计及电动汽车的风-光-储微电网容量配置与经济调度研究
考虑车网互动的风-光-车-储微网容量配置方法

考虑车网互动的风-光-车-储微网容量配置方法*刘舒真1,崔昊杨1*,刘昊1,张明达2,孙益辉2,史晨豪3(1.上海电力大学电子与信息工程学院,上海200090;2.国网浙江宁波市奉化区供电有限公司,浙江宁波315500;3.上海电力大学电气工程学院,上海200090)随着化石能源的日益匮乏和环境的不断恶化,以风能和太阳能为代表的新能源具有绿色、清洁、可再生等优点而受到关注。
然而,高渗透率下的新能源出力的不确定性,也给电网运行带来新的挑战。
另一方面,“新基建”的建设给电动汽车(electric vehicle,EV)带来新的热潮,电动汽车规模化入网成为必然趋势。
特别地,以车网互动(vehicle to grid,V2G)模式接入电网后,电动汽车作为一种能量密集型移动储能单元,在平滑区域能量波动的同时提高可再生能源的接纳能力和利用效率。
因此,以风-光-车-储为能量单元的微电网系统的优化配置与管理,逐渐成为研究热点。
在风-光-车-储微电网的优化配置领域,文献[8]结合电动汽车与分布式电源的时空、时序特性,协同规划分布式电源与电动汽车充电站;文献[9-10]建立路径选择模型、耦合交通网与电力网,优化微电网容量配置方案。
以上文献均考虑分布式电源与电动汽车的协同规划,但忽略了对电动汽车充放电引导,所形成的规划方案存在容量浪费,投资额度大,回报周期长等问题。
另外一方面,已有研究或集中于对给定的微电网,研究电动汽车的充电引导策略。
文献[11-12]基于价格激励政策探究电动汽车摘要:以车网互动模式接入微电网后,电动汽车可与分布式电源在微电网内有机集成,促进二者的应用,有助于提高整体的运行能效。
因此,针对风-光-车-储微电网系统的电动汽车充电引导及微源容量优化问题,文章提出了一种考虑车网互动的风-光-车-储微电网容量配置方法。
首先建立了基于电价激励的电动汽车有序排队充放电模型,引导电动汽车充放电行为有序化;接着兼顾经济效益和联络线功率波动值,建立风-光-车-储微电网系统容量多目标优化模型;然后利用NSGA-II算法优化微源容量配置;最后通过不同场景下规划结果的对比,分析不同电动汽车调度策略对规划方案效益和联络线功率波动的影响。
新能源大基地风光火储控制系统研究

新能源大基地风光火储控制系统研究朱 洁 刘孝鑫 于 佼 常雪剑 张海英(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司)摘 要:本文介绍了并网混合可再生电力系统(HRPS)的性能,它包含了风力涡轮机(WT)、光伏发电(PV),汽轮机(ST)和电池储能系统(ESS),用于支持卸载负载。
直流/直流(DC/ DC)转换器用于将风能、火力发电、光伏和储能系统连接在公共母线总线中。
直流母线的输出通过磁滞控制的三相电压源变换器与本地电网同步,以增加输出功率的连续性。
本文提出的HRPS在切换控制算法背景下工作的,通过基于最优转矩的最大功率点跟踪方法对风能进行控制,并将其作为主要能源来满足负载需求。
使用Matlab/Simulink创建了一个试验台,获得的各种结果显示了所提出的混合可再生电力系统在电网同步、电压和频率稳定性、电能质量和负载跟踪方面的优越性能。
关键词:风能;光伏;火力发电;储能系统;协调控制0 引言新能源基地混合能源控制系统是一种集成多种能源形式的系统,通过智能控制和优化算法,实现对不同能源的调度和协调管理,以提高能源的利用效率和系统的可靠性。
混合能源控制系统是未来能源系统发展的一种趋势,可以充分利用不同能源的特点,实现能源的高效利用和低碳排放。
混合能源控制系统的研究旨在通过智能化控制和优化算法,实现多种能源的协调管理和高效利用,以促进能源系统的可持续发展和能源利用的优化。
未来,随着科技的发展和能源领域的进步,混合能源控制系统将会发挥越来越重要的作用,为能源产业的发展和能源利用的改善提供技术支持和创新方案[1-3]。
本文设计了一个风光火储控制系统,解决新能源大基地多能源协调控制问题,提出基本算法、建立仿真平台,实现控制功能。
