多能源微电网优化配置和经济运行模型研究

微电网技术是目前世界上公认的电力工业的发展方向。微电网中通常包含多种微电源，且各种微电源具有独特的机组特性。因此，研究多能源微电网优化配置和经济运行模型是实现多能源微电网经济运行的关键技术之一。 多能源微电网中一次性能源的多样性，使得微电网的配置和运行需要考虑多种因素；光伏发电和风力发电系统是多能源微电网系统中典型的微电源，其功率输出易受外界环境影响。 不同安装地点的风光资源的不同，将会造成风光机组输出功率的差异很大，从而影响系统的配置及调度运行策略。最近几年出现的电动汽车可看作一种特殊负荷，随着电动汽车数量的不断增加，对微电网的经济运行也会产生一定的影响。 针对多能源微电网系统的上述特点，本文主要从安装地点特性、机组随机性及特殊负荷三个角度对多能源微电网的优化配置及经济运行模型进行了研究，主要工作和创新成果在于： （1）建立了系统优化配置数学模型及系统性能评价指标。微电网整个使用周期内，由于机组寿命的不同，部分设备需要更换。如果直接将第一年购买设备费用作为目标函数，则无法体现整个工程年限中部分设备更换对系统经济性的影响。因此，本文提出将设备总投入费用折算成设备每年投入费用作为优化配置目标函数。 （2）提出了系统多目标经济运行数学模型、评价指标及约束条件。目标函数中考虑了风光机组输出功率的随机性。各子目标函数分别为耗能机组燃料消耗费用、可再生能源机组运行费用、机组输出功率波动惩罚费用、污染物治理费用及电网功率交换收益。 （3）基于以上所建立的目标函数，从安装地点、机组随机性及特殊负荷三个角度进行案例分析。案例一分析了安装地点对系统经济运行的影响，选取典型城市进行对比分析。总结出不同地区适合安装的微电网系统。案例二分析了机组随机性对系统经济运行的影响，讨论了机组输出功率随机性、机组随机性惩罚系数和污染物排放惩罚系数对系统经济运行的影响。案例三将电动汽车这一特殊负荷加入到多能源微电网中，分析了系统发电与用电动态匹配性以及双方收益分配问题。