考虑功率互济的多微网集群运行优化与分析

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2019.12.011

电力建设 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (12): 86-95.doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2019.12.011

考虑功率互济的多微网集群运行优化与分析

耿琪1，胡炎1，何建宗2，周永言3，赵伟3

1.上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海市 200240；2.广东电网有限责任公司东莞供电局，广东省东莞市 523000；3.广东电网有限责任公司电力科学研究院，广州市 510080

出版日期:2019-12-01
作者简介:耿琪(1995)，女，硕士研究生，主要研究方向为能源互联网；胡炎(1975)，男，副研究员，通信作者，主要研究方向为电力系统分析等；何建宗(1974)，男，博士，高级工程师，主要研究方向为电力系统及其自动化；周永言(1964)，男，硕士，高级工程师，主要研究方向为电力化学；赵伟(1981)，男，博士，高级工程师，主要研究方向为电力系统谐波抑制和无功补偿技术与应用。
基金资助:
国家重点研发计划项目(2017YFB0903202)

Optimal Clustering Operation and Analysis of Multi-Microgrid Considering Power Sharing

GENG Qi1， HU Yan1， HE Jianzong2， ZHOU Yongyan3， ZHAO Wei3

1. School of Electronic Information and Electrical Engineering， Shanghai Jiao Tong University， Shanghai 200240， China；2. Dongguan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co.， Ltd.， Dongguan 523000， Guangdong Province， China；3. Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co.， Ltd.， Guangzhou 510080， China

Online:2019-12-01
Supported by:
This work is supported by the National Key Research and Development Program of China (No. 2017YFB0903202).

摘要/Abstract

摘要： 微网（microgrid，MG）是智能电网的重要组成部分，其可以接入多种分布式可再生能源，为本地负荷提供服务。然而，可再生能源发电的间歇性限制微网可靠运行。安装储能和柴油发电机可以解决可再生能源发电的间歇性问题，多微网功率互济也是保证微网可靠运行的有效措施。文章首先假定微网的可再生能源发电和负荷是可以提前确定的，讨论了双微网系统的离线运行优化问题，在此基础上，研究了双微网功率互济和储能对微网购电成本的影响。然后，在离线优化运行方案的启发下，提出了双微网系统的在线运行优化策略，在线策略不需要任何预测信息，更易在实际的智能电网系统中实现。仿真结果表明，在线策略可以获得接近离线算法最优解的次优解。最后，基于双微网系统的在线运行优化策略，提出了适用于多微网运行优化的在线运行优化策略。

关键词: 微网（MG）, 功率互济, 运行优化, 集群

Abstract: Microgrids are important parts of smart grids. They can integrate a variety of distributed renewable energy sources to satisfy the local loads. However， the intermittence of renewable energy sources limits the reliable operation of microgrids. Installation of energy storage systems and diesel generators can solve the intermittent problem of renewable energy sources， and the power sharing of microgrids is also an effective measure to ensure the reliable operation of microgrids. This paper firstly presents an offline algorithm that can produce optimal operation solutions of dual-microgrid system， assuming that the information of renewable energy sources and loads is known in advance. On this basis， the influence of power sharing and energy storage system on power purchasing cost of microgrids is studied. Then this paper develops online strategies that do not require any future information and are easier to be implemented in the actual smart grids. The simulation results show that the online strategies can obtain suboptimal solutions close to the optimal solutions of the offline algorithm. Finally， an online clustering strategy for multi-microgrid system is proposed on the basis of the online strategy of dual-microgrid system.

Key words: microgrid（MG）, power sharing, optimal operation, clustering

中图分类号:

TM 732

耿琪，胡炎，何建宗，周永言，赵伟. 考虑功率互济的多微网集群运行优化与分析[J]. 电力建设, 2019, 40(12): 86-95.

GENG Qi， HU Yan， HE Jianzong， ZHOU Yongyan， ZHAO Wei. Optimal Clustering Operation and Analysis of Multi-Microgrid Considering Power Sharing[J]. Electric Power Construction, 2019, 40(12): 86-95.