主要研究了混合可再生电力系统(HRPS)系统包含风能(WT)、火力发电(MT)、光伏(PV),电池储能(ESS),以及倾卸负荷的并网和离网,WT/MT/电池的混合发电可以提供最合适的选择,所提出的HRPS在切换控制和能量管理算法下运行。
风光储能在微电网中的控制策略

风光储能在微电网中的控制策略发布时间:2023-02-21T09:11:48.975Z 来源:《科技新时代》2022年10月19期作者:余剑[导读] 储能装置在维持微电网稳定运行、提高电能质量以及调频调峰等方面发挥着巨大的作用。
微电网既可以与大电网实现并网运行,还能在检测大电网故障期间,断开与大电网连接,然后切换至独立运行模式。
余剑国网湖北省电力有限公司咸宁市供电公司湖北咸宁 437000摘要:储能装置在维持微电网稳定运行、提高电能质量以及调频调峰等方面发挥着巨大的作用。
微电网既可以与大电网实现并网运行,还能在检测大电网故障期间,断开与大电网连接,然后切换至独立运行模式。
微电网中,用到的分布式电源可作为再生能源,因其具备较强环保性,所以可促进能源循环利用。
关键词:风光储能;微电网;控制策略引言人类依靠能源而生存,国家依靠能源而强大。
随着社会发展与经济的快速增长,能源需求变得越来越紧迫,而这种趋势在未来还在持续增长。
传统的诸如煤炭、石油、天然气等化石能源随着人类的大量消耗正在逐渐枯竭,而且这些化石燃料的燃烧带来的环境污染、气候变暖、生态恶化等问题对人类的生存造成了威胁。
另一方面,与此相对的风能、太阳能、水能、生物质能、海洋能等可再生能源,由于资富、清洁无污染,满足了人们日益增长的能源消费需求和建设环境友好型国家的迫切需要。
所以对可再生能源的大力利用与开发己经成为我国的一项重要发展战略。
1微电网运行方式微电网具备离网运行与并网运行特点,离网转并网、并网转离网等两种暂态运行方式。
微电网要在两种常态下稳定运行。
2风光储能在微电网中的控制策略2.1主从控制并离切换微电网应用主从控制策略在离网与并网模式中切换,为了确保系统稳定运行,主电源可以在PQ与V/f控制键顺利切换,便于实现微电网并、离网模式无缝衔接。
以控制器状态跟随微电网平滑切换控制法,但与此同时,还应切换控制器参数。
文章当中对微电网运行模式切换动态规律进行研究,然后优化切换控制器,便于减少切换中的暂态振荡。
储能系统在微电网中的优化配置与调度研究

储能系统在微电网中的优化配置与调度研究引言:随着可再生能源技术的快速发展和能源转型的推进,微电网系统作为灵活性相对较高的能源供应方式受到了广泛的关注。
在微电网系统中,储能系统的优化配置与调度是十分重要的任务,它可以有效地改善微电网的稳定性、降低能源成本、提高能源利用率并减少对传统能源的依赖。
本文将就储能系统在微电网中的优化配置与调度进行研究,探讨其在提高能源供应可靠性和经济性方面的潜力和价值。
一、储能系统的优化配置1.1 储能系统的作用和需求储能系统是微电网系统中的重要组成部分,可以将电能在可再生能源供应充足时存储起来,以备晚上或低风速等不可控因素导致供需不平衡时使用。
储能系统可以平衡微电网系统中的能量供需差异,提高能源利用率和能源供应可靠性。
1.2 储能系统的优化配置方法储能系统的优化配置是指在微电网中考虑各种因素的基础上,确定合适的储能容量、类型和位置。
优化配置的目标是在满足微电网系统能量需求的前提下,最大程度地提高能源利用率和经济性。
1.3 储能容量的确定确定储能系统的容量是储能系统优化配置的重要一环。
容量的确定需要考虑微电网系统的负荷预测、可再生能源供应预测、储能系统的充放电效率和成本等因素。
合理的储能容量可以充分平衡供需差异,提高系统的可靠性和效益。
1.4 储能类型的选择根据微电网的需求和特点,选择合适的储能技术和设备是优化配置过程中的另一个重要环节。
目前常用的储能技术包括锂离子电池、钠硫电池、超级电容器等。
不同类型的储能设备具有不同的充放电效率、寿命、成本和容量等特性,要根据具体情况进行选择。
1.5 储能位置的确定储能系统的位置决定了其对微电网系统的影响。
根据微电网的结构和负荷需求,选择合适的位置来安置储能设备是优化配置过程的最后一步。
二、储能系统的调度优化2.1 储能系统的调度策略储能系统的调度策略是指根据实时的电力市场价格、负荷需求和可再生能源供应等因素,合理地进行储能系统的充放电调度,以提高系统能源利用率和经济性。
基于电网分时电价机制考虑电动汽车灵活充电的微电网能量管理

