使其具备参与电网调频、调压能力。其次,提出储能装置辅助调频控制,保障SST参与一次调频时低压系统负载功率消耗平衡。最后,确立了输出级虚拟同步发电机控制策略,以提高低压交流端口负荷功率响应特性,实现SST对上级电网的友好性。在Matlab/Simulink平台搭建仿真模型,验证了所提SST拓扑结构及其控制策略的正确性和有效性。展开更多
为解决含氢综合能源系统(hydrogen integrated energy system,HIES)在源荷出力和场景概率多重不确定性下难以兼顾鲁棒性和经济性的问题,提出了一种计及场景概率的分布鲁棒和两阶段鲁棒结合的三阶段四层随机鲁棒优化方法。首先,充分考虑...为解决含氢综合能源系统(hydrogen integrated energy system,HIES)在源荷出力和场景概率多重不确定性下难以兼顾鲁棒性和经济性的问题,提出了一种计及场景概率的分布鲁棒和两阶段鲁棒结合的三阶段四层随机鲁棒优化方法。首先,充分考虑系统运行的灵活性、低碳性,建立HIES,并引入碳捕集机组和阶梯式碳交易保证系统低碳运行;其次,用鲁棒优化法和随机规划中的场景法分别处理源荷出力不确定和场景概率不确定,建立min-max-max-min三阶段四层优化模型。采用变量交替迭代的列与约束生成算法求解得到最优鲁棒调度结果以及最恶劣场景概率分布。最后,通过算例分析表明所提方法兼顾了经济性和鲁棒性,并且系统具有较强的新能源消纳能力,保证了HIES系统的低碳、经济运行。展开更多
随着风电渗透率的持续上升,电力系统的惯量水平显著下降,对系统频率稳定性构成了新的挑战。为有效评估风电并网情况下电力系统节点惯量的变化,提出了一种基于受控自回归滑动平均(autoregressive moving average with exogenous variable...随着风电渗透率的持续上升,电力系统的惯量水平显著下降,对系统频率稳定性构成了新的挑战。为有效评估风电并网情况下电力系统节点惯量的变化,提出了一种基于受控自回归滑动平均(autoregressive moving average with exogenous variable,ARMAX)模型的改进最大似然估计(maximum likelihood estimation,MLE)参数辨识方法对系统机组直接相连节点进行惯量评估。首先,构建ARMAX模型对发电机组直接相连节点的动态特性进行建模,并利用改进MLE对模型参数进行辨识,以评估与机组直接相连的节点惯量。然后,基于k-means聚类算法对发电机组节点惯量进行分区,计算得到系统区域惯量和中心频率,并进一步对非发电机组节点频率进行自适应多项式拟合计算,得到其系统节点惯量。最后,搭建IEEE39含风力发电机组节点系统,绘制热力图直观展示电力系统节点和区域的惯量分布,验证了所提改进方法的有效性。该方法有助于精准识别系统中不同节点的动态响应特性,为风电并网系统的分析和规划提供了有力支持。展开更多
针对光热(concentrating solar power,CSP)电站利用率低、风电场弃风率高以及传统燃气机组碳排放水平较高且受“以热定电”的运行限制等问题,引入富氧燃烧捕集技术对传统机组进行改造,配置含热回收的CSP电站实现热电解耦,耦合高温固体...针对光热(concentrating solar power,CSP)电站利用率低、风电场弃风率高以及传统燃气机组碳排放水平较高且受“以热定电”的运行限制等问题,引入富氧燃烧捕集技术对传统机组进行改造,配置含热回收的CSP电站实现热电解耦,耦合高温固体氧化物电解池等能量转化设备,构建了电-热-氢低碳能源系统及其容量优化配置方法。首先,考虑到风电出力和光照强度的不确定性以及与电负荷之间的时序相关性,建立了基于两阶段时空聚类的多运行场景提取模型。其次,在基于概率的多运行场景基础上,通过条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)理论度量因不确定性带来的风险,以总成本最小为目标,构建低碳能源系统容量优化配置模型。最后,通过算例进行仿真验证,结果表明该系统满足负荷需求情况下,可降低年碳排放量和弃风率,提高CSP电站利用率,并为不同风险偏好的决策者面对系统容量优化配置问题时提供了定量依据。展开更多
