含多類型能源的微網與外部電網協(xié)調運行機制和容量配置研究.pdf

1、能源與環(huán)境是人類賴以生存的基礎，為了實現(xiàn)能源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，一場以清潔能源大規(guī)模高效利用為導向的能源革命正在全球范圍內如火如荼的開展。微網作為利用清潔能源的一種重要技術，對推動傳統(tǒng)能源結構向清潔能源轉變具有重大意義。微網的出現(xiàn)，改變了社會生產和生活的用能方式，傳統(tǒng)電網廣域的發(fā)電、輸電、配電和用電四個關鍵環(huán)節(jié)在微網中實現(xiàn)了高度的集中。微網是具備源、荷雙重特性的主動負荷，通過靈活的優(yōu)化控制，可以實現(xiàn)電網發(fā)電與用戶用電的互動，從而促進清潔

2、能源的高效利用，推動粗放型能源社會向集約型能源社會發(fā)展。
　　本文在國家‘863’計劃“基于分布式能源的用戶側智能微電網關鍵技術研究與集成示范”和自然科學基金面上項目“微電網環(huán)境下電動汽車與可再生能源的協(xié)同增效機理與優(yōu)化方法”的支助下，對含多類型可再生能源的微網容量優(yōu)化配置、微網自治優(yōu)化運行方法、多微網互聯(lián)能力分析、含多微網的配電網重構和多微網合作參與配電網協(xié)調運行五個方面進行了研究，為微網示范與推廣提供理論支撐與工程參考。主要創(chuàng)

3、新點如下:
　　1)針對含多類型能源的微網，從并網與離網兩個角度提出了相關的優(yōu)化配置方法。以典型離網型微網——含風光柴蓄及海水淡化負荷的海島微網為對象，提出了一種多目標優(yōu)化配置模型及求解方法，綜合考慮海水淡化、蓄電池及柴油發(fā)電機三種類型的可調控資源，提出了系統(tǒng)功率分配策略。以典型并網型微網——工業(yè)型光伏微網為對象，提出了一種計及重要負荷的儲能容量優(yōu)化配置方法。分析了重要負荷的啟動沖擊特性和整體負荷的運行特性，結合分時電價機制，提出

4、了儲能系統(tǒng)充放電運行策略，建立了基于年凈利潤最大化和光伏消納最大化的雙目標優(yōu)化模型。
　　2)提出了一種基于負荷分類的微網優(yōu)化控制策略。將微網負荷分為基線負荷、可平移負荷和可計劃負荷三類，并分別建立了用電特性模型，從而形成負荷優(yōu)化控制約束條件?；趯崟r電價和負荷分類約束，建立用戶購電費用最小和用戶不滿意度最低兩個對立的目標函數(shù)，并采用粒子群優(yōu)化算法進行了離散和連續(xù)決策變量的混合求解。
　　3)提出了一種從互聯(lián)系統(tǒng)頻率穩(wěn)定和調

5、節(jié)能力角度分析多微網互聯(lián)可行性的方法。通過對無差調頻微源、有差調頻微源和負荷的頻率特性進行分析，得出包含不同形式微源的微網綜合頻率特性。根據(jù)微網綜合頻率特性，可以計算出最低頻率點有功功率，該功率便是頻率穩(wěn)定臨界功率。根據(jù)微網系統(tǒng)內可控電源與儲能的備用容量，從可再生能源功率不同跌落量調節(jié)角度，計算備用時長和備用功率是否滿足要求。
　　4)針對含多微網的配電網，提出了一種計及可再生能源和負荷的不確定性的配電網兩階段實時重構模型。在第一

6、階段優(yōu)化配電網的拓撲結構、在第二階段優(yōu)化微網內柴油機組出力、儲能的充放電及與外部電網的交換功率，以降低配電網實時運行的經濟風險。采用多割平面廣義Benders解耦將對構建的兩階段配電網重構模型進行求解，并在含3個微網的RBTS Bus5測試系統(tǒng)上進行測試。
　　5)針對局部配電網內多個微網的協(xié)作問題，提出了電力市場環(huán)境多微網的合作博弈方法:首先，基于自適應魯棒優(yōu)化，提出了單個微網的日前調度模型，并實現(xiàn)了多微網間的能量和備用共享;其