何兆蓉(1999—),女,研究方向为智能电网信息工程。
高逸云(2000—),女,研究方向为电力系统及其自动化。
黄瀚霆(2000—),男,研究方向为自动化。
基金项目:江苏省重点研发计划(BE2019018)基于电网分时电价机制考虑电动汽车灵活充电的微电网能量管理何兆蓉, 高逸云, 黄瀚霆, 刘 钊(南京理工大学自动化学院,江苏南京 210094)摘 要:随着新能源电动汽车的不断普及和推广,在电动汽车灵活接入电网情况下,保证电网功率波动更平滑成为目前要面对的重要问题之一。
以电网运行成本最低为目标,以风力,光伏等多种发电方式为对象,微电网能量管理系统通过考虑电网分时电价及合理储能的特性,综合考虑普通负荷和电动汽车负荷的微电网能量管理系统建立模型。
分别在正常天气和阴雨、无风等特殊天气的情况下,运用不同的微电网运行策略,结合上海地区每年的降水日数与晴朗日数比进行仿真。
结果表明,所建模型不仅可以降低电网运行成本,而且可以减少电力资源的浪费。
关键词:微电网;分布式电源;分时电价;能量优化管理;电动汽车中图分类号:TM732 文献标志码:A 文章编号:2095 8188(2022)05 0065 06DOI:10.16628/j.cnki.2095 8188.2022.05.010MicrogridEnergyManagementConsideringFlexibleChargingofElectricVehiclesBasedonGridTime of UsePriceMechanismHEZhaorong, GAOYiyun, HUANGHanting, LIUZhao(SchoolofAutomation,NanjingUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210094,China)Abstract:Withthecontinuouspopularizationandpromotionofnewenergyelectricvehicles,ensuringsmoothergridpowerfluctuationshasbecomeoneoftheimportantissuestobefacedatpresentwhenthevehiclesareflexiblyconnectedtothegrid.Aimingatthelowestgridoperatingcostandtakeingwind,photovoltaicandotherpowergenerationmethodsastheobject,themicrogridenergymanagementsystemmodelisestablished,byconsideringthecharacteristicsofthegridtime of useelectricitypriceandreasonableenergystorage,andcomprehensivelyconsideringtheordinaryloadsandelectricvehicleloads.Underthenormalweatherandthespecialweatherconditionssuchasrainyandwindless,usingdifferentmicrogridoperationstrategies,combiningwiththeratioofthenumberofprecipitationdaystothenumberofsunnydaysinShanghaieachyear,thesimulationiscompleted.Theresultsshowthatthemodelnotonlycanreducethecostofpowergridoperation,butalsoreducethewasteofpowerresources.Keywords:microgrid;distributedpower;time of useprice;energyoptimizationmanagement;electriccar0 引 言随着分布式能源的多样化不断增加,电动汽车的推广普及,更经济更环保的发电及电动汽车灵活充电成为人们不断追求的目标之一[1 2]。
