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[目的]针对分布式发电领域光伏发电的最大功率点跟踪问题,提出基于智能优化算法的控制方法.[方法]探讨的牛顿-拉夫逊优化算法主要分为牛顿拉夫逊搜索规则和陷阱避免算子的引入,经过局部强化学习策略和变螺旋搜索策略改进后将其应用于光伏发电最大功率追踪问题.在三种实验环境下进行仿真,每种仿真环境设置了三次参数变化以改变光伏组件的最大发电功率,将改进后的算法与传统以及常见的最大功率控制技术在仿真结果中进行对比.[结果]结果表明本控制方法具有较好的全局收敛能力、收敛速度表现和鲁棒性.
光伏发电最大功率点跟踪牛顿-拉夫逊优化算法局部强化学习变螺旋搜索
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在微电网运行状态下,多个DG之间的功率分配、协调控制和稳定性保障方面面临诸多挑战.因此,本文提出了基于一致性理论的微电网频率调节方案.详细建立了微电网系统数学模型,提出了基于图神经网络的功率分配控制器,并设计了基波功率分配控制器和谐波功率分配控制器.研究结果表明,在所提出的基于一致性理论的基波功率分配控制下,虽然两个 DG 的线路阻抗存在较大差异,但其无功功率依然能够在经0.4s 左右的过渡过程后一致收敛到3422var 左右.
微电网分布式频率基波功率分配控制器谐波功率分配控制器
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随着分布式发电和微电网技术的快速发展,微电网能源交易策略对于提高清洁能源消纳和推动微电网建设至关重要.能源交易过程中的信息不完全会导致交易参与者的决策具有不确定性,进而影响能源供应的稳定性和可靠性.针对这一问题,基于网络演化博弈理论研究了不完全信息条件下微电网能源交易策略.首先,根据微电网和主电网运营商的策略更新规则,建立不完全信息条件下微电网能源交易的网络演化博弈模型,该模型能够有效描述交易参与者在不完全信息条件下的策略演化动态.其次,利用矩阵半张量积,得到基于网络演化博弈的微电网能源交易模型的代数形式.在此基础上,提出计算博弈均衡集合的算法和判断微电网能源交易模型收敛性的准则.最后,通过仿真例子验证了所得结果的有效性.通过所提出的方法,可以有效分析不完全信息对微电网能源交易策略演化以及模型收敛性的影响.
网络演化博弈矩阵半张量积不完全信息博弈微电网能源交易管理
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燃料电池(fuel cell,FC)作为清洁高效的电化学能量转换装置,在交通运输、分布式发电等领域具备广阔应用前景,但运行过程中材料劣化、工况波动易引发各类故障,影响其可靠性与耐久性.电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)凭借非损伤扰动信号、多频率表征电池内部过程的独特优势,可精准解析电池内部欧姆损耗、电荷转移、传质过程等状态变化,成为FC故障诊断的核心技术.针对在线实时诊断的工程化需求,本文从在线诊断的全流程视角,系统梳理了基于EIS的FC故障诊断技术研究进展.在测量系统优化方面,从硬件集成、激励信号设计和输出信号处理三个维度总结了现有EIS测量技术的优化路径;在特征提取方面,归纳了等效电路模型拟合、弛豫时间分布解析以及卷积神经网络端到端学习等方法的适用场景与性能特点;在在线诊断策略方面,将现有方法划分为基于模型、数据驱动及融合方法三大类,结合诊断精度、响应时间与适用故障类型进行了综合对比.在此基础上,本文构建了涵盖材料型故障与工况诱导型故障的EIS特征信号归纳框架,以奈奎斯特图的图形变化模式为统一描述载体,凝练了各类故障在阻抗复平面上的共性特征,为不同诊断方法提供了参照体系.最后,展望了在线诊断技术在故障退化轨迹、极端工况适应性等方面的应用前景,为突破基于EIS的FC故障诊断技术的在线应用提供科学指导.
燃料电池电化学阻抗谱特征提取在线故障诊断
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文章基于 Wasserstein 分布鲁棒优化理论,构建了考虑数据驱动不确定性的 DG 承载力评估模型,引入模糊集半径 ρ 作为风险调节参数,在 ρ ∈[0.05,0.30]的范围内开展了敏感性分析,明确了其对系统安全性与经济性的协调作用关系.在此基础上,引入了 SVG 与储能等柔性调控手段,分析了其对承载能力的提升效果,并将WDRO 方法与传统 SO 及 RO 方法进行了对比.研究结果表明,WDRO 方法在控制越限率的同时,能够维持较高的DG承载水平,综合性能显著优于对比方法.
Wasserstein分布鲁棒优化DG承载力不确定性分析储能系统配电网优化
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针对现有配电市场运行机制难以有效发挥储能系统的有功、无功调节能力来应对负荷与新能源不确定性的问题,提出一种储能系统参与配电市场有功-无功联合出清的市场模型以及不确定性节点定价机制.构建储能系统、分布式发电机等确定性市场主体有功-无功运行模型,以及新能源、负荷等随机性市场主体的功率模糊集;采用分布式鲁棒机会约束构建新能源与负荷不确定性影响下的系统潮流约束,并将分布式鲁棒机会约束转化为确定性等价形式;推导不确定性配电节点边际电价,量化不确定性条件下储能参与有功-无功调节的经济价值.改进的IEEE 33节点系统的仿真结果,验证了所提市场机制在降低系统不确定性安全风险、提高系统运行经济性和储能运营商运营收益方面的有益效果.
