微网容量优化配置与能量优化管理研究

发布时间：2017-04-13 12:15

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【摘要】：基于电力电子技术、分布式发电技术和储能技术的微网技术能够整合分布式发电的各项优势,便利可再生能源的接入,协调分布式电源与大电网间的矛盾,成为大电网的有益补充,目前世界各国都将微网作为智能电网发展的重要组成部分。微网容量优化配置是微网规划设计阶段的重要内容,对于提高系统供电可靠性和运行经济性具有重要意义；微网能量优化管理是实现微网安全、可靠、经济、高效运行的重要保障。 本文研究了微网容量优化配置与能量优化管理问题,主要研究内容如下： (1)针对风光储独立供电微网,建立了其容量优化配置模型,提出了基于粒子群优化算法的微网容量优化配置模型求解方法,在算例中分别以蓄电池和电解槽-储氢罐-燃料电池循环系统作为储能单元对风光储独立供电微网的容量优化配置进行了评价分析,结果表明使用蓄电池储能系统更经济,并且发现合理地评估停电损失和设置可靠性指标是降低微网电源冗余投资的有效手段之一； (2)针对并网运行模式下的微网提出微网实时能量优化管理方法,首先根据大电网负荷情况将一天24小时划分为峰、平、谷三种时段,然后在微电网实时运行过程中实时监测微电网内蓄电池的工作状态,根据当前所处的不同时段和蓄电池所处的不同工作状态采用不同的能量优化策略,通过算例验证了方法不仅能实现微网的实时经济运行,还能辅助大电网进行“削峰填谷”； (3)针对独立运行模式下的微网提出基于多时间尺度协调的微网能量管理策略,将微网能量优化管理问题划分为日前计划和实时调度两个阶段。在日前计划阶段,通过求解建立的日前可控型微电源启停优化模型得到各可控型微电源全天各时段的最优开停状态；在实时调度阶段,将遵从日前计划结果,分别针对包含或不包含储能装置的微网提出了对应的两种实时能量管理策略。在实时能量管理策略中,将储能装置的能量状态划分为4个区间(针对包含储能装置的微网),根据当前的储能装置能量状态所处的不同区间、系统净负荷功率大小及被安排运行的可控型微电源的基点运行功率的范围,采用不同的调度策略,引入了负荷竞价策略,增加了切负荷和卸荷作为功率调节手段。通过算例验证了所提出的基于多时间尺度协调的微网能量管理策略不仅能确保微网可靠、经济、持续地独立运行,还有利于减小微网对储能容量的配置需求。
【关键词】：微网 容量优化配置 能量优化管理 并网运行 独立运行
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM73
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-18
• 1.2.1 国内外微网发展现状12-16
• 1.2.2 微网容量优化配置的研究16-17
• 1.2.3 微网能量优化管理的研究17-18
• 1.3 论文的主要工作18-20
• 第2章 微网电源优化配置20-37
• 2.1 引言20-21
• 2.2 微电源及储能单元模型21-26
• 2.2.1 风力发电系统21-22
• 2.2.2 光伏发电系统22-23
• 2.2.3 蓄电池23-26
• 2.2.4 电解槽-储氢罐-燃料电池循环系统26
• 2.3 风光储微网电源优化配置模型26-28
• 2.3.1 目标函数26-28
• 2.3.2 约束条件28
• 2.4 风光储微网系统能量控制决策28-31
• 2.4.1 系统能量控制决策28-30
• 2.4.2 能量过剩倍率30-31
• 2.4.3 系统可靠性指标31
• 2.5 基于PSO的风光储微网电源优化配置算法31-33
• 2.5.1 算法总体流程31-32
• 2.5.2 优化模型的约束条件处理32
• 2.5.3 整数变量处理32-33
• 2.6 算例分析33-36
• 2.6.1 基础数据33-34
• 2.6.2 结果分析34-36
• 2.7 本章小节36-37
• 第3章 并网运行模式下的微网能量优化管理37-53
• 3.1 引言37-38
• 3.2 分布式微电源的数学模型38-40
• 3.2.1 风力发电38-39
• 3.2.2 光伏发电39
• 3.2.3 燃料电池39
• 3.2.4 微型燃气轮机39
• 3.2.5 柴油发电机39-40
• 3.2.6 蓄电池40
• 3.3 微网实时能量管理策略40-41
• 3.4 微网系统能量优化模型41-47
• 3.4.1 能量优化模型A42-44
• 3.4.2 能量优化模型B44-45
• 3.4.3 能量优化模型C45-46
• 3.4.4 能量优化模型D46-47
• 3.5 算例分析47-52
• 3.5.1 基础数据47-49
• 3.5.2 结果分析49-52
• 3.6 本章小结52-53
• 第4章 独立运行模式下的微网能量优化管理53-79
• 4.1 引言53-54
• 4.2 基于多时间尺度协调的微网能量管理策略54-57
• 4.2.1 基本思想54-55
• 4.2.2 实现方法55-57
• 4.3 日前可控型微电源启停优化模型57-60
• 4.3.1 目标函数57-58
• 4.3.2 约束条件58-60
• 4.4 微网实时运行调度策略60-70
• 4.4.1 净负荷功率60
• 4.4.2 可控型微电源基点运行功率范围60-61
• 4.4.3 包含储能装置的微网实时运行调度策略61-65
• 4.4.4 不含储能装置的微网实时运行调度策略65-66
• 4.4.5 负荷优化分配模型66-67
• 4.4.6 负荷可中断优化模型A67-68
• 4.4.7 负荷可中断优化模型B68-70
• 4.5 算例分析70-78
• 4.5.1 包含储能装置的微网70-76
• 4.5.2 不含储能装置的微网76-78
• 4.6 本章小结78-79
• 第5章 总结与展望79-81
• 5.1 研究工作总结79-80
• 5.2 后续工作展望80-81
• 参考文献81-86
• 作者简历及在学期间所取得的科研成果86

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 卢洋;卢锦玲;石少通;杨仁刚;;考虑随机特性的微电网电源优化配置[J];电力系统及其自动化学报;2013年03期

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3 陈洁;杨秀;朱兰;张美霞;王海波;;考虑三相潮流的微网经济运行研究[J];电力系统保护与控制;2013年07期

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

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中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 洪海生;应用于平抑风电功率波动的多类型储能系统容量配置与协调控制研究[D];浙江大学;2013年

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4 张佳军;风光储微电网多电源协调控制策略研究[D];华北电力大学;2013年

5 卢洋;考虑随机特性的微电网电源优化配置[D];华北电力大学;2013年

6 苗雨阳;微电网优化调度研究[D];华北电力大学;2013年

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本文编号：303594