孤岛微电网运行性能评价与优化研究

发布时间：2017-06-26 01:18

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【摘要】：微电网是分布式电源的有效组织形式,可以充分发挥分布式发电技术在节约资源和保护环境等方面的优势,也可有效解决分布式电源接入时对大电网造成的冲击问题。作为大电网的有效补充,微电网可在提高终端客户的供电稳定性、能源利用效率以及响应负荷水平的快速变化等方面发挥重要作用。但微电网中不同类型的分布式电源运行特性差异较大,风光互补微电网中微电源容易受外界环境影响,而使输出功率呈现间歇性和随机性的特点,这些都对微电网的运行状态造成一定扰动,因此微电网尤其孤岛微电网运行性能评价和运行优化意义重大。针对该问题,主要开展了以下研究：(1)研究了微电网内各发电单元的数学模型。分析了一种含风光柴蓄的典型微电网结构、主要组成部分和功能,研究了微电网中光伏阵列、风力发电机、柴油发电机、蓄电池等发电单元的工作原理和功率输出模型。(2)提出基于最优隶属度的微电网运行性能模糊评价方法。在研究分析微电网运行性能基础上,提出从可靠性、优质性、经济性和环保性等方面构建微电网运行性能评价体系,并列出相应二级指标。基于最优隶属度理论,提出一种微电网运行性能模糊综合评价方法,采用G1法确定各指标权重,列出评价的具体流程和步骤。(3)研究了孤岛模式下的微电网运行优化问题。首先建立了孤岛微电网运行优化的目标函数,提出以运行成本和缺电损失费用总和最小为优化目标,给出优化约束条件及策略。选取遗传算法为优化问题的求解工具,研究了遗传算法原理和求解优化的具体流程,根据某微电网的具体算例分析,验证了优化方法的有效性。
【关键词】：微电网 风光柴蓄 分布式电源 运行评价 运行优化
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM732
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-26
• 1.1 课题的研究背景和意义13-15
• 1.2 微电网关键技术15-21
• 1.2.1 微电网的运行控制15-16
• 1.2.2 微电网的保护16-17
• 1.2.3 微电网的并网标准17-18
• 1.2.4 微电网的能量管理与运行优化18-21
• 1.3 国内外研究现状21-23
• 1.3.1 国外微电网研究现状21-22
• 1.3.2 国内微电网研究现状22-23
• 1.4 微电网运行评价与优化研究现状23-25
• 1.5 本文主要研究内容与安排25-26
• 第二章 微电网结构和微电源模型26-38
• 2.1 微电网的基本结构26-29
• 2.1.1 CERTS微电网结构26-27
• 2.1.2 微电网典型结构27-29
• 2.2 微电网的运行方式29-30
• 2.2.1 并网运行模式29
• 2.2.2 独立运行模式29-30
• 2.3 微电网内各微电源的模型30-37
• 2.3.1 光伏阵列30-33
• 2.3.2 风力发电机33-35
• 2.3.3 柴油发电机35-36
• 2.3.4 铅酸蓄电池36-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第三章 孤岛微电网的运行性能评价38-55
• 3.1 微电网运行评价简述38-39
• 3.2 评价指标的构建39-42
• 3.2.1 评价指标的构建方法39-40
• 3.2.2 评价指标的构建原则40-41
• 3.2.3 微电网的运行性能评价指标41-42
• 3.3 评价指标属性分析42-49
• 3.3.1 经济性指标42-45
• 3.3.2 可靠性指标45-46
• 3.3.3 环保性指标46-47
• 3.3.4 优质性指标47-49
• 3.4 微电网运行性能评价方法49-54
• 3.4.1 隶属度函数的确定49-51
• 3.4.2 指标权重的设定51-53
• 3.4.3 微电网运行性能综合评价步骤53-54
• 3.5 本章小结54-55
• 第四章 孤岛微电网运行优化算法研究55-66
• 4.1 孤岛微电网运行优化问题描述55-56
• 4.2 微电网运行优化数学模型56-60
• 4.2.1 优化目标选取56-58
• 4.2.2 约束条件58-59
• 4.2.3 优化控制策略59-60
• 4.3 基于遗传算法的优化求解60-65
• 4.3.1 遗传算法的特点61
• 4.3.2 遗传算法的基本原理61-64
• 4.3.3 基于遗传算法的微电网运行优化流程64-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第五章 算例分析66-84
• 5.1 算例模型66-67
• 5.2 评价算例67-75
• 5.3 优化算例75-83
• 5.4 本章小结83-84
• 总结与展望84-86
• 参考文献86-91
• 攻读学位期间发表的论文91-93
• 致谢93

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本文编号：484291