计及电动汽车的并网运行微电网容量优化配置

计及电动汽车的并网运行微电网容量优化配置吴新华;赵兴勇;贾燕冰;陈浩宇;赵钰彬【摘要】配置光伏、风机、储能等微电源的容量是微电网设计规划阶段的主要任务.针对电动汽车大规模接入后的并网型微电网优化配置,以经济性为目标,提出了一种并网型微电网的商业运营模式.结合电动汽车不同的管理模式,设计了一种分级式能量调度策略.在此基础上建立了综合考虑微电网经济性和可靠性的风/光/储容量优化配置模型,采用带有精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行求解.通过算例分析,得出电动汽车不同管理模式下的微电源容量配置结果.对比两种结果,得出考虑有序充放电的电动汽车入网,减少了微电网的储能配置,降低了微电网整体的投资效益,提高了微电网用户的利益与供电可靠性.%In design and planning stage of micro-grid the primary mission is to allocate the capacities of PV power system,wind power system and energy storage system.Aiming at the optimal configuration of grid-connected microgrid after the large-scale access of electric motorcar,a commercial operation mode of grid-connected microgrid was proposed with economy as the goal.According to the different management modes of electric vehicles,a hierarchical energy scheduling strategy was designed.On this basis,an optimal model for capacity allocation of wind power/PV power/storage systems was established in consideration of the economy and reliability of the microgrid and it was solved by the non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-Ⅱ) with elite strategy.The allocation results of micro-power capacity in different management modes of electric vehicles were obtainedthrough numerical example analysis.In comparison of the tworesults,it can be concluded that the electric vehicles with ordered charge and discharge network can reduce the energy storage allocation of the microgrid,reduce the overall investment benefit of the microgrid,and improve the users' benefits in the microgrid and power distribution reliability.【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2018(040)001【总页数】4页(P36-39)【关键词】微电网;电动汽车;容量配置;多目标优化;非支配排序遗传算法【作者】吴新华;赵兴勇;贾燕冰;陈浩宇;赵钰彬【作者单位】山西大学电力工程系,山西太原030013;山西大学电力工程系,山西太原030013;太原理工大学,山西太原030013;山西大学电力工程系,山西太原030013;山西大学电力工程系,山西太原030013【正文语种】中文【中图分类】TM730 引言微电网中光伏、风机等新能源具有输出功率不确定的特性,要使得微电网能够安全稳定运行,合理协调配置风光储的容量成了微电网规划阶段主要问题之一。
