微电网智能监控构架与自适应服务方法

发布时间：2018-04-01 11:14

本文选题：设备网络服务框架　切入点：微电网　出处：《浙江工业大学》2014年博士论文

【摘要】：化石能源仍是世界主导能源,面对化石能源的日益枯竭与社会高速发展对能源需求日益增长之间的矛盾,引起世界各国对能源可持续发展问题的关注。太阳能、风能等可再生能源以分布式发电形式得到广泛应用。但是大规模分布式发电的接入,将不利于电力系统的稳定运行。将分布式发电、储能装置、负荷结合在一起组成微电网是解决分布式发电接入电网的一种有效方式。微电网系统的设备频繁进入和退出,导致网架结构的动态易变性,带来大量的繁重的配置任务,使网络的响应速度受到很大影响,将无法满足微电网控制系统的实时性和安全性要求。与传统电网相比,微电网系统通常表现出更混杂的动态特性,连续动态行为与离散事件驱动的交互行为,使得微电网系统的稳定性控制更加复杂。本文针对以上问题进行了深入研究,主要的研究内容如下：(1)阐述了面向服务结构用于微电网系统网络架构的优势,提出了一种基于设备网络服务框架(DPWS)网络中间件技术的智能微电网网架结构,建立了智能微电网系统的物理构架模型。该模型实现了不同的微电网设备之间信息资源的高度共享,解决了不同操作系统存在的通信协议异构问题,从而实现了应用服务的可移植,提高了微电网系统的自适应能力。(2)针对当前采用馈线拓扑结构的微电网系统存在的协同性差、缺少动态配置支持等问题,提出了一种基于DPWS中间件技术的智能微电网监控系统实现方案。利用DPWS即插即用机制,解决设备进入系统后自动发现、自动组网等问题,能够提高微电网系统自适应能力。通过DPWS事件订阅方式,对目标设备状态实行动态监控,保证微电网系统安全平稳运行。运用DPWS安全机制对通信信息进行加密,能够保证微电网系统的通信安全。该方案详细介绍了智能微电网系统各部分的功能和实现方式,并通过实验证明该方案是有效的和可行的。(3)针对微电网系统中连续动态行为系统(CDS)和离散事件动态系统(DEDS)共存的复杂的混杂特性,提出了一种基于DPWS及解释Petri网模型(IPN)的新型微电网监控系统方案,用于分析微电网系统在运行过程中的多重状态及其转换关系。运用解释Petri网对微电网监控系统建立了仿真模型,并对该模型进行了仿真实验。实验结果表明,该模型能较全面地描述微电网系统中的并发及混杂现象,所提出的控制策略符合微电网系统实际运行要求,为微电网系统的安全、稳定地运行提供技术依据。(4)分析了孤岛模式下微电网系统资源调度死锁发生的原因,得出死锁发生的四个必要条件,并给出了微电网系统资源调度中存在的多个约束条件。针对孤岛模式下微电网系统资源受限问题,制定了微电网系统资源调度的多个目标,建立了基于优先关系约束和面向资源的有色Petri网(CROPN)微电网系统资源调度模型,为实现微电网系统资源调度优化算法提供了模型上的支持。(5)针对资源受限情况下微电网系统资源调度问题,建立了蚁群算法的数学模型。提出了以保证重要负荷运行、微电网系统成本最低及可再生资源利用率最大为目的的微电网系统资源多目标调度策略,并通过蚁群算法进行了优化。算法仿真结果证明该数学模型是可行的、有效的。
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【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM76

【参考文献】