参考文献

［1］杨新法，苏剑，吕志鹏，等. 微电网技术综述［J］. 中国电机工程学报， 2014， 34(1): 57-70.
YANG Xinfa， SU Jian， L Zhipeng， et al. Overview on micro-grid technology［J］. Proceedings of the CSEE， 2014， 34(1): 57-70.
［2］HARMON E， OZGUR U， CINTUGLU M H， et al. The internet of microgrids: A cloud-based framework for wide area networked microgrids［J］. IEEE Transactions on Industrial Informatics， 2018， 14(3): 1262-1274.
［3］范士雄，蒲天骄，刘广一，等. 主动配电网中分布式发电系统接入技术及其进展［J］. 电工技术学报， 2016， 31(S2): 92-101.
FAN Shixiong， PU Tianjiao， LIU Guangyi， et al. Technologies and its trends of grid integration of distributed generation in active distribution network［J］. Transactions of China Electrotechnical Society， 2016， 31(S2): 92-101.
［4］MOREIRA A， POZO D， STREET A， et al. Reliable renewable generation and transmission expansion planning: Co-optimizing systems resources for meeting renewable targets［J］. IEEE Transactions on Power Systems， 2017， 32(4): 3246 - 3257.
［5］谢林，谢开贵，何坚，等. 计及控制策略的并网型微电网可靠性评估［J］. 电力系统保护与控制， 2013， 41(15): 102-109.
XIE Lin， XIE Kaigui， HE Jian， et al. Reliability evaluation of grid-connected micro-grid considering control strategies［J］. Power System Protection and Control， 2013， 41(15): 102-109.
［6］杨毅，雷霞，叶涛，等. 考虑安全性与可靠性的微电网电能优化调度［J］. 中国电机工程学报， 2014， 34(19): 3080-3088.
YANG Yi， LEI Xia， YE Tao， et al. Microgrid energy optimal dispatch considering the security and reliability［J］. Proceedings of the CSEE， 2014， 34(19): 3080-3088.
［7］贾科，陈奕汝，毕天姝，等. 微网中储能系统的能量管控方法［J］. 中国电机工程学报， 2016， 36(10): 2665-2673.
JIA Ke， CHEN Yiru， BI Tianshu， et al. Smart energy management for battery storage system in a micro-grid［J］. Proceedings of the CSEE， 2016， 36(10): 2665-2673.
［8］谢敏，吉祥，柯少佳，等. 基于目标级联分析法的多微网主动配电系统自治优化经济调度［J］. 中国电机工程学报， 2017， 37(17): 4911-4921， 5210.
XIE Min， JI Xiang， KE Shaojia， et al. Autonomous optimized economic dispatch of active distribution power system with multi-microgrids based on analytical target cascading theory［J］. Proceedings of the CSEE， 2017， 37(17): 4911-4921， 5210.
［9］吕天光，艾芊，孙树敏，等. 含多微网的主动配电系统综合优化运行行为分析与建模［J］. 中国电机工程学报， 2016， 36(1): 122-132.
L Tianguang， AI Qian， SUN Shumin， et al. Behavioural analysis and optimal operation of active distribution system with multi-microgrids［J］. Proceedings of the CSEE， 2016， 36(1): 122-132.
［10］WEI C， FADLULLAH Z M， KATO N， et al. On optimally reducing power loss in micro-grids with power storage devices［J］. IEEE Journal on Selected Areas in Communications， 2014， 32(7): 1361-1370.
［11］FARZIN H， FOTUHI-FIRUZABAD M， MOEINI-AGHTAIE M. Role of outage management strategy in reliability performance of multi-microgrid distribution systems［J］. IEEE Transactions on Power Systems， 2018， 33(3): 2359-2369.
［12］FARZIN H， FOTUHI-FIRUZABAD M， MOEINI-AGHTAIE M. Enhancing power system resilience through hierarchical outage management in multi-microgrids［J］. IEEE Transactions on Smart Grid， 2016， 7(6): 2869-2879.
［13］WU J， GUAN X H. Coordinated multi-microgrids optimal control algorithm for smart distribution management system［J］. IEEE Transactions on Smart Grid， 2013， 4(4): 2174-2181.
［14］ATZENI I， ORDONEZ L G， SCUTARI G， et al. Noncooperative and cooperative optimization of distributed energy generation and storage in the demand-side of the smart grid［J］. IEEE Transactions on Signal Processing， 2013， 61(10): 2454-2472.
［15］WANG Z Y， CHEN B K， WANG J H， et al. Coordinated energy management of networked microgrids in distribution systems［J］. IEEE Transactions on Smart Grid， 2015， 6(1): 45-53.
［16］SHAHNIA F，BOURBOUR S，GHOSH A.Coupling neighboring microgrids for overload management based on dynamic multicriteria decision-making［J］.IEEE Transactions on Smart Grid，2017，8(2)：969-983.
［17］MINCIARDI R， SACILE R. Optimal control in a cooperative network of smart power grids［J］. IEEE Systems Journal， 2012， 6(1): 126-133.
［18］FATHI M， BEVRANI H. Adaptive energy consumption scheduling for connected microgrids under demand uncertainty［J］. IEEE Transactions on Power Delivery， 2013， 28(3): 1576-1583.
［19］CHIU W， SUN H J， VINCENT POOR H. A multiobjective approach to multimicrogrid system design［J］. IEEE Transactions on Smart Grid， 2015， 6(5): 2263-2272.
［20］NUNNA H S V S K ， DOOLLA S . Demand response in smart distribution system with multiple microgrids［J］. IEEE Transactions on Smart Grid， 2012， 3(4):1641-1649.
［21］HASCHE B.General statistics of geographically dispersed wind power［J］. Wind Energy， 2010， 13(8): 773-784.

