检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：邓祺华南理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着分布式电源的渗透率增大,其出力的随机性和波动性对电网的传统运行模式带来了挑战。微电网能够较好地解决分布式电源的并网问题,因而受到了广泛的关注。优化微电网光伏发电系统的能量管理有利于提高微电网运行的经济性。本... 详细信息

近年来,随着分布式电源的渗透率增大,其出力的随机性和波动性对电网的传统运行模式带来了挑战。微电网能够较好地解决分布式电源的并网问题,因而受到了广泛的关注。优化微电网光伏发电系统的能量管理有利于提高微电网运行的经济性。本文的主要研究内容如下:(1)选取含有光储系统的微电网作为研究对象,考虑了光伏发电系统运维成本、储能系统寿命损耗成本、公共电网分时电价等主要影响因素,将微电网的运行经济性作为优化目标,并进一步考虑功率平衡、光伏发电输出功率限制、光伏出力爬坡能力、储能系统充放电容量限制等约束条件,建立了能量管理的双层优化模型。其中,外层优化模型主要考虑系统的购电成本、光储系统的投资成本,以这些成本最小为优化目标;内层优化模型主要考虑蓄电池组的寿命损耗以及电能损耗,使储能系统的充放电成本最小;然后结合内外层优化模型,实现综合能量优化,从而达到微电网用电成本最低的目标。(2)对微网内的光伏发电系统输出功率与负荷大小进行预测,基于两者的预测结果进行功率平衡,平衡结果将其作为蓄电池在一个调度周期(24小时)内充放电的参考依据,以使蓄电池在充放电过程中造成的寿命损耗成本最小。(3)结合细菌觅食算法(BFA),对粒子群算法(PSO)进行改进,提出了PSO-BFA优化算法流程。利用PSO-BFA算法对能量管理优化模型进行求解,得出微电网在并网和孤岛运行状态下各个不同方案下的光伏出力优化结果,使光伏发电系统及其储能系统与公共电网之间的能量优化分配。存在可控负荷时,将可控负荷进行必要的调整,使其削峰填谷,进一步使微电网的运行成本达到最小。本文提出了考虑微网运行经济性的能量管理方式,通过合理调节各光伏电源的输出功率,发掘储能系统的利用潜力,提高微电网运行的经济性和光伏发电的收益,有利于新能源发电的推广。

关键词：光伏发电能量优化管理微电网光伏出力预测负荷预测

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基于二次型最优控制理论的孤岛型微电网能量优化管理策略

基于二次型最优控制理论的孤岛型微电网能量优化管理策略

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作者：苗海丽天津大学

学位级别：硕士

微电网作为利用太阳能和风能等可再生能源的有效方式之一,能够缓解能源危机和环境压力,引起了各国政府和研究机构的广泛重视。不同微电源输出功率的优化分配,对于提高微电网的发电经济性,减小发电过程中的环境污染,具有重要的现实意义... 详细信息

微电网作为利用太阳能和风能等可再生能源的有效方式之一,能够缓解能源危机和环境压力,引起了各国政府和研究机构的广泛重视。不同微电源输出功率的优化分配,对于提高微电网的发电经济性,减小发电过程中的环境污染,具有重要的现实意义。与大电网不同,微电网中引入的太阳能发电和风能发电以及储能装置,增加了能量管理问题的复杂度。本文针对现有的微电网能量优化管理策略不能同时兼顾实时性和最优性的问题,提出了基于二次型最优控制理论的微电网能量优化管理策略。首先,分析储能电池的充放电特性,建立储能电池的动态数学模型,得到二次型最优控制理论应用所需的系统状态方程。然后,从满足电力负荷需求和限制储能电池剩余电量(也称荷电状态,State of charge,SOC)的波动范围的角度,设计了扩展的二次型最优输出输出跟踪器的性能指标。通过理论推导,得到了扩展的二次型最优输出跟踪器的最优控制律,并根据黎卡提微分方程的性质,结合微电网中负荷功率的平均值变化缓慢的事实,正向求解伴随方程,得到易于工程实现的近似最优控制律。近似最优控制律是状态反馈的形式,只与系统的当前状态有关,故本文提出的能量管理策略可用于解决微电网的能量实时优化分配问题。最后,在Matlab/Simlink中搭建微电网仿真模型,对所提出的基于二次型最优输出控制的能量管理策略的发电经济性和适应性进行仿真验证。通过大量仿真算例证明本文提出的能量优化管理策略无需改变加权系数,即可在不同天气条件下获得与基于最小值原理的最优控制策略相近的优化效果。且当储能电池SOC初始值变化时,仍具有较强的鲁棒性。