计及电动汽车的微电网储能单元容量优化_余岳

。
Received Date: 201312
12 收稿日期: 2013-
* 基金项目: 国家自然科学基金( 61174125 ) 资助项目
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仪
器
仪
表
学
报
[ 19 ]
第35 卷
不确定性与难以调控性。为了确保系统的安全稳定运行, [ 8 ] 储能单元系统( ESS) 成为微电网系统的重要组成部分 。 ESS 的容量优化配置是微电网优化配置的一个研究 重点, 研究人员已经对微电网 ESS 容量优化配置的问题 EV 接入微电网后, 做出了诸多相关研究。但是, 由于 EV EV 接入时, 自身具有储能装置, 相当于微电网增加了额 外的 ESS 。虽然, 充电完成后的 EV, 本质上最终是从微 电网吸取功率, 增加系统总的负载, 但是, 如果 EV 内部 储能装置在接入微电网后, 能参与微电网优化调度, 那么 在一定条件下 EV 也能充当微电网 ESS , 成为微电网的 优化调度对象, 进而补充微电网原有 ESS , 也有可能减少 原有微电网 ESS 的容量, 从而节约 ESS 的投入成本。 因 此, 在 EV 接入微电网后, 微电网 ESS 的容量优化配置成 为一个新的研究内容。 1011] 文献[ 考虑包含太阳能与风能两种输出完全随机 12] 的电源的条件下电池容量优化的数学模型; 文献[ 中, 研 究基于客户的使用时间( TOU) 率的 ESS 容量优化问题; 文献 [ 13] 将储能单元作为优化变量, 并计算首次投入成本与日平 14] 均运行成本, 折合至目标函数中, 进行求解; 文献[ 则采用 一种混合整数规划算法, 从工程实际的角度快速地求取储能 单元容量最优值, 但是上述文献未考虑接入 EV 后 ESS 的优 15] 化; EV 接入微电网后的优化中, 文献[ 对以电动汽车换电 站和电池储能电站作为储能单元的微电网分别进行建模和 讨论, 结果表明, 电动汽车作为储能装置, 通过协调优化, 可 以降低微电网的储能装置投入, 使微电网更具经济性, 但并 16] 没有分析微电网 ESS 容量的配置问题; 文献[ 是在分布式 发电系统中接入 EV 后, 建立 3 个目标优化函数和 EV 的模 型, 对储能单元容量优化配置在 3 种不同 EV 接入模式下进 行研究, 但是文献只建立了的离网运行模型, 未对 EV 接入 后的并网运行条件下 ESS 的优化进行研究。 本文以含有光伏、 风力和微型燃气轮机发电的并网 和离网运行微电网接入 EV 为研究对象, 建立了一种接 入 EV 的并网和离网运行微电网 ESS 容量的优化模型, 通过分析 EV 是否参与系统调度 2 种情况, 并采用改进 混合整数规划算法求解。 通过求解建立的模型, 对比相 关研究成果, 证明 EV 参与优化调度能够减少 ESS 的投 入, 并确定了 ESS 的最小容量。
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输电环节 变电环节
提高电力系统稳定运行水平。
9
()地区的可再生能源资源非常丰富,是电力输出 型地区。
亚洲
非洲 南美洲
()地区过去10年的新增石油储量年增幅为58.8%,
10 占全球新增储量的25%,也已成为世界各国争先进入 非洲
亚洲 欧洲北
和争夺的地区。
11
பைடு நூலகம்
()地区具有非常丰富的风能资源,但存在着开发 、建设、运维条件艰苦,输电距离长等方面的问题
2012 2013
代输煤,满足用能需求增长。
65
()配电自动化工程是国家电网公司实施的规模最 大、终端数量最多的配电自动化试点工程项目。
郑州
宜宾 金华
66
()缺陷为紧急缺陷,使设备不能继续运行,必须 立即处理。
I类
II类 III类
67 ()省是中国最大的太阳能光伏发电基地。
甘肃
新疆 青海
