《智慧型電網中需求回響與能量有效協同最佳化與控制》是依託上海交通大學，由鄔晶擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：智慧型電網中需求回響與能量有效協同最佳化與控制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鄔晶
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
需求回響與能量有效協調是未來智慧型電網實現清潔、高效與安全可靠的一個關鍵基礎問題。本項目圍繞分散、扁平式電網多目標自主最佳化與協同控制這一科學問題展開研究, 重點針對智慧型電網供需雙向時變性、不確定性和多時間尺度問題，採用分散式多智慧型體建模技術、基於博弈論的多智慧型體分布最佳化計算理論和網路化控制系統穩定性分析理論，從模型、最佳化和控制三方面攻克多目標自主最佳化關鍵理論與協同控制設計難題，為智慧型電網的能源可持續發展奠定理論基礎。項目的主要研究內容：①分散、扁平式智慧型電網多目標自主最佳化模型與最佳化算法；②分散式電網動態能量管理與控制算法；③大規模分散式能量控制系統的級聯穩定性與鎮定控制。.本項目相關科學問題和控制技術的突破將為智慧型電網的能源可持續發展奠定理論基礎，為可再生能源的友好接入和能量有效需求回響程式和負荷控制提供科學、有效的分析與設計工具，因而具有重要的科學意義和經濟價值。
結題摘要
智慧型電網是一個分散式、扁平化的信息物理系統，如何保證智慧型電網中各利益相關方的效用、在自組織行為下同時獲得能量持續高效利用，對智慧型電網的可持續發展具有重要意義。本項目圍繞智慧型電網用戶的需求回響和能量有效管理，深入研究需求回響對能量調度與最佳化的影響，主要工作包括： （1）智慧型電網多目標自主最佳化系統建模。通過分析參與智慧型電網發、送、配、用電和電力市場交易的各實體的行為特性，結合AMI信息、電力市場信息和環境信息等，我們構建了基於多智慧型體的能源管理系統，提出了基於用戶需求回響的負荷預測模型、光伏陣列單智慧型體模型和基於能源管理系統的分散式多智慧型體模型，給出了基於面向對象的能源管理系統的總體目標和每類智慧型體所對應的子系統最佳化模型。 （2）分散式動態能量管理與控制。在所建光伏陣列模型的基礎上，我們給出了光伏系統最大功率點跟蹤算法，使得分散式可再生能源在其最大功率點處併網，實現可再生能源的最佳化利用。依據用戶的需求回響預測模型，我們還制定了智慧型電網的峰谷分時電價定價，提出了多時間尺度下的插入式負荷能耗管控分散式算法和基於Stackelberg博弈的PEV建築能源供需平衡策略。（3）分散式能量控制系統的穩定性分析與最優設計。研究了滾動最佳化機制引入前後對系統性能的影響，探討了存在特定約束下滾動最佳化對系統性能的提升作用，提出了基於用戶回響的智慧型電網發用電一體化日前經濟最佳化調度方案，給出了光伏併網的穩定性判據，並分析了分散式控制算法的性能極限，給出了其與最優性能之間的量化關係式。 （4）硬體在環仿真驗證。採用了MATLAB與PSIM軟體聯合仿真，並結合實驗室已有的30KW光伏系統平台對所研究的結果進行試驗。仿真結果表明預測模型的輸出和實際測量值的誤差在允許範圍內，所提的分散式預測算法可以實現尖峰時段用戶負荷的有效轉移和能量有效分配，達到消峰填谷、最佳化配置的目的，驗證了所提模型和方法的有效性。 項目還研究了智慧型電網系統的可靠性和安全控制問題，受本項目資助出版著作（章節）1章，發表與錄用期刊論文7篇，會議論文15篇，授權專利1項，申請專利1項。
