微网调度优化模型与方法研究

微网作为分布式电源的有效组织形式，不仅能充分发挥分布式发电技术在资源节约和环境保护方面的优势，同时还可有效解决其并网时的技术和管理难题，但目前微网能量管理和优化仍缺乏系统、有效的方法。本文系统研究了微网调度优化的模型和方法，主要工作如下： （1）综合考虑微网系统组成的多样性和能量流动的复杂性，建立了微网所含多种类分布式发电、分布式储能和分布式供热设备的准稳态模型，在分析典型微网组成和结构特征的基础上，提出一种微网通用母线式结构描述方式。该结构不仅协调了设备独立性和系统复杂性之间的矛盾，清晰展示了系统的组成结构和能量流动关系；同时也搭建了系统描述和模型建模之间的桥梁，有利于实现通用模型的程序化、自动化建模。 （2）针对含冷热电联供（CCHP）系统的综合型微网调度优化问题，以微网设备准稳态模型和母线式结构能量流描述方法为基础，提出基于母线式结构的微网调度优化模型和方法。以典型的微网经济调度优化模型为例，通过对其目标函数、优化变量和约束条件三项基本要素的分析和处理，详细阐述微网调度优化模型的建模过程。根据微网经济调度优化模型的特征，选择数学规划方法和智能算法对模型进行求解，分析了调度策略、设备模型、电价机制等对调度计划和运行费用的影响。 （3）进一步结合多目标优化、随机优化和调度设计一体化问题对微网调度优化模型进行了扩展，丰富了调度优化模型的体系结构。通过多目标调度优化模型、随机调度优化模型和调度设计双层优化模型的建模和算例分析，研究了微网环境成本、不确定因素和系统配置对调度计划的影响，证实了基于母线式结构微网调度优化模型的通用性和鲁棒性。针对此三类扩展模型，通过Pareto优化与初始点引导技术的结合、Monte Carlo仿真与遗传算法的结合、多目标进化算法和数学规划方法的结合，有效提升了扩展模型的求解能力和优化效果。