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基于多时间尺度模型预测控制的微网灵活性资源优化调度策略,结合日内滚动优化和负荷需求响应机制,实现灵活资源配置 ...

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简介:
本文提出了一种利用多时间尺度模型预测控制技术来优化微电网中的灵活性资源调度,通过整合日内滚动优化及用户侧的需求响应措施,有效提升系统运行效率与经济性。 基于多时间尺度模型预测控制的微网灵活性资源优化调度策略结合了日内滚动优化与负荷需求响应机制,并在多个时间维度上进行灵活资源配置。 该研究使用MATLAB、YALMIP以及CPLEX作为主要编程工具,以包含风力发电场、光伏电站、微型燃气轮机、蓄电池系统、余热锅炉、热泵和储热罐等设备的多能源微网为对象。构建了各个分布式电源的数学模型,并提出了一个多时间尺度下考虑负荷需求响应机制的优化调度策略。 在日前阶段,该研究基于源-荷预测数据及分时电价信息,通过价格型需求响应机制鼓励用户调整用电行为以平滑负载曲线并减轻系统调峰压力。在此基础上,建立了以微网运维成本、购电成本、天然气采购成本以及污染排放惩罚费用总和最小为目标的日前优化调度模型。 进入日内阶段后,则进一步细化目标为减少各分布式电源在日内与日前功率预测差异,并建立相应的滚动优化模型来提高调度精度。最终结果包括不同时间尺度下的最优发电计划及运行经济指标,如各个分布式能源的最佳输出曲线及其对应的运营成本数值。

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    本文提出了一种利用多时间尺度模型预测控制技术来优化微电网中的灵活性资源调度,通过整合日内滚动优化及用户侧的需求响应措施,有效提升系统运行效率与经济性。 基于多时间尺度模型预测控制的微网灵活性资源优化调度策略结合了日内滚动优化与负荷需求响应机制,并在多个时间维度上进行灵活资源配置。 该研究使用MATLAB、YALMIP以及CPLEX作为主要编程工具,以包含风力发电场、光伏电站、微型燃气轮机、蓄电池系统、余热锅炉、热泵和储热罐等设备的多能源微网为对象。构建了各个分布式电源的数学模型,并提出了一个多时间尺度下考虑负荷需求响应机制的优化调度策略。 在日前阶段,该研究基于源-荷预测数据及分时电价信息,通过价格型需求响应机制鼓励用户调整用电行为以平滑负载曲线并减轻系统调峰压力。在此基础上,建立了以微网运维成本、购电成本、天然气采购成本以及污染排放惩罚费用总和最小为目标的日前优化调度模型。 进入日内阶段后,则进一步细化目标为减少各分布式电源在日内与日前功率预测差异,并建立相应的滚动优化模型来提高调度精度。最终结果包括不同时间尺度下的最优发电计划及运行经济指标,如各个分布式能源的最佳输出曲线及其对应的运营成本数值。
  • 研究——方法关键词:;程序:matlab-yalmip-c
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    本研究探讨了在电力系统中利用多时间尺度进行灵活性资源优化配置的方法,结合了模型预测控制和日内滚动优化策略。采用MATLAB与YALMIP工具实现算法设计及仿真验证,旨在提升系统的运行效率与经济性。关键词包括多时间尺度、模型预测控制、日内滚动优化等。 本研究提出了一种基于多时间尺度的灵活性资源优化配置策略,在考虑负荷需求响应机制的基础上进行微网系统的优化调度。该系统包含风力场、光伏电站、微型燃气轮机、蓄电池、余热锅炉、热泵以及储热罐等多样化的分布式能源,并且能够应对电/热负载的需求变化。 在日前阶段,利用源-荷预测数据和分时电价信息作为基础,通过价格型需求响应机制鼓励用户参与负荷调整。这有助于平滑负荷曲线并减少系统调峰的压力。在此基础上建立了以最小化微网运维成本、购电成本、购气成本及污染物排放惩罚成本为目标的日前优化调度模型。 在日内阶段,为提高调度精度,进一步引入了各分布式电源日内-日前功率方差作为目标函数,并构建相应的日内滚动优化调度模型。通过这种方式可以确保不同时间尺度下的动态调整能力与灵活性资源的有效利用。 最终该研究确定了各个时间段内各类分布式能源的最优输出曲线及其对应的运行成本值。整个建模过程使用MATLAB结合YALMIP和CPLEX工具进行实现,为复杂微网系统的高效优化提供了有效方案。
  • 层次
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    本研究探讨了在微电网环境下,利用模型预测控制技术进行多层次时间需求响应资源的优化调度方法,旨在提高能源效率和系统稳定性。 为解决微电网内部分布式能源的就地消纳及参与上层电网需求响应中的功率调度问题,提出了一种基于多时间尺度的需求响应资源优化调度方法。该方法构建了微电网多时间尺度需求响应调度框架,并结合运行成本和需求响应补偿收益建立了日前最优经济调度模型;同时采用模型预测控制(MPC)技术建立日内滚动优化调度模型,以最小化联络线功率偏差及储能荷电状态(SOC)的偏差为目标。通过引入可调容量比例因子来考虑微电网与外部电网之间的调节能力,在确保充分消纳可再生能源的同时保持足够的灵活性和响应速度。 该方法的有效性和可行性在实际工程案例中得到了验证,实验结果显示所提框架能够使微电网高效参与短期需求响应市场。
  • 考虑储综电力系统
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    本研究探讨了在电力系统日内调度中融入源、荷、储能三者协同作用的方法,旨在通过优化配置提升系统的灵活性和经济性。 充分利用灵活性资源的调节作用可以有效平抑风电的随机波动,并提高电力系统的风电接纳能力。本段落提出了一种考虑源荷储综合灵活性特性的日前优化调度方法。首先分析了电力系统对灵活性的需求及各种来源、负荷和储能设施提供的灵活度特性,同时考虑了系统运行中灵活性的概率平衡特征;其次利用条件风险价值(CVaR)来量化由于缺乏足够的灵活性资源而导致的风险损失,并将这一指标融入目标函数以更有效地分配有限的灵活性资源;最后构建了一个包含灵活性因素在内的随机优化调度模型。通过在IEEE 39节点电力系统和实际区域电网中的应用验证了所提出方法及模型的有效性和可行性。
