微电网分布式发电与储能优化配置研究

发布时间：2019-11-07 02:57

【摘要】：独立型微网作为多种分布式发电、负荷和储能装置的有机结合体,是解决海岛和偏远地区供电的有效手段。微电网分布式电源和储能系统容量的配置应根据当地的负荷与资源情况,考虑电源的特性,并结合微网结构与运行策略等因素找到一个兼顾可靠性与经济性的平衡点。本文首先以风光柴储微电网为例,对风光出力进行建模,考虑换流成本与损耗,将环境因素和可靠供电约束统一到经济模型中,基于人工蜂群算法研究了改进充电策略下,独立交流微电网中风光柴储容量的配置方案。继而考虑到交直流混合微网能够减少换流设备的运行损耗,提出了针对独立型交直流混合微网的运行策略,确定每一时刻分布式电源的优先级、次序以及运行工况。采用改进人工蜂群算法寻找满足目标函数与约束条件的最优解。考虑到电动汽车具有储能特性,采用蒙特卡洛模拟得到返程时刻与出行时刻以及行驶里程,提出充电指示变量将接入微网时的电动汽车分为两类:需要充电,即视为负荷;可以充放电,即视为储能进行调度,并提出适用于独立型微网的电动汽车智能充放电运行策略。根据区域内风光资源和负荷需求情况,按照制定的运行策略,在Matlab中编写优化程序,确定全年每小时内柴油发电机的发电量、储能电池的充放电功率、剩余容量,记录流经换流器的功率和负荷失电量。以等年值成本最低为优化目标,采用人工蜂群算法求解风光柴储各自的数量。优化配置结果表明:1)交直流混合微网与交流微网与直流微网相比,能有效减少换流设备的投资和换流损耗,在降低成本方面有较大的优越性;2)本文提出的运行策略,在保证系统供电可靠性的同时,能够得到总投资更少的电源优化配置方案;3)通过比较无序充电模式、错峰充电模式与智能充电模式下微网风光柴储容量配置结果,证明考虑电动汽车智能充放电能得到经济性更优的独立型微网优化配置方案。
【图文】：

系统结构图,微网,系统结构图,直流母线

华北电力大学硕士学位论文直流微网中光伏出力和直流负荷直接或通过 DC/DC 装置接入直流母通过 AC/DC 装置接入直流母线，直流母线通过双向变流器接入交流采用统一大容量的 DC/AC 变流器，因此成本相对交流微网较低，控单，不足之处是直流母线的扩容受限制，此外当 DC/AC 模块出现故时，只有柴油发电机为负荷供电，风光发电无法投入运行[12]。文献[13]中将交直流混合微网分为交流子网、直流子网和蓄电池组三如图 1-1 所示，微网中同时含有交流母线和直流母线，蓄电池组通过DC 变换器与直流母线相连，控制直流母线电压的同时，实现蓄电池与量的双向流动和功率分配。交流子网与直流子网间能量流动通过 A器实现，维持各子网内功率平衡。

结构图,独立型,网系统,结构图

图 1-2 独立型微电网系统结构图网独立运行需要配置一定容量的储能系统来满足时变的负荷机性和不可控性的风光出力，随着微网中储能系统容量的增电能质量越高，但由于成本的增加使得经济性降低，因此需要求在系统可靠性与经济性之间找到一个较好的平衡点。此经济运行的基础上还应考虑蓄电池储能系统的约束条件，延电网运行策略网的运行策略（调度方法）能根据系统实时运行情况，很好和波动性的分布式电源，控制分布式电源的出力和储能系统各个微源间协调分配，实现电能的可靠供应，降低系统运行源利用效率，确保发电功率与负荷需求的实时平衡，，防止蓄证微电网的长期稳定运行。立微网系统中，多采用基于经验和事前分析的固定逻辑运行
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM727

【参考文献】