微電網(wǎng)優(yōu)化配置與運(yùn)行研究.pdf

1、為了發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、建設(shè)生態(tài)文明和可持續(xù)發(fā)展的人類社會(huì)，各國(guó)都在積極研究開發(fā)可再生新能源。其中，風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎统毕艿瓤稍偕茉闯蔀橹饕l(fā)展的技術(shù)。由于可靈活應(yīng)用新能源，有效提高可再生能源的利用，分布式發(fā)電(DistributedGeneration，DG)技術(shù)得到了世界各國(guó)的重視。
　　然而分布式發(fā)電單機(jī)接入成本高、控制較困難，因此微電網(wǎng)(Micro-Grid，MG)的概念應(yīng)運(yùn)而生。微電網(wǎng)將發(fā)電機(jī)、負(fù)荷、儲(chǔ)能裝置

2、及控制裝置等結(jié)合，形成一個(gè)單一可控的電力系統(tǒng)單元，同時(shí)向用戶供給電能和熱能。微電網(wǎng)中微電源與儲(chǔ)能裝置一起接在用戶側(cè)，使整個(gè)微電網(wǎng)可以單獨(dú)運(yùn)行在“孤島模式”下，也可以通過公共連接點(diǎn)(PointofCommonCoupling，PCC)與大電網(wǎng)連接后運(yùn)行在“并網(wǎng)模式”下。
　　微電網(wǎng)中的電源稱為微電源，常用的微電源包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、光伏陣列、燃料電池、微型燃?xì)廨啓C(jī)等。由于風(fēng)能和太陽能都是具有波動(dòng)性和間歇性的能源，為了能提供穩(wěn)定的電能同

3、時(shí)盡可能的多利用可再生清潔能源，微電網(wǎng)中必須包含有蓄電池等儲(chǔ)能裝置，以增強(qiáng)微電網(wǎng)的調(diào)控能力。儲(chǔ)能裝置通常成本較高，使用壽命相對(duì)較短，為滿足供電質(zhì)量要求，同時(shí)充分利用多種新能源特性的互補(bǔ)性，減少配置的儲(chǔ)能容量，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，微電網(wǎng)的優(yōu)化配置問題十分重要。另一方面，系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性也同樣是重要的研究?jī)?nèi)容。本文將就微電網(wǎng)的優(yōu)化配置和運(yùn)行開展研究。內(nèi)容包括:
　　一.介紹了微電網(wǎng)的概念，并建立了微電網(wǎng)中各種微電源的數(shù)學(xué)模型。包括風(fēng)電機(jī)

4、組、太陽能發(fā)電裝置、燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池、蓄電池的數(shù)學(xué)模型。
　　二，提出基于量子行為粒子群算法的微電網(wǎng)優(yōu)化配置算法。微電網(wǎng)的優(yōu)化配置問題是指在現(xiàn)有電網(wǎng)配置基礎(chǔ)之上，在滿足功率平衡、裝機(jī)容量、節(jié)點(diǎn)電壓、支路電流、環(huán)境因素等一系列的約束條件的前提下，以微電網(wǎng)的網(wǎng)損、電源投資、運(yùn)行成本、排放成本等為目標(biāo)，優(yōu)化微電網(wǎng)中分布式微電源的類型和容量。微電網(wǎng)的優(yōu)化配置是一個(gè)動(dòng)態(tài)多維非線性的優(yōu)化問題，而量子行為粒子群算法以其搜索能力強(qiáng)、收斂速度快和

5、解的精度高等特點(diǎn)，可以很好的求解微電網(wǎng)的優(yōu)化配置問題。本文以某地實(shí)際氣象和負(fù)荷數(shù)據(jù)為例，通過仿真計(jì)算，得到了由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、光伏陣列、燃料電池、微型燃?xì)廨啓C(jī)和蓄電池構(gòu)成的微電網(wǎng)的最佳配比方案。
　　三.研究了微網(wǎng)中風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合運(yùn)行，以平滑輸出功率為目標(biāo)的配置問題，及損耗分析，為實(shí)際系統(tǒng)的建立提供依據(jù)。首先分析了實(shí)際風(fēng)場(chǎng)的出力特性，提出了基于降低風(fēng)功率的最大變化和濾波算法的儲(chǔ)能配置容量。
　　四，探討了微電網(wǎng)負(fù)荷在各類電源間的經(jīng)濟(jì)