基于预测控制的微电网能量管理策略研究
本文关键词: 微电网 能量管理 预测控制 出处:《昆明理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:随着能源问题的加剧,微电网越来越受到人们的重视。微电网能有效利用新能源,降低环境污染和能源损耗,但新能源出力的随机性,又使微电网运行时面临双侧扰动的影响。针对上述问题,本文将模型预测控制的方法引入到微电网能量管理中。具体开展了以下工作:首先,分析了微电网的特点,建立了包含风力发电机、光伏发电系统、燃气轮机、负载和储能系统的微电网数学模型,依据模型预测控制的基本原理和微电网特性,对上述各模型的约束条件进行分析,并推导出微电网的预测模型。其次,使用预测控制的方法对微电网孤岛和并网两种模式下的能量管理策略进行了研究。在微电网孤岛运行模式下,引入需求侧管理的方法,将负荷分类,并使用预测控制的方法将负荷侧和电源测的资源进行协调控制,消除了新能源带来的不确定性影响。此外,针对孤岛运行模式下储能系统备用容量不足的情况,提出了一种新的储能系统管理方法,依据储能系统容量的高低情况调整储能系统的充放电成本,将储能系统容量维持在适中状态,使其具备对微电网平衡关系的双向调节能力,提高了系统运行稳定性。在并网运行模式下,基于分时电价的原则,通过模型预测控制的方法协调储能系统和燃气轮机的出力,从而有效发挥微电网低买高卖的套利能力,进一步提高了电网内资源的有效利用。最后,基于python语言搭建模型,调用Gurobi优化器对不同控制策略进行仿真分析,验证了策略优越性。
[Abstract]:With the aggravation of energy problem, people pay more and more attention to microgrid. Microgrid can effectively use new energy, reduce environmental pollution and energy loss, but the randomness of new energy. In view of the above problems, the method of model predictive control is introduced into the energy management of microgrid. The following works are carried out: firstly, the characteristics of microgrid are analyzed. The mathematical model of microgrid including wind turbine, photovoltaic system, gas turbine, load and energy storage system is established. According to the basic principle of model predictive control and the characteristics of microgrid, the constraint conditions of each model are analyzed. The prediction model of microgrid is derived. Secondly, the energy management strategy of isolated island and grid-connected microgrid is studied by using predictive control method. The method of demand-side management is introduced in the islanding operation mode of microgrid. The load is classified, and the load side and the resources measured by the power source are controlled in coordination with the predictive control method, which eliminates the uncertain influence of the new energy sources. In addition, the reserve capacity of the energy storage system is insufficient in the isolated island operation mode. A new energy storage system management method is proposed to adjust the charge and discharge cost of the energy storage system according to the capacity of the energy storage system, and to maintain the capacity of the energy storage system in a moderate state, so that it has the ability to regulate the balance relationship between the microgrid and the energy storage system in both directions. The stability of the system is improved. In the grid-connected operation mode, based on the principle of time-sharing electricity price, the energy storage system and the gas turbine are coordinated by the method of model predictive control, so that the arbitrage ability of the micro-grid can be effectively brought into play. Finally, based on the model of python language, the different control strategies are simulated and analyzed by using Gurobi optimizer, which verifies the superiority of the strategy.
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM727
【参考文献】
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,本文编号:1549712
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