基于模型预测控制的微电网能量管理策略研究

发布时间：2020-04-08 22:49

【摘要】：为解决由社会发展带来的能源紧缺与环境保护之间日益突出的矛盾,研究绿色、安全、低碳、高效的可再生能源发电技术是我国实现可持续发展的迫切需要。然而,可再生能源发电具有分布性、间歇性、波动性、随机性,越高渗透率的可再生电源对电力系统的供电质量与可靠性的影响也越大。微电网作为一种将可再生分布式电源接入大电网的有效途径,同时能够保证供电可靠性与灵活性,从而受到广泛关注。能量管理是微电网技术研究的重点之一,对微电网进行能量管理,可以使可再生能源得到有效利用,使微电网经济、环保、高效、可靠的运行。本文针对两种不同级别的微电网,研究基于模型预测控制的微电网能量管理策略,本文的研究主要包括以下方面:1)分析了微电网中分布式电源、储能、负荷特性,同时根据其物理属性和控制类型对其分类并建立基本模型。其次,介绍了本文应用的模型预测控制基本原理,并针对目前模型预测控制在微电网能量管理中存在的问题提出自适应改进,对优化周期长的约束进行预处理或软化;并且根据微电网中可再生分布式电源的渗透情况对模型预测控制优化中的时间参数建立自适应模型;同时根据历史输出预测值和实际值之间的偏差建立反馈模型。2)提出基于模型预测控制的户用微电网能量管理策略,以户用微电网的运行经济性为优化目标,设计了双层多时间尺度的能量优化,并将模型预测控制应用于日内能量优化层调度微电网内可控单元。同时将第二章提出的模型预测控制自适应改进方法应用于适用的基础模型,调整储能软约束松弛因子、调整域的参数、反馈室内温度误差。仿真对比了自适应改进适用的环境,同时验证了相比不结合多时间尺度或应用改进前的模型预测控制进行优化,该策略可以制定更合理的从大电网购售电计划、更充分的利用储能和可再生能源的出力,进而使全局优化目标更优。3)提出基于模型预测控制的园区热电联供微电网能量管理策略,统筹社会效益与园区效益,在优化目标中计及运行成本、环境保护、用户舒适度,设计双层多时间尺度的能量优化,并将模型预测控制应用于日内能量优化层调度微电网内可控单元。同时针对传统热电联供微电网中热电耦合度高的问题提出处理方法,并且根据第二章提到的改进方法软化储能和储热的约束、针对热损设计反馈校正环节。仿真验证了该策略配置的热电解耦设备能够起到降低热电耦合度的作用,相比不结合多时间尺度或应用改进前的模型预测控制进行优化,该策略能够起到更充分的发挥储能及储热削峰填谷、提高可再生DG消纳率、保证用户舒适度的作用,进而使全局优化目标更优。
【图文】：

园区CHP微电网综合能量流动

统园区 CHP 微电网的运行方式多为“以热定电”，较少配置储热设备。关于CHP 微电网中具有电负荷、热负荷、气负荷，其中热负荷多为暖气的循环热般是能够将气能转化为热能或电能的负荷，利用天然气进行补燃的设备以都属于气负荷。型预测控制的园区 CHP 微电网能量优化模型量优化框架出的园区 CHP 微电网的能量优化框架与第三章相似，都是分为日前、日内，如图 4-2：源 储 荷可再生DG电/气/热联络线热负荷 电负荷气负荷储能储热CHP机组
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM711

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本文编号：2619921