关键词：微电网二次型最优控制能量优化管理发电经济性

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基于神经网络预测控制的微电网能量优化管理研究

基于神经网络预测控制的微电网能量优化管理研究

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作者：王重湖南工业大学

学位级别：硕士

随着全球能源和环境问题的日益突出,全世界各国都开始重视能源危机、环境破坏等问题,并着力于寻找清洁能源补充和改善当下境况。近些年来,我国利用可再生能源的比重逐年增加,分布式发电项目在海岛和偏远地区也不断投产建设。此外,由分... 详细信息

随着全球能源和环境问题的日益突出,全世界各国都开始重视能源危机、环境破坏等问题,并着力于寻找清洁能源补充和改善当下境况。近些年来,我国利用可再生能源的比重逐年增加,分布式发电项目在海岛和偏远地区也不断投产建设。此外,由分布式发电单元组成的微电网系统与网络控制系统相结合组成的智能微电网,也大大降低了微电网系统的运营成本,提高了微电网的稳定性、灵活性,扩宽了其应用领域。然而,基于网络控制的微电网系统也存在不足之处,比如分布式单元的独立稳定运行、各分布式单元的能量切换、微电网的低压穿越等问题。如果这些问题在微电网实际运行过程中得不到有效地解决,那么微电网系统将陷入不稳定运行或者瘫痪,同时也会给用户侧用电设备造成伤害。另外,网络控制是通过周期性地检测系统信号,然后将数据传送至中央控制器进行控制决策,由于网络通信固有的缺陷,如通信丢包、迟滞等,难免会出现通信失误,并且微电网主要分布式发电单元受气象因素的影响,其波动性和随机性也使得发电功率输出具有不确定性,故在精准控制上需要引入新的控制方法。鉴于此,本文分析国内外许多专家和学者在微电网结构和控制策略的相关文献,提出了基于神经网络预测控制的微电网能量优化管理,文中在已有基础上加入了预测控制,为微电网的合理调度和控制决策提供了参考值;文中还引入了新的微电网能量管理结构,使得资源配置更加合理,能量管理更加优化。最后,具体的创新性研究工作从以下三个方面介绍:(1)预测控制模型采用的主预测工具是神经网络,并加入反向传播途径,即为BP神经网络,为了缩短收敛周期,文中还引入遗传算法,但仍然不能完全避免其收敛周期过长,故引入了回归分析预测来填补收敛周期过长的情况,最后文中将神经网络与回归分析相结合构成预测的控制机制实现了预测控制的最优化。(2)每个分布式单元都是采用电力电子接口输出,且输出端都有U、I检测,将检测信息送至控制器反馈调节电力电子器件,实现单分布式单元的相对稳定控制输出。此外,文中还将这些检测信号送至中央控制器,并对分布式单元协调控制,使得微电网能量管理更加合理。(3)文中的微电网能量管理结构是多层次结构,且具体分为上层决策层和下层决策层,上层决策层具有一组固定的参数(参考值)函数,并通过特定的控制策略结构来适应较低的决策水平,根据这一参数,每个较低级别的决策者通过跟踪上层决策者所提供的参考值解决自身的优化问题。结构建模上还考虑了最小碳排放和降低生产成本,提高了市场竞争力,使得本次研究更具工程实践价值。

关键词：预测控制 GA-BP神经网络回归分析微电网能量优化管理多层次结构控制策略

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离网型风光储互补微电网能量优化管理

离网型风光储互补微电网能量优化管理

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作者：马紫琬湖北民族大学

学位级别：硕士

将光伏发电系统、风力发电系统、储能系统以及用电负荷组合在一起共同构成离网型风光储互补微电网系统,在孤岛运行时,由于电力系统受自然因素、地理环境以及储能容量的影响,将导致系统无法稳定运行,如何维持系统稳定安全运行和能量优化... 详细信息