[1]	甘霖，胡帆，杨思渊，刘育权，艾芊. 面向电动汽车集群实时充放电优化的分群调度机制[J]. 电力建设, 2019, 40(1): 41-48.
[2]	彭小圣，樊闻翰，王勃，张涛，文劲宇，邓迪元，熊磊，车建峰. 基于改进空间资源匹配法的风电集群功率预测技术[J]. 电力建设, 2017, 38(7): 10-.
[3]	刘继春，唐虎，向月，刘俊勇，张铃珠. 考虑多个虚拟发电厂参与的多阶段市场交易方法[J]. 电力建设, 2017, 38(3): 137-.
[4]	于波，卢欣，李浩，郑鑫，赵军，苏鹏伟. 基于负荷预测的园区供热系统运行2优化技术[J]. 电力建设, 2017, 38(12): 77-.
[5]	孙毅, 顾玮，陆俊，崔灿，崔高颖. 集群控制下智能电网用户公平售电竞价策略[J]. 电力建设, 2017, 38(10): 108-.
[6]	杨金刚，刘维妙，李顺昕，邓天虎，史智萍，胡泽春. 风氢耦合发电系统优化运行策略与效益分析[J]. 电力建设, 2017, 38(1): 106-.
[7]	李文华，范新涛，孔梅娟. 电动汽车代理机构对电动汽车充放电控制的研究[J]. 电力建设, 2016, 37(9): 43-.
[8]	熊超,马瑞. 考虑降损和平抑峰谷的配电网储能电池Pareto优化模型[J]. 电力建设, 2015, 36(8): 34-40.
[9]	杨俊，文福拴，汪震，张西竹，王蕾，曾平良. 电动汽车与电力系统的交互作用[J]. 电力建设, 2015, 36(7): 14-24.
[10]	李正烁，郭庆来，孙宏斌，辛蜀骏. 电动汽车集群内的递阶分散最优充电方法[J]. 电力建设, 2015, 36(7): 114-119.
[11]	王成山，焦冰琦，郭力,原凯. 微电网规划设计方法综述[J]. 电力建设, 2015, 36(1): 38-45.

考虑功率互济的多微网集群运行优化与分析

Optimal Clustering Operation and Analysis of Multi-Microgrid Considering Power Sharing

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 11

编辑推荐

Metrics

本文评价