微網(wǎng)系統(tǒng)的運行優(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,這也是智能電網(wǎng)建設中的一個重要組成部分。微網(wǎng)作為一種新型能源網(wǎng)絡化供應與管理技術,便利了分布式能源系統(tǒng)的接入,同時可實現(xiàn)需求側管理及現(xiàn)有能源的最大化利用。它具有靈活的運行方式和可調度性能,可實現(xiàn)自我控制、保護和管理等自治功能。本文圍繞微網(wǎng)系統(tǒng)的運行優(yōu)化與能量管理展開研究,主要研究內容有:
　　 (1)基于深入調研國內外關于微網(wǎng)技術的發(fā)展及研究

2、現(xiàn)狀,側重從技術內涵角度歸納總結出微網(wǎng)研究中的關鍵技術,包括微網(wǎng)系統(tǒng)的建模與仿真、微網(wǎng)系統(tǒng)的運行控制與能量管理、微網(wǎng)系統(tǒng)的環(huán)境與經濟性評估等五個方面；
　　 (2)對照常規(guī)電力系統(tǒng)的運行控制結構與方法,詳細描述了微網(wǎng)研究領域目前所提出的兩種運行控制結構,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)孤島運行期間可供采用的三種類型運行控制方法,并對這些方法的特點和適用場合進行了對比分析,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上,結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需要著重關注的幾個方面；
　　 (3)選取技術相對成熟、發(fā)展前景較好、可實施性較強的幾種分布式發(fā)電技術,研究分析其相關特性,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)的經濟運行優(yōu)化模型,提出運行成本最低、折舊成本最低、環(huán)境效益最高和綜合效益最高四種優(yōu)化目標函數(shù),以及微

4、網(wǎng)系統(tǒng)運行過程中所可能采用的三種交互式運行控制策略,采用以錦標賽選擇、單點交叉、高斯變異的改進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)運行優(yōu)化結果的影響,仿真結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,儲能技術受到了廣泛的關注,文中對比分析了多種能量型和功率型儲能技術的應用場合、技術分類、自身特性、研發(fā)進展和運用現(xiàn)狀,對在微網(wǎng)系統(tǒng)中有較好應用

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的主要技術參數(shù)和特點進行了闡述,選取鈉硫電池這一適用于電力系統(tǒng)應用、適應范圍廣且已實現(xiàn)批量生產的設備為儲能研究對象,在進一步完善微網(wǎng)系統(tǒng)的經濟運行優(yōu)化模型基礎上,考慮鈉硫電池儲能的參與及其運行影響,以其實現(xiàn)削峰填谷應用為例,提出一種包含鈉硫電池儲能的微網(wǎng)系統(tǒng)經濟運行優(yōu)化模型,并通過設計多種場景進行詳細對比分析,實現(xiàn)了仿真驗證；
　　 (5)介紹了能量管理系統(tǒng)的發(fā)