将光伏发电系统、风力发电系统、储能系统以及用电负荷组合在一起共同构成离网型风光储互补微电网系统,在孤岛运行时,由于电力系统受自然因素、地理环境以及储能容量的影响,将导致系统无法稳定运行,如何维持系统稳定安全运行和能量优化管理是微电网亟需解决的问题。本文主要针对离网型微电网的组成结构、能量管理、运行控制等问题进行深入分析,为此提出了模型预测控制能量优化管理策略,根据不同情景下的运行方式提出了容量配置和负荷切除策略来稳定直流电压,为微电网的能量管理和运行控制提供了理论支撑和仿真验证。本文深入分析了离网型风光储互补系统的组成框架和工作原理。分别将光伏单元、风力单元、储能和负荷等系统在Matlab/Simulink中建模仿真。光伏发电通过Boost升压,并通过MPPT保持输出功率最大值;风力发电系统通过AC/DC变换器将交流转为直流,并通过扰动观察法跟踪风力发电最大值;储能系统通过蓄电池容量对直流微电网充放电,DC/DC转换器将储能与微电网相连。由此,将上面各设备互联组成离网型风光储互补直流微电网系统。针对能量优化管理,提出了模型预测控制策略,分别从日前和日内两个时间尺度考虑,对微电网的能量进行优化,提高系统运行经济性。由于系统能量是随时间变化波动的,因此系统输出的发电功率会出现误差,采用该策略预测发电功率,日前优化对系统进行粗略的调整,结合日内优化的细微调整,通过滚动优化和反馈矫正对功率反复调整,使得能量优化结果更接近实际运行情况,降低系统的运行费用。采用离网型风光储互补微电网模型,将5种运行方式在不同的负荷条件下仿真分析,验证系统的稳定性。为了维持不同情景下的直流电压,采用容量配置和切除非关键负荷策略,使得系统能够在不同情况下保持稳定,为了配置合理的容量和切除合适的负荷,通过日前优化模型计算系统运行费用,在保证经济性最优的条件下,选择合适的容量和负荷,对比验证直流电压前后的波形图,分析结果表明所提策略的有效性。

关键词：离网型风光储互补系统能量优化管理模型预测控制容量配置负荷切除

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直流微电网的协调运行控制与能量优化管理研究

直流微电网的协调运行控制与能量优化管理研究

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作者：戴宁西南石油大学

学位级别：硕士

随着以清洁能源为主的可再生分布式发电能源的广泛使用,可接纳分布式能源的微电网得到了广泛的关注,其中直流微电网由于其自身配电方式的优势以及总成本和总损耗相对较低的优点成为微电网领域中的一个研究方向,其协调运行控制和能量优... 详细信息

随着以清洁能源为主的可再生分布式发电能源的广泛使用,可接纳分布式能源的微电网得到了广泛的关注,其中直流微电网由于其自身配电方式的优势以及总成本和总损耗相对较低的优点成为微电网领域中的一个研究方向,其协调运行控制和能量优化管理是研究的重点。本文以包含风光储网的直流微电网为研究对象,采用分层控制的方法解决控制目标在不同时间尺度中相互影响的问题,并针对直流微电网的协调运行控制和能量优化管理两个关键问题进行研究。本文首先介绍直流微电网的拓扑结构和组成单元。建立了以风光发电单元组成的分布式发电单元的其数学模型,分析各自的输出特性和变换器的控制策略;建立了蓄电池储能单元的数学模型,对储能变换器的两种运行状态和控制策略进行分析;建立了并网变换器的数学模型并介绍其控制策略。其次,本文对直流微电网采用分层控制的意义进行阐述,对每层控制的功能定位和特点进行详细地介绍,将各层控制目标与直流微电网的协调运行控制和能量优化管理两个关键问题相对应,保证了直流微电网的稳定运行并提高了直流微电网的经济性。并对变换器的相关控制进行了介绍。然后,对于直流微电网的协调运行控制问题,主要是保持直流微电网内有功功率的平衡,仅有的指标是直流母线电压。直流微电网的稳定运行就是要调节直流微电网的功率,使直流母线电压保持稳定。选择具有双向功率流动特性的交流电网和蓄电池储能单元作为直流微电网一次控制的调压单元,分别采用下垂控制和电压裕度下垂控制的方法,实现功率的自动分配并提高了控制的稳定性。由二次控制通过对调压单元变换器的直流电压和功率参考值进行实时更新解决电压偏差的问题,使直流母线电压快速恢复并运行在额定电压值。搭建仿真模型对控制策略进行分析与验证。最后,针对直流微电网系统级的能量优化管理问题,首先对直流微电网进行潮流计算,获得直流微电网的潮流分布,为直流微电网内各单元提供运行参考值。对于以最小经济成本为目标的直流微电网的经济优化调度,对蓄电池储能单元的充放电控制采用模糊控制的方法,减少了频繁充放电对蓄电池的损害,优化了分时电价机制下的经济调度的同时,提高了直流微电网的经济性。通过分析包含风光储网的直流微电网和包含多个微电源的直流微电网的两个算例,验证所用方法的正确性。