配电网电力市场有功-无功联合出清储能系统分布式鲁棒机会约束不确定性配电节点边际电价
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舰船综合电力系统的柴油发电机在运行过程中难以获取精确的轴系转动惯量参数,且柴油机转动惯量释放机制与储能虚拟惯量释放机制不同,导致柴储惯量难以实现匹配.因此,雷达等大功率脉冲负载的瞬时功率变化会造成柴储混合供电系统的供电功率不平衡,导致功率持续振荡,系统产生暂态有功环流,影响系统的稳定运行.为此,该文建立了柴储混合供电系统功率不平衡度与柴储惯量参数之间的函数关系,通过解析虚拟同步发电机与柴油发电机输出功率的时域方程,得到脉冲负载投切全过程虚拟同步发电机虚拟惯量取值对系统不平衡功率的影响,并据此提出了基于脉冲参数的虚拟同步发电机惯量自适应控制策略.该自适应控制策略确保其惯量在脉冲载入时自适应增加,切出时自适应减小,动态匹配柴油发电机的轴系转动惯量,最终达到降低功率不平衡度、防止变流器过电流的效果.通过仿真,对比了采用定惯量控制策略与所提出的控制策略下系统的不平衡功率、暂态有功环流,验证了所提策略的优越性.
脉冲负载柴储混合供电系统惯量功率不平衡度暂态有功环流自适应策略
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面向全球能源结构转型与建筑节能降碳需求,提出一种将户用分布式光伏发电与管道电伴热技术相集成的系统解决方案.该系统融合了光伏阵列、磷酸铁锂储能单元、混合逆变器及自限温电伴热带,旨在利用太阳能满足家庭供水管道防冻及水箱保温等热负荷需求.现阐述户用光伏系统的发电机理、自限温电伴热的工作特性及其在居住建筑中的适用性,并重点围绕系统拓扑结构设计、核心部件选型原则、热损功率计算模型及技术经济性评价等关键环节展开深入分析.研究结果表明,该集成方案在技术上具备可行性,能够有效降低家庭冬季用电支出,减少对传统电网的依赖,具有显著的节能与环境效益,为构建绿色、低碳、自给的居家能源系统提供了可操作的参考路径.
户用光伏分布式发电电伴热储能系统节能降耗
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随着分布式电源接入比例持续上升,在多种不确定因素下难以实现主、配网运行风险全面评估,从而直接影响调度决策确定经济与风险综合优化运行点准确性.为此,该文提出了基于模糊综合评价的主配网一体化经济与风险双目标综合优化运行点决策方法.首先,基于非贯序蒙特卡洛抽样生成大量运行场景提取主配网运行风险的主要特征,并获取系统状态发生风险的概率;其次,建立主配网一体化风险评估指标体系,并根据电网接入不同负荷水平时的风险指标值构成风险评估矩阵,通过主成分分析法获得风险评估矩阵元素的权重系数;然后,在有功调度模型确定系统的经济运行点基础上,构建以系统运行综合风险和网损最小为目标的无功调度模型,利用基于自适应网格密度的改进多目标粒子群优化算法(adaptive grid-based multi-objective particle swarm optimization,AG-MOPSO)快速获得无功优化的帕累托运行点解集(简称运行点解集),并利用模糊综合评价在处理多指标模糊性和不确定性权衡中的优势,根据模糊综合评价法构建模糊评价矩阵,对各运行点进行多维评分,从中选出评分最高的解作为主配网综合优化运行点,提升多维目标评估的科学性与可行性,辅助调度人员在复杂不确定性条件下做出科学化、精准化决策;最后,在IEEE9节点与IEEE33节点构成的测试算例验证了所提方法的有效性和优越性.
分布式电源主配网一体化风险评估模糊综合评价法综合优化运行点决策
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大规模分布式新能源(distributed generation,DG)的间歇性与波动性对配电网构成冲击,使得车网互动(vehicle-to-grid,V2G)成为提升其新能源承载力的关键手段.对此,该文面向新型配电系统新能源大范围高渗透特征,构建了"图论-统计"联合驱动的电动汽车(electric vehicle,EV)与电网双向互动模型,提出了节点级新能源承载力裕度评估指标,并设计了考虑配网新能源承载力的EV自适应动态分群策略.首先,融合图论拓扑与统计分布特性,构建EV与充电站的逻辑关联图模型,实现结构灵活性与量化精度的统一;其次,通过K-means聚类算法实现配电网分区,并构建基于多智能体深度确定性策略梯度算法(multi-agent deep deterministic policy gradient,MADDPG)的两阶段串联决策架构,设计结构响应标签引导的双阶段经验回放机制,以实现EV的动态自适应分群与配网有功-无功联合优化,从而增强配电系统的新能源承载力;然后,针对节点级新能源承载力的评估,构建了融合时序波动、电压稳定与逆潮流约束的高维动态评估模型,并基于均匀流形逼近与投影(uniform manifold approximation and projection,UMAP)降维方法刻画多节点协同下的容量追加裕度边界,旨在提升新能源接入能力评估的精度与可解释性.最后,通过江苏某地113节点系统验证所提策略在提升配电网节点级新能源裕度、优化电压以及降低网络损耗方面的有效性.
车网互动EV动态分群图论建模多智能体深度强化学习新能源承载力