  • 考虑储综电力系统.pdf
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    本文探讨了在电力系统日内调度中整合能源、负荷及储能系统的灵活性方法,以提高资源利用效率和系统稳定性。 计及源荷储综合灵活性的电力系统日前优化调度研究了如何在电力系统的日前调度中充分利用各种电源、负荷以及储能设施的灵活性,以提高整个电网运行效率和稳定性。该论文探讨了一种新的方法来协调不同类型的资源,在满足供需平衡的同时最大化经济效益和技术性能指标。
  • MATLAB代码双层关键词:,双层
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    本文提出了一种基于MATLAB的算法,用于实现针对多能源微网的多时间尺度滚动优化双层调度模型。该方法结合了短期和长期策略,有效提升了系统的运行效率与经济性。 本段落介绍的MATLAB代码实现了一个基于多时间尺度滚动优化的多能源微网双层调度模型。该模型主要解决多能源微网的优化调度问题,在下层模型中,目标是通过最小化运行成本来求解最优调度策略,并采用多时间尺度滚动优化方法进行计算。在上层模型部分,则以运营商为视角,目标是在保证变压器不过载的前提下实现运营成本最低化,构建了一个包含两个阶段的优化框架。为了便于分析和求解问题,我们利用互补松弛条件以及KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件对这一复杂系统进行了简化处理。
  • MATLAB:适用双层关键词:,双层...
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    本文提出了一种基于MATLAB的双层调度模型,该模型采用多时间尺度和滚动优化策略,专门针对多能源微网系统设计,旨在提高其运行效率与经济性。 该MATLAB代码实现了一个基于多时间尺度滚动优化的多能源微网双层调度模型。主要内容是解决一个多能源微网的优化调度问题。首先,在下层模型中,以最小化运行成本为目标函数,通过多时间尺度滚动优化方法求解最优调度策略;上层模型则由运营商主导,同样以最小化运营成本为追求目标,并考虑变压器过载等问题的影响,建立了一个两阶段优化框架。利用互补松弛条件和KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件对该双层结构进行快速且准确的计算分析,从而得出有效的调度方案。 参考文献:《Collaborative Autonomous Optimization of Interconnected Multi-Energy Systems with Two-Stage Transactive Control Framework》 仿真平台为MATLAB。
  • 独立前与协同
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    本研究提出了一种新的调度策略,针对独立微网系统,在考虑机组灵活性的基础上,实现了日前和日内调度的有效协调与优化。 微网的优化调度作为一种高效利用分布式能源并增强大电网灵活性的重要手段越来越受到关注。本研究从日前与日内两个时间尺度出发,在全面考虑各类分布式资源灵活调度的基础上,构建了一个旨在最小化总运行成本的独立微网优化调度模型。其中,日前调度计划为日内调度提供参考,并在必要时允许调整满足灵活性需求的分布式能源启停状态;而日内调度则采用滚动优化方式并制定不同类型的分布式资源调整优先级以指导其优化过程。此外,在该模型中还将蓄电池初始荷电状态作为变量之一与其它分布式资源共同进行优化,从而进一步提高微网运营经济效益。最后通过对该问题实施线性化处理,并借助CPLEX求解器来解决混合整数规划问题。通过算例分析验证了所提出调度策略的合理性。
  • MATLAB双层——采用方法关键词:双层
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    本文提出了一种基于MATLAB的多能源微网双层调度模型,利用多时间尺度滚动优化技术,旨在提高微电网运行效率和经济性。 本段落介绍了一种基于多时间尺度滚动优化的多能源微网双层调度模型的MATLAB代码实现。该模型主要解决一个多能源微网的优化调度问题。在下层,针对多能源微网模型,以最小化运行成本为目标函数,并通过多时间尺度滚动优化方法求解最优调度策略;而在上层,则考虑运营商以最低运营成本为优化目标的同时还需应对变压器过载等问题,构建了一个两阶段的优化框架。利用互补松弛条件和KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件对该模型进行了简化处理以便于求解。
  • -储-前、
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    本研究探讨了电力系统中多时间尺度下的源-网-荷协调机制,并分析了需求响应在日前、日内与实时调度中的应用,旨在提高系统的灵活性与经济性。 为了提高区域电网对新能源的消纳率,并使电力系统的运行成本最小化以及供电可靠性提升,本段落提出了一种考虑储能电站特性的多时间尺度“源–储–荷”协调调度策略。该策略综合了储能电站与各类需求响应资源在不同时间尺度上的特性来制定日前调度计划,并通过日内滚动和实时修正的方式来提高预测数据的准确性。 以系统运行成本、弃风惩罚成本以及失负荷惩罚成本为优化目标,建立了多时间尺度调度模型。最终使用MATLAB平台并调用CPLEX商业软件包进行混合整数规划优化计算。实验结果表明该策略能够使系统的运行成本达到最优,并且显著降低弃风率,从而有效提高“源–储–荷”系统中的新能源消纳能力。 关键词:储能电站;多时间尺度;“源–储–荷”协调;CPLEX