关键词：直流微电网分层控制协调运行控制直流母线电压下垂控制能量优化管理

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基于源网荷互动的互联微电网能量优化管理方法研究

基于源网荷互动的互联微电网能量优化管理方法研究

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作者：钟城南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着能源危机与环境污染问题的日益严峻,微电网作为一种有效利用可再生能源的方式得到了快速发展。随着微电网大规模接入电网,一定区域内多个邻近微电网互联互供所形成的多微电网系统成为了研究热点。本文首先比较了不同的电网架构特征... 详细信息

随着能源危机与环境污染问题的日益严峻,微电网作为一种有效利用可再生能源的方式得到了快速发展。随着微电网大规模接入电网,一定区域内多个邻近微电网互联互供所形成的多微电网系统成为了研究热点。本文首先比较了不同的电网架构特征,确定了层级式的互联微电网结构。研究了微网中常见的分布式电源运行特性和工作原理,建立了风光等可再生能源、柴油发电机、微型燃气轮机等发电单元以及蓄电池等储能单元的数学模型,为之后的研究工作打下基础。智能电网的不断发展,使用电结构发生显著变化,智能电表的推广,将使电网出现分布广域、数量海量的主动负荷节点,用户不再仅仅是电网末端的刚性负荷,而是能够通过高级量测体系参与到系统运营中来,实现与电网的互动。本文以可转移负荷作为需求侧管理的代表,研究了计及电源侧、配电网、微电网、需求侧等多方面的能量优化管理,采用双层优化模型,分别为配网层优化模型和微网层优化模型,提出了一种基于源网荷互动的互联微电网能量优化管理方法。在配电网层的优化中,微电网可以与配电网互动,各微电网之间可以进行互动,与需求侧负荷一起完成配电网层的能量优化管理。微网层采用考虑微源的经济性、环保性以及储能系统充放电经济性的优化目标,实现了微网中的各微源和储能的最优出力。最后,采用遗传算法与非线性规划相结合的优化算法对建立的数学模型进行了求解。针对提出的层级式互联微电网结构和所建立的能量管理优化模型,采用一个三微网互联算例对模型进行了仿真。运用MATLAB编写程序对提出的能量优化管理方法进行了验证。仿真结果表明提出的能量优化管理方法能够很好的实现互联微电网系统的效能最优,微电网的最优经济分配。

关键词：互联微电网需求侧管理能量优化管理双层调度遗传算法

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基于模型预测控制的微电网群能量优化管理研究

基于模型预测控制的微电网群能量优化管理研究

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作者：吴成辉华南理工大学

学位级别：硕士

微电网群是微电网发展到一定阶段的产物,将多个微电网互联并以集群的形式运行,有利于提高供电可靠性。微电网群通过内部子微电网之间协同运行和能量互补,能够提高分布式电源的渗透率,实现可再生能源的高效利用。对微电网群进行能量优化... 详细信息

微电网群是微电网发展到一定阶段的产物,将多个微电网互联并以集群的形式运行,有利于提高供电可靠性。微电网群通过内部子微电网之间协同运行和能量互补,能够提高分布式电源的渗透率,实现可再生能源的高效利用。对微电网群进行能量优化管理,是保证微电网群高效有序运行的基础。微电网群存在功率交换,微电网群的能量优化管理不仅要考虑微电网内部经济运行和电压稳定问题,还要考虑微电网间的功率协调问题,实现微电网群整体最优运行。一方面,分布式电源出力波动性会对微电网群能量优化产生不利影响;另一方面,传统集中式优化存在难以保障隐私安全、对通信要求高等缺点。针对这些问题,本文引入模型预测控制(MPC)理论和同步型交替方向乘子法(ADMM),对微电网和微电网群的能量优化管理问题展开研究。针对微电网群的功率协调问题,以最小化微电网群总运行成本为目标,建立了微电网群协调优化模型。以交换功率为耦合变量,将集中式优化问题解耦为各子微电网的子优化问题,并推导出求解微电网群优化问题的同步型ADMM迭代形式,将子问题的异步迭代过程转换为同步迭代过程,每轮迭代中选取前轮期望交换功率计算结果的修正值作为本次迭代的参考值。同时采用有限时间一致性算法传递优化过程所需的期望交换功率信息,实现完全分布式计算。引入MPC滚动优化的思想,给出了微电网群协调优化问题的分布式求解过程。通过算例验证了基于同步型ADMM的分布式协调优化算法的收敛性以及优化结果的合理性,与集中式优化的优化结果进行对比,验证了分布式优化结果的最优性,最后验证了通信故障时基于有限时间一致性算法的信息交互的可靠性。针对集群运行下的微电网的有功经济优化和无功电压优化问题,提出了一种基于MPC的微电网双层能量优化管理方法。上层优化和下层优化采用不同的时间尺度,上层优化考虑微电网间的功率交换,以最小化微电网的运行成本为目标,对各个可控电源有功出力进行优化;下层优化利用有功优化结果计算可控电源的无功裕度,安排可控电源和无功补偿设备的无功出力,维持本地无功平衡,以保持微电网电压在允许范围内。有功优化和无功优化均采用MPC的滚动优化和反馈校正的方式,以应对电源出力的波动性。通过算例进行对比分析,验证了基于MPC的双层能量优化管理方法的有效性和优势。

