微电网优化调度模型与方法研究

基于化石能源枯竭、环境保护和电网安全等各方面的考虑,分布式发电技术受到日益广泛的关注和重视。分布式发电具有能效高、污染小、可靠性高、安装地点灵活等优点,但其中的可再生能源发电也存在出力波动性强,控制复杂等不足。为了充分发挥分布式发电的优势,常将分布式发电与储能单元集成为微电网运行。微电网优化运行是微电网研究的重要问题之一,通过调度微网中分布式电源及储能单元的出力,可在满足电力和热力需求的前提下,有效提高能源利用率,减少发电成本和系统排放,还可参与市场竞价对主网削峰填谷,并利用分时电价、峰谷电价的差异使自身获得一定的经济收益。 本文首先介绍微电网中常用的储能装置,分析蓄电池、超导磁储能、飞轮储能和超级电容器等储能技术的工作原理,参考大量文献给出了蓄电池和电动汽车运行特性数学模型。 其次,建立以发电成本最低为目标的微电网优化调度数学模型,研究分时电价机制下微电网优化运行策略。以一个含风、光、微型燃气轮机、柴油发电机、燃料电池和蓄电池等组成的微电网算例系统,依据主网情况将全天各时段划分为峰、平、谷三种时段,在微电网优化调度时,根据当前调度时刻所处的不同时段和蓄电池荷电状态所处的不同范围,采用不同的调度策略,并采用种群替代量子粒子群(PRQPSO)算法对模型进行求解。算例结果表明所制定的策略能够在谷、平时段向主网买电,在峰时段向主网卖电,从而利用微电网对主网进行“削峰填谷”。同时,由于主网谷、平时段电价较低,而峰时段电价较高,这样对微电网而言也能获取更多的差额利润,提高微电网的运行效益,实现微电网与主网的“互利共赢”。 最后,论文还探讨电动汽车VOG无序充电模式和V2G有序充放电模式下对微电网优化运行的影响,研究表明V2G有序充放电模式对主网起到“移峰填谷”的作用,同时有效提高微电网自身的经济效益,具有显著的优越性。 本文进行的研究工作对微电网经济调度理论的发展和完善有一定的意义和参考价值。