考虑热电联产的微电网能量管理策略研究

发布时间：2020-03-28 20:26

【摘要】：随着可再生能源、热电联产、储能技术的发展,电能和热能在生产、传输、消耗之间的关系日益紧密,热电联供型微网受到越来越多的重视,但其调度存在以下两个挑战:其一,热电联供型微网通过热电联产机组解决电、热负荷需求,但联产机组电热之间存在着刚性耦合关系,限制了其电、热调度的灵活性;其二,热电联供型微网可再生能源的渗透率较高,解决负荷与可再生能源的不确定性比较困难。针对于上述问题,在联供型微网的并网运行方式下,本文提出了基于储能实时修正双环控制的优化调度策略。采用热电联产与储能系统相结合的运行方式,通过双环协同控制,外环以运行成本最小为目标,同时对供电成本和供热成本进行优化,不仅解除了电热耦合关系,还能灵活的进行电热联合优化调度;内环基于储能实时修正算法,不依赖于预测数据的精确度,灵活地进行充放电/热的调整,并有能力应对冲击负荷。在联供型微网的孤岛运行方式下,对解决负荷、新能源出力不确定性要求更高,需要实时平衡功率波动,为此提出了一种适合于孤岛的多时间尺度协调双环控制的优化调度策略,通过双环控制灵活的进行电热联合优化调度,通过多时间尺度协调保证供电的可靠性:预调度阶段通过对微燃机寻优范围的设定为实时运行留出一定裕度的调峰容量以应对功率波动,实时调度阶段可通过实际出力情况对预调度阶段进行反馈,校正调峰功率储备系数,并更新预调度计划。该孤岛调度方式能从全局角度考虑供电的可靠性,并能灵活且有效的进行调度计划的调整。
【图文】：

示意图,微网,热电联供,能量流动

储能系统充放电／热控制以功率（Ｐ）为描述单位，储能状态则通过能量（￡？）来描述可控分布式电源出力具体公式推算及编程过程中，涉及到功率与能量之间的数换，为更加清楚的描述这两者之间的数值关系，引入了中间变量得出两者的时间系数为３６００。逡逑ｆ邋Ｐ邋－邋Ｅ＇邋／＼逡逑＼逦Ｐ＝Ｅ／３６００逦（２－１４［￡邋＝邋Ｆｘ３６００逡逑（３）可控分布式电源出力物理约束逡逑｜逦－邋＾Ｔ0邋（？）邋－邋＾ＣＵ邋ｍａｓ逦（２邋１５中，／Ｖｄ、表示可控分布式电源出力的上、下限值（ｋｗ）；似、把ｒ表控分布式电源爬坡速率的上、下限值（ｋＷ）。逡逑２热电联供型微网的能量流动特性逡逑２．１能重流动特性逡逑

系统结构图,微网,并网运行,优化调度

热电联供型微网优化调度方法的流程图如图３－２所示。具体分为两步：第一步逡逑是预调度策略的计算，在每天初始点根据当天预测负荷需求、可再生能源预测出力逡逑确定电储能、热储能设备的出力曲线；第二步是实时调度，基于实测数据，，以储能逡逑系统当天的预出力为参考值，计算实际出力。预调度阶段与实时调度阶段均采取双逡逑环控制，外环是协调热电联产系统和储能系统，以系统运行成本最小为目标函数，逡逑采用改进粒子群优化算法寻优，输出为微燃机的最优出力值和目标函数的最优值；逡逑内环在于利用储能实现最大负荷削减，输出为储能系统的出力值。逡逑该基于储能实时修正双环控制的联供型微网并网运行调度策略，具体实施步骤逡逑描述如下：逡逑１）设置基本参数。设置系统需运行的天数，优化调度以一天为一整循环，预调逡逑度与实时调度均１０分钟取一采样点，这是因为微网中央控制器（Ｍｉｃｒｏ邋Ｇｒｉｄ邋Ｃｅｎｔｒａｌ逡逑Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．邋ＭＧＣＣ）上传时间大约需要１分钟，而本程序每个采样点电脑计算时间为逡逑毫秒级别，考虑到可能发生的上传延误等因素，设置１０分钟是比较合理的；逡逑２）在当天初始时刻读取当天的预测数据，具体有：太阳能预测出力、风机预测逡逑出力、用户负荷预测需求；逡逑
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM73;TM621

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