考虑经济性与可靠性的微网容量配置策略研究

近年来,由于能源需求的不断增长,大型电力系统的能源利用效率以及环保问题日益严重,微网作为一种可靠的、高质量的小型配电网受到广泛关注。随着对微网研究的不断加深,如何保证微网系统获得更高的经济效益成为微网项目实施的关键问题。与此同时,可再生能源波动性、间接性的特点也给微网的电能质量、安全性和可靠性带来很大影响。本文将从经济性与可靠性的角度研究微网运行的优化配置问题。首先本文介绍了微网的研究现状,分析了微网的特点和结构,并阐述了微网带来的益处以及面临的挑战。还通过研究微网能量管理系统和控制模式进一步分析了微网的运行原理。其次分析了各微源设备的原理和出力特性,从能量输出角度,建立了风力发电、光伏发电、燃料电池、微型燃气轮机、柴油机以及蓄电池的数学模型。同时考虑了微源的燃料费用、运行维护费用以及气体污染折算费用等方面的经济成本。然后基于经济效益、环境污染等方面进行优化配置管理。一方面通过比较成本来考虑分布式电源以及存储设备的容量和类型。另一方面根据NPV(一个经济指标)建立一个新的微网经济优化的目标函数,该函数充分考虑了各单元的初始成本、发电成本、环境成本、维护成本以及微电网运行的约束条件。并根据本地实际情况设立算例,基于Matlab运用改进的自适应遗传算法优化目标函数,提出微网经济优化的方案,并验证了有效性。最后通过蒙特卡罗算法模拟可再生能源的出力场景,通过改进型遗传算法得出满足微网可靠性的配置方案。提出一个基于可靠性和经济性综合优化的目标函数,对不同权重的目标进行了计算分析。还通过得到的配置方案比较,分析了可靠性与可再生能源利用率、可再生能源能量占比之间的关系。为可再生能源的应用研究提供基础。