68
()世界上第一条1150千伏线路埃基巴斯图兹—— 科克契塔夫在额定工作电压下带负荷运行。
()是对输电线路进行全寿命周期管理;开展直升
72
机智能巡检、无人机巡检、智能机器人巡检等技术 的应用,开发交互式、可视化巡检设备;集成应用
先进输电技术 应用领域
输电线路 监测领域
设备智能化领域
新技术、新材料、新工艺,实现勘测数字化、设计
73 ()是构建全球能源互联网的关键支撑。
网架坚强
广泛互联 高度智能
北极
南极 赤道
12 ()电池是最早由美国福特公司发明的。
铅酸电池
钠硫电池 液流电池
13
()电力供需以自我平衡为主,并适度接受北极地 区风电。
亚洲
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计及电动汽车的风-光-储微电网容量配置与经济调度研
究
计及电动汽车的风-光-储微电网容量配置与经济调度研究随着电力系统的快速发展和环境保护意识的提高,可再生能源逐渐成为主流能源。
风能和太阳能作为两种主要的可再生能源形式,不仅具有广泛的分布性和环境友好性,而且成本在逐渐降低。
然而,由于风能和太阳能的间歇性和不稳定性,其大规模应用还面临着一些挑战。
在此背景下,通过构建风-光-储微电网系统,可以充分利用风能和太阳能,并通过储能系统实现能量的平衡和供需的匹配。
同时,电动汽车作为一种灵活的负荷,其充放电行为可以用来提高微电网运行的灵活性和经济性。
1. 风-光-储微电网容量配置
风-光-储微电网容量配置是指在满足用户需求的前提下,合理确定风能和太阳能发电装机容量和储能容量的大小。
容量配置的准确性直接影响到微电网系统的能源利用率和经济性。
在容量配置中,需考虑以下几个方面:
1.1 风-光-储能系统的发电能力
风能和太阳能是多变的,其发电能力受到天气条件影响。
通过对历史数据的分析和预测算法的应用,可以得到风能和太阳能的小时发电能力曲线。
根据用户的用电需求,可以确定风-光-储微电网系统的发电能力需求。
1.2 储能系统容量
储能系统在风能和太阳能发电能力较高时,将多余的电能转化为储能,并在发电能力不足时释放电能。
通过模型和算法的建立,可以根据风能和太阳能发电能力的变化规律,确定储能系
统的容量。
1.3 外部电网的连接
风-光-储微电网系统在发电能力不足时可以从外部电网获取电能,而在发电能力过剩时可以向外部电网售电。
因此,在容量配置中需要考虑与外部电网的连接方式和协调机制。
2. 经济调度策略
经济调度是指在满足用户用电需求的前提下,通过合理调度风-光-储微电网系统的运行方式和负荷行为,实现能源的最优分配和成本的最小化。
在经济调度策略中,需考虑以下几个方面: 2.1 电动汽车充放电策略
电动汽车充放电行为的灵活性可以用来调整微电网系统的负荷行为。
通过合理规划电动汽车的充放电策略,可以在不影响用户用电需求的前提下,降低微电网系统的运行成本。
2.2 转化效率的优化
风-光-储微电网系统中,能量的转化效率将直接影响系统的经济性。
通过优化储能系统和电动汽车充放电过程中的转化效率,可以最大限度地提高系统的能源利用率。
2.3 能量交易机制的设计
在满足用户用电需求的前提下,通过电动汽车的充放电行为,可以实现微电网系统与外部电网的能量交易。
通过设计合理的能量交易机制,可以最大限度地降低系统的运行成本。
综上所述,“计及电动汽车的风-光-储微电网容量配置与经济调度研究”是一个重要的课题。
通过合理配置风-光-储微电网系统的容量,并通过电动汽车的充放电行为实现能源的灵活调度,可以提高微电网系统的能源利用率和经济性。
在今后的研究中,还需进一步深入探索风-光-储微电网的新技术和新方法,为建设低碳、环保的电力系统做出更大的贡献
综合考虑电动汽车的充放电策略、转化效率的优化和能量交易机制的设计,可以实现风-光-储微电网系统的最优分配和成本最小化。
合理规划电动汽车的充放电策略,可以降低微电网系统的运行成本;优化转化效率,可以提高系统的能源利用率;设计合理的能量交易机制,可以降低系统的运行成本。
因此,“计及电动汽车的风-光-储微电网容量配置与经济调度研究”是一个重要的课题,可以提高微电网系统的能源利用率和经济性。
在今后的研究中,还需进一步探索相关的新技术和新方法,为建设低碳环保的电力系统做出更大的贡献。