关键词：微电网群能量优化管理模型预测控制同步型交替方向乘子法有限时间一致性

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基于虚拟储能的风光储家庭微电网的并网运行能量优化管理

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供用电 2017年第4期34卷 12-18页

作者：麦卡殷亮亮李征东华大学信息与科学技术学院上海201620

随着分布式可再生能源的发展,风光储微电网的应用越来越广泛,体现出良好的综合效益及市场前景。文章针对家庭场景下的风光储能源微电网,从微电网需求侧管理的角度出发,提出了一种基于柔性负荷控制和虚拟储能的能量优化管理策略。首先,... 详细信息

随着分布式可再生能源的发展,风光储微电网的应用越来越广泛,体现出良好的综合效益及市场前景。文章针对家庭场景下的风光储能源微电网,从微电网需求侧管理的角度出发,提出了一种基于柔性负荷控制和虚拟储能的能量优化管理策略。首先,就家庭能源系统的场景建立系统模型;其次,基于负荷分类控制和实时电价信息,在保证电能质量的前提下,提出以用户最小购电费用为目标的能量优化管理策略;最后,利用微分进化算法进行求解,以某地的实际风光数据和电价信息为例进行仿真验证。结果表明提出的优化策略能够有效减少蓄电池的充放电容量,达到利用虚拟储能改善微电网的经济性的目的。

关键词：风光储微电网并网负荷分类虚拟储能能量优化管理

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基于自动发电响应的分布式电源集群能量优化管理系统

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电气工程 2017年第1期5卷 90-96页

作者：孙旻喻洁曾伟陈亮陈仁思国网江西省电力公司电力科学研究院江西南昌东南大学电气工程学院江苏南京

在分布式电源快速推广和电力市场改革的背景下,考虑将分布式电源资源纳入到电力市场竞争中,为电网提供更加高效、灵活的电力供应的同时,保障整个供电系统的安全稳定运行和经济调度。本文在充分分析分布式电源的发展历程和现实时代背景... 详细信息

在分布式电源快速推广和电力市场改革的背景下,考虑将分布式电源资源纳入到电力市场竞争中,为电网提供更加高效、灵活的电力供应的同时,保障整个供电系统的安全稳定运行和经济调度。本文在充分分析分布式电源的发展历程和现实时代背景的基础上,借鉴电力需求侧自动需求响应的概念,提出了基于分布式电源的自动发电响应,并相应地给出了可执行的分布式电源自动发电响应策略,本文还进一步创新地设计了实现分布式电源集群能量优化管理系统的系统网络架构。本文对于分布式电源自动发电响应的积极探索,能够使分布式电源在电力市场改革的新时代背景下充分发挥其清洁、灵活的优势,能够为分布式电源与电网的协调发展提供可行的方向。

关键词：分布式电源集群自动发电响应智能电网调度能量优化管理

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风光互补独立发电系统的PLC控制与能量优化管理

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电气应用 2015年第18期34卷 64-67页

作者：李小雄李瑞黄河水利职业技术学院开封市电业局

为充分利用风能和太阳能资源,解决一些缺电和少电地区的用电问题,在研究风能和太阳能发电机理的基础上,设计了一个风光互补的独立发电系统,采用S7-300西门子PLC技术实现了对风力发电系统、光伏发电系统的最大功率跟踪控制和负荷功率跟... 详细信息

为充分利用风能和太阳能资源,解决一些缺电和少电地区的用电问题,在研究风能和太阳能发电机理的基础上,设计了一个风光互补的独立发电系统,采用S7-300西门子PLC技术实现了对风力发电系统、光伏发电系统的最大功率跟踪控制和负荷功率跟踪控制,并对系统能量进行了优化管理。该系统应用于黄河下游的偏远管理班,不但有效解决了用电问题,还取得了良好的经济效益。

关键词：风光互补独立发电系统西门子PLC技术最大功率跟踪控制能量优化管理

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