计及随机性的微电网多目标经济运行研究

微电网是指由分布式电源、负荷、储能装置、能量转换装置、监控和保护装置等组成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制、管理和保护的自治系统,是智能电网研究的关键技术之一。发展微电网技术既能提高可再生能源的利用率,也能提高供电可靠性。但由于微电网运行状态的多样性以及所含分布式电源出力的不确定性,给微电网能量管理带来了较大困难。为了有效解决微电网实际运行过程中能量管理的问题,本文基于国家“863计划”项目“微网群高效可靠运行关键技术及示范”课题研究,建立了微电网常见元件以及热电联产设备的数学模型;考虑微电网运行中面临的预测误差随机性影响,建立了含有随机变量的微电网经济运行模型。在求解模型方面,根据问题具体特点,分别采用不同的方法予以求解。本文的主要工作如下:本文建立了考虑运行成本、环境成本两个运行目标以及并网、孤岛两种运行模式下的微电网确定性经济运行模型。为了求解模型,本文分别给出了微电网经济运行中多目标规划的处理方法以及优化算法。根据微电网确定性经济运行模型的特点,求取模型的Pareto最优解,并在算例中予以分析。为了解决微电网运行中的随机性问题,本文提出了将机会约束规划应用于微电网经济运行建模。在此基础上考虑在实际运行中风机出力、光伏出力以及负荷功率预测值的不准确性,分析了三者预测误差的特征,并给出了相应的分布函数,建立了考虑预测误差随机性的微电网经济运行模型,并提出了一种确定性解法求解模型中机会约束问题。在算例中分析不同置信水平、不同环境惩罚因子、不同预测误差对微电网经济运行的影响。本文最后分析了热电联产的运行特点,并给出其数学模型。在此基础上建立了含热电联产的微电网随机优化运行模型,针对模型中含有机会约束,提出了一种结合随机模拟、神经网络、粒子群算法的混合智能算法求解模型,并在算例中分析了冬季、夏季两个场景下微电网经济运行的特点。