针对高比例可再生分布式能源的接入造成主动配电网运行电压越限和支路过载问题,提出了计及网络重构基于条件风险价值理论(conditional value-at-risk,CVaR)的智能软开关(soft open point,SOP)三层规划模型。首先,为了模拟分布电源出力...针对高比例可再生分布式能源的接入造成主动配电网运行电压越限和支路过载问题,提出了计及网络重构基于条件风险价值理论(conditional value-at-risk,CVaR)的智能软开关(soft open point,SOP)三层规划模型。首先,为了模拟分布电源出力不确定性,建立了基于Wasserstein距离的最优场景。其次,上层模型兼顾了综合成本最小化、安全风险最小化两个目标以确定SOP位置与容量;中层模型以每个场景运行成本最小化为目标进行网络重构;下层运行优化模型中考虑了有载调压变压器、投切电容器组、需求响应以及SOP功率传输多种主动调节措施。为了降低模型求解复杂度,采用基于灰靶决策技术的LDBAS算法和二阶锥优化的混合方法进行求解。最后,以修改的IEEE 33节点配电系统为例,对提出的规划模型进行了验证和分析。展开更多
双碳和新型配电系统构建目标下优化多种灵活型资源位置与容量是实现该目标的重要技术路线。为此,兼顾规划运行的经济性和安全性,提出一种考虑越限风险的主动配电网中可再生分布式电源(distributed genevation,DG)、智能软开关(soft open...双碳和新型配电系统构建目标下优化多种灵活型资源位置与容量是实现该目标的重要技术路线。为此,兼顾规划运行的经济性和安全性,提出一种考虑越限风险的主动配电网中可再生分布式电源(distributed genevation,DG)、智能软开关(soft open point, SOP)、储能(energy storage, ESS)的两阶段协调规划方法。阶段1以综合成本与越限风险最小为目标优化DG、SOP与ESS的位置和容量。阶段2属于联合SOP、网络重构、有载调压变压器、电容器组、需求响应和储能多种调节手段的多目标运行优化。同时,以基于灰靶决策技术的LDBAS算法和二阶锥优化的混合方法为规划优化的求解工具。在IEEE 33节点配电系统上仿真,测试结果证明了所提两阶段协调规划模型能够有效地提高系统运行效率、增强灵活性、降低运行安全风险及经济成本。展开更多
优化传统微电网的容量配置对其经济性的提升效果有限。为进一步提升经济性,文中在传统微电网的基础上耦合垃圾填埋气发电(landfill gas power generation,LGPG)和电转气(power to gas,P2G),提出一种基于LGPG-P2G的微电网模型。首先,综...优化传统微电网的容量配置对其经济性的提升效果有限。为进一步提升经济性,文中在传统微电网的基础上耦合垃圾填埋气发电(landfill gas power generation,LGPG)和电转气(power to gas,P2G),提出一种基于LGPG-P2G的微电网模型。首先,综合考虑碳交易和资金的时间价值对容量优化配置的影响,引入全生命周期理论和经济学中的净现值分析法;然后,以全生命周期的收益最大为目标,利用变异粒子群算法求解4种场景下的微电网容量最优配置,并使用Cplex求解传统微电网模型和所提微电网模型容量最优配置下的最优调度方案。结果表明在碳交易背景下基于LGPG-P2G的微电网模型具有更好的经济性。展开更多
文摘固态变压器(solid state transformer, SST)能实现传统电力变压器的变压、隔离作用,还可实现灵活的电能调控作用,但不具备传统同步发电机的机械特性及同步运行机制。当分布式电源经SST接入电网时,由于其出力的随机性和波动性,将对上级电网造成冲击,导致电网电压/频率波动。提出一种基于虚拟同步发电机的SST交流端口控制策略。首先,建立模块化多电平型输入级和同步发电机等效模型,将虚拟同步发电机原理融入输入级控制策略,以提高SST并网端口的电能质量、惯性及阻尼特性,并使其具备参与电网调频、调压能力。其次,提出储能装置辅助调频控制,保障SST参与一次调频时低压系统负载功率消耗平衡。最后,确立了输出级虚拟同步发电机控制策略,以提高低压交流端口负荷功率响应特性,实现SST对上级电网的友好性。在Matlab/Simulink平台搭建仿真模型,验证了所提SST拓扑结构及其控制策略的正确性和有效性。
文摘为解决含氢综合能源系统(hydrogen integrated energy system,HIES)在源荷出力和场景概率多重不确定性下难以兼顾鲁棒性和经济性的问题,提出了一种计及场景概率的分布鲁棒和两阶段鲁棒结合的三阶段四层随机鲁棒优化方法。首先,充分考虑系统运行的灵活性、低碳性,建立HIES,并引入碳捕集机组和阶梯式碳交易保证系统低碳运行;其次,用鲁棒优化法和随机规划中的场景法分别处理源荷出力不确定和场景概率不确定,建立min-max-max-min三阶段四层优化模型。采用变量交替迭代的列与约束生成算法求解得到最优鲁棒调度结果以及最恶劣场景概率分布。最后,通过算例分析表明所提方法兼顾了经济性和鲁棒性,并且系统具有较强的新能源消纳能力,保证了HIES系统的低碳、经济运行。
