基于分布式算法的孤岛微电网经济运行研究

发布时间：2017-09-10 22:08

  本文关键词：基于分布式算法的孤岛微电网经济运行研究

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【摘要】：微电网有孤岛和并网两种运行模式。当大电网发生故障时,微电网进入孤岛运行模式,为保证微电网负荷的可靠供电,需要对分布式电源进行调度。在微电网优化运行的研究中,分布式算法因其计算简单、对通信网络要求低(仅需要局部信息)和计算收敛速度快的特点获得广泛应用。为了有效解决微电网孤岛运行过程中能量管理的问题,本文对孤岛运行模式下的微电网进行了如下研究：首先,简要介绍了微电网发展现状,阐述了微电网的研究背景、意义以及国内外研究现状。阐述了微电网经济调度的意义,总结求解该问题现有的算法,并针对现有集中式控制算法的不足,引入了分布式算法概念,并对分布式算法的研究现状及其在微电网中的应用进行了归纳总结,分析了分布式算法在微电网中的应用前景。然后,针对微电网孤岛运行模式下的特点,提出了以发电成本最小为目标的调度模型。为了求解该模型,提出一种基于一致性算法的分布式二分法,通过算例验证了该算法,并比较了现有研究中相似算法的计算性能,证明该算法具有良好的收敛特性和极好的计算速率。最后,针对上文所提出的微电网孤岛运行的经济调度模型进行改进,提出考虑用户利益和发电成本的目标函数,提出一种基于多代理框架(MAS)的完全分布式算法对孤岛运行模式下的微电网进行调度。本章介绍了所提分布式算法的原理及求解步骤,然后,将对所提算法在仿真中验证,通过分析迭代次数验证了本算法具有良好的收敛特性。最后,本章还通过商业规划软件GAMS和粒子群算法验证了所提优化算法的正确性。
【关键词】：微电网 孤岛运行 经济运行 一致性算法 二分法 分布式算法
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM732
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 微电网概述11-13
• 1.1.1 分布式发电11
• 1.1.2 微电网的定义及典型结构11-13
• 1.2 微电网国内外研究现状13-15
• 1.3 孤岛模式下的微电网经济运行研究现状15-16
• 1.4 分布式算法在微电网经济运行中的应用16-17
• 1.4.1 分布式系统简介16-17
• 1.4.2 分布式算法应用于微电网中的研究现状17
• 1.5 本文主要研究内容17-19
• 第2章 微电网的结构分析与分布式算法的原理19-26
• 2.1 微电网结构分析19-21
• 2.1.1 交流与直流微电网19-20
• 2.1.2 复杂与简单微电网20-21
• 2.2 微电网的运行模式21-23
• 2.2.1 并网运行模式22
• 2.2.2 孤岛运行模式22-23
• 2.3 分布式算法的基本理论23-25
• 2.3.1 图论23-24
• 2.3.2 一致性算法简介24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 基于分布式二分法的孤岛微电网经济运行26-43
• 3.1 引言26
• 3.2 孤岛微网的经济运行模型26-29
• 3.2.1 微型燃气轮机的成本函数26-27
• 3.2.2 储能装置的成本函数27
• 3.2.3 孤岛微电网的经济运行的数学模型27-28
• 3.2.4 孤岛微网经济运行的求解方案28-29
• 3.3 分布式二分法设计原理及求解过程29-37
• 3.3.1 一致性算法的应用29-30
• 3.3.2 布式算法求解优化方案30-32
• 3.3.3 分布式算法求解结果可行性测试32-33
• 3.3.4 分布式二分法算法求解孤岛微网经济运行33-35
• 3.3.5 分布式二分法收敛判据35-36
• 3.3.6 分布式二分法设计框架36-37
• 3.4 算例与分析37-41
• 3.4.1 仿真模型简介37-38
• 3.4.2 优化结果分析38-39
• 3.4.3 算法性能分析39-41
• 3.5 本章小结41-43
• 第4章 基于完全分布式算法的孤岛微电网经济运行43-54
• 4.1 改进的孤岛微电网经济运行模型43-44
• 4.2 一致性算法的应用44
• 4.3 基于完全分布式算法的经济调度策略44-48
• 4.3.1 完全分布式算法的应用原理45-47
• 4.3.2 完全分布式算法的实现方法47-48
• 4.4 算例与分析48-53
• 4.4.1 不考虑线路传输损耗的孤岛微电网经济调度48-51
• 4.4.2 考虑线路传输损耗的孤岛微电网经济调度51-53
• 4.5 本章小结53-54
• 结论与展望54-56
• 参考文献56-61
• 致谢61-62
• 附录A 攻读学位期间主要研究成果62

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本文编号：826892