微网运行经济型及HOMER软件应用研究

随着电网规模不断扩大,传统电力系统的弊端日益凸现,以光伏发电和风力发电为代表的分布式发电技术得到了快速发展。但由于分布式电源的不可控性和随机波动性,使其与大电网之间的融合出现了问题。微电网能够整合分布式发电的优势,协调分布式电源与大电网间的矛盾,充分利用各种分散能源,实现了现有能源的最大化利用。随着对微网研究的发展和深入,如何在满足安全性、可靠性和供电质量等约束条件下,对微网中各分布式电源和储能单元进行合理调度,实现冷、热、电各种能源的综合分配,达到微网系统的经济运行已是亟待解决的问题。本文在分析研究了微网总体结构的基础上,对微网内热、电负荷全年的负荷特性进行了模拟。充分考虑了各元件的输出特性以及安装成本、更换成本、运行维护成本、环境成本等数据,利用HOMER软件建立了光伏电池、风机、热电联产型微型燃气轮机、燃料电池、余热锅炉等微网内主要元件的稳态运行数学模型和经济模型。为维持微网的安全稳定运行,保证负荷供电的连续性,在微网需要满足发电容量需求的基础上,给出了微网经济运行的控制策略,包括了发电单元的控制策略和储能单元的充电策略两部分内容,并以系统的净现总成本值作为评估微网经济效益的标准。最后,针对一具体的微网,应用HOMER软件对系统进行了建模与仿真,对比分析了不同参数配置下微网的经济效益,并以一定参数配置的微网为研究对象,分别对微网在春、冬两季某日24小时的经济运行结果进行了分析,验证了本文所给出微网经济运行控制策略的有效性和可行性,并分析了最大年负荷容量缺失率和天然气价格变化时对系统仿真结果的影响。