文摘随着风电渗透率的持续上升,电力系统的惯量水平显著下降,对系统频率稳定性构成了新的挑战。为有效评估风电并网情况下电力系统节点惯量的变化,提出了一种基于受控自回归滑动平均(autoregressive moving average with exogenous variable,ARMAX)模型的改进最大似然估计(maximum likelihood estimation,MLE)参数辨识方法对系统机组直接相连节点进行惯量评估。首先,构建ARMAX模型对发电机组直接相连节点的动态特性进行建模,并利用改进MLE对模型参数进行辨识,以评估与机组直接相连的节点惯量。然后,基于k-means聚类算法对发电机组节点惯量进行分区,计算得到系统区域惯量和中心频率,并进一步对非发电机组节点频率进行自适应多项式拟合计算,得到其系统节点惯量。最后,搭建IEEE39含风力发电机组节点系统,绘制热力图直观展示电力系统节点和区域的惯量分布,验证了所提改进方法的有效性。该方法有助于精准识别系统中不同节点的动态响应特性,为风电并网系统的分析和规划提供了有力支持。
文摘针对光热(concentrating solar power,CSP)电站利用率低、风电场弃风率高以及传统燃气机组碳排放水平较高且受“以热定电”的运行限制等问题,引入富氧燃烧捕集技术对传统机组进行改造,配置含热回收的CSP电站实现热电解耦,耦合高温固体氧化物电解池等能量转化设备,构建了电-热-氢低碳能源系统及其容量优化配置方法。首先,考虑到风电出力和光照强度的不确定性以及与电负荷之间的时序相关性,建立了基于两阶段时空聚类的多运行场景提取模型。其次,在基于概率的多运行场景基础上,通过条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)理论度量因不确定性带来的风险,以总成本最小为目标,构建低碳能源系统容量优化配置模型。最后,通过算例进行仿真验证,结果表明该系统满足负荷需求情况下,可降低年碳排放量和弃风率,提高CSP电站利用率,并为不同风险偏好的决策者面对系统容量优化配置问题时提供了定量依据。
文摘针对高比例可再生分布式能源的接入造成主动配电网运行电压越限和支路过载问题,提出了计及网络重构基于条件风险价值理论(conditional value-at-risk,CVaR)的智能软开关(soft open point,SOP)三层规划模型。首先,为了模拟分布电源出力不确定性,建立了基于Wasserstein距离的最优场景。其次,上层模型兼顾了综合成本最小化、安全风险最小化两个目标以确定SOP位置与容量;中层模型以每个场景运行成本最小化为目标进行网络重构;下层运行优化模型中考虑了有载调压变压器、投切电容器组、需求响应以及SOP功率传输多种主动调节措施。为了降低模型求解复杂度,采用基于灰靶决策技术的LDBAS算法和二阶锥优化的混合方法进行求解。最后,以修改的IEEE 33节点配电系统为例,对提出的规划模型进行了验证和分析。
文摘双碳和新型配电系统构建目标下优化多种灵活型资源位置与容量是实现该目标的重要技术路线。为此,兼顾规划运行的经济性和安全性,提出一种考虑越限风险的主动配电网中可再生分布式电源(distributed genevation,DG)、智能软开关(soft open point, SOP)、储能(energy storage, ESS)的两阶段协调规划方法。阶段1以综合成本与越限风险最小为目标优化DG、SOP与ESS的位置和容量。阶段2属于联合SOP、网络重构、有载调压变压器、电容器组、需求响应和储能多种调节手段的多目标运行优化。同时,以基于灰靶决策技术的LDBAS算法和二阶锥优化的混合方法为规划优化的求解工具。在IEEE 33节点配电系统上仿真,测试结果证明了所提两阶段协调规划模型能够有效地提高系统运行效率、增强灵活性、降低运行安全风险及经济成本。
文摘优化传统微电网的容量配置对其经济性的提升效果有限。为进一步提升经济性,文中在传统微电网的基础上耦合垃圾填埋气发电(landfill gas power generation,LGPG)和电转气(power to gas,P2G),提出一种基于LGPG-P2G的微电网模型。首先,综合考虑碳交易和资金的时间价值对容量优化配置的影响,引入全生命周期理论和经济学中的净现值分析法;然后,以全生命周期的收益最大为目标,利用变异粒子群算法求解4种场景下的微电网容量最优配置,并使用Cplex求解传统微电网模型和所提微电网模型容量最优配置下的最优调度方案。结果表明在碳交易背景下基于LGPG-P2G的微电网模型具有更好的经济性。
