微電網優(yōu)化配置與運行研究.pdf

1、為了發(fā)展低碳經濟、建設生態(tài)文明和可持續(xù)發(fā)展的人類社會，各國都在積極研究開發(fā)可再生新能源。其中，風能、太陽能、生物質能、地熱能和潮汐能等可再生能源成為主要發(fā)展的技術。由于可靈活應用新能源，有效提高可再生能源的利用，分布式發(fā)電(DistributedGeneration，DG)技術得到了世界各國的重視。
　　然而分布式發(fā)電單機接入成本高、控制較困難，因此微電網(Micro-Grid，MG)的概念應運而生。微電網將發(fā)電機、負荷、儲能裝置

2、及控制裝置等結合，形成一個單一可控的電力系統(tǒng)單元，同時向用戶供給電能和熱能。微電網中微電源與儲能裝置一起接在用戶側，使整個微電網可以單獨運行在“孤島模式”下，也可以通過公共連接點(PointofCommonCoupling，PCC)與大電網連接后運行在“并網模式”下。
　　微電網中的電源稱為微電源，常用的微電源包括風力發(fā)電機組、光伏陣列、燃料電池、微型燃氣輪機等。由于風能和太陽能都是具有波動性和間歇性的能源，為了能提供穩(wěn)定的電能同

3、時盡可能的多利用可再生清潔能源，微電網中必須包含有蓄電池等儲能裝置，以增強微電網的調控能力。儲能裝置通常成本較高，使用壽命相對較短，為滿足供電質量要求，同時充分利用多種新能源特性的互補性，減少配置的儲能容量，提高系統(tǒng)的經濟性，微電網的優(yōu)化配置問題十分重要。另一方面，系統(tǒng)運行的經濟性也同樣是重要的研究內容。本文將就微電網的優(yōu)化配置和運行開展研究。內容包括:
　　一.介紹了微電網的概念，并建立了微電網中各種微電源的數(shù)學模型。包括風電機

4、組、太陽能發(fā)電裝置、燃氣輪機、燃料電池、蓄電池的數(shù)學模型。
　　二，提出基于量子行為粒子群算法的微電網優(yōu)化配置算法。微電網的優(yōu)化配置問題是指在現(xiàn)有電網配置基礎之上，在滿足功率平衡、裝機容量、節(jié)點電壓、支路電流、環(huán)境因素等一系列的約束條件的前提下，以微電網的網損、電源投資、運行成本、排放成本等為目標，優(yōu)化微電網中分布式微電源的類型和容量。微電網的優(yōu)化配置是一個動態(tài)多維非線性的優(yōu)化問題，而量子行為粒子群算法以其搜索能力強、收斂速度快和

5、解的精度高等特點，可以很好的求解微電網的優(yōu)化配置問題。本文以某地實際氣象和負荷數(shù)據為例，通過仿真計算，得到了由風力發(fā)電機組、光伏陣列、燃料電池、微型燃氣輪機和蓄電池構成的微電網的最佳配比方案。
　　三.研究了微網中風儲聯(lián)合運行，以平滑輸出功率為目標的配置問題，及損耗分析，為實際系統(tǒng)的建立提供依據。首先分析了實際風場的出力特性，提出了基于降低風功率的最大變化和濾波算法的儲能配置容量。
　　四，探討了微電網負荷在各類電源間的經濟