微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化與能量管理研究.pdf

1、近年來,為了充分發(fā)揮可再生能源發(fā)電等分布式能源系統(tǒng)的效益,微網(wǎng)的集成與控制成為研究熱點(diǎn),這也是智能電網(wǎng)建設(shè)中的一個重要組成部分。微網(wǎng)作為一種新型能源網(wǎng)絡(luò)化供應(yīng)與管理技術(shù),便利了分布式能源系統(tǒng)的接入,同時可實現(xiàn)需求側(cè)管理及現(xiàn)有能源的最大化利用。它具有靈活的運(yùn)行方式和可調(diào)度性能,可實現(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理等自治功能。本文圍繞微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化與能量管理展開研究,主要研究內(nèi)容有:
　　 (1)基于深入調(diào)研國內(nèi)外關(guān)于微網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展及研究

2、現(xiàn)狀,側(cè)重從技術(shù)內(nèi)涵角度歸納總結(jié)出微網(wǎng)研究中的關(guān)鍵技術(shù),包括微網(wǎng)系統(tǒng)的建模與仿真、微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行控制與能量管理、微網(wǎng)系統(tǒng)的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)性評估等五個方面；
　　 (2)對照常規(guī)電力系統(tǒng)的運(yùn)行控制結(jié)構(gòu)與方法,詳細(xì)描述了微網(wǎng)研究領(lǐng)域目前所提出的兩種運(yùn)行控制結(jié)構(gòu),針對微網(wǎng)系統(tǒng)包含電力電子控制器類型的分布式能源單元的情形,歸納出微網(wǎng)系統(tǒng)孤島運(yùn)行期間可供采用的三種類型運(yùn)行控制方法,并對這些方法的特點(diǎn)和適用場合進(jìn)行了對比分析,同時,在充分繼承常

3、規(guī)電力系統(tǒng)能量管理研究成果基礎(chǔ)上,結(jié)合考慮分布式能源發(fā)電與常規(guī)能源發(fā)電系統(tǒng)的異同、分布式能源的引入所帶來的影響,歸納出微網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理研究范疇內(nèi)需要著重關(guān)注的幾個方面；
　　 (3)選取技術(shù)相對成熟、發(fā)展前景較好、可實施性較強(qiáng)的幾種分布式發(fā)電技術(shù),研究分析其相關(guān)特性,明確了其用于能量管理的穩(wěn)態(tài)模型,建立了一種集中控制式微網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化模型,提出運(yùn)行成本最低、折舊成本最低、環(huán)境效益最高和綜合效益最高四種優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),以及微

4、網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中所可能采用的三種交互式運(yùn)行控制策略,采用以錦標(biāo)賽選擇、單點(diǎn)交叉、高斯變異的改進(jìn)遺傳算法為求解閻題的優(yōu)化算法,通過算例仿真探討了多種因素對系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化結(jié)果的影響,仿真結(jié)果驗證了所提模型的合理性:
　　 (4)由于可再生能源發(fā)電所具有的間歇性使得微網(wǎng)系統(tǒng)承受擾動的能力相對較弱,儲能技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注,文中對比分析了多種能量型和功率型儲能技術(shù)的應(yīng)用場合、技術(shù)分類、自身特性、研發(fā)進(jìn)展和運(yùn)用現(xiàn)狀,對在微網(wǎng)系統(tǒng)中有較好應(yīng)用

5、前景的鈉硫電池、鋰離子電池和全釩氧化還原液流電池三種新型電池儲能技術(shù)的主要技術(shù)參數(shù)和特點(diǎn)進(jìn)行了闡述,選取鈉硫電池這一適用于電力系統(tǒng)應(yīng)用、適應(yīng)范圍廣且已實現(xiàn)批量生產(chǎn)的設(shè)備為儲能研究對象,在進(jìn)一步完善微網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化模型基礎(chǔ)上,考慮鈉硫電池儲能的參與及其運(yùn)行影響,以其實現(xiàn)削峰填谷應(yīng)用為例,提出一種包含鈉硫電池儲能的微網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化模型,并通過設(shè)計多種場景進(jìn)行詳細(xì)對比分析,實現(xiàn)了仿真驗證；
　　 (5)介紹了能量管理系統(tǒng)的發(fā)