計及隨機性的微電網(wǎng)能量優(yōu)化管理研究.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟發(fā)展，能源危機和環(huán)境問題日益凸顯。微電網(wǎng)作為清潔可再生能源接入電網(wǎng)的有效形式，且憑借其在分布式電源和大電網(wǎng)之間的重要協(xié)調(diào)控制作用，受到了廣泛關(guān)注[1]。微電網(wǎng)能量優(yōu)化管理是保證微電網(wǎng)在安全穩(wěn)定運行的前提下實現(xiàn)系統(tǒng)運行經(jīng)濟性、環(huán)保性、能源利用率等目標(biāo)最優(yōu)的重要手段[2]。目前微電網(wǎng)能量管理面臨的最大問題即在于可再生能源出力受自然條件影響具有間歇性和波動性的特點，而目前的預(yù)測方法精度仍然較低，其隨機性會對系統(tǒng)經(jīng)濟穩(wěn)定運行帶來不利

2、影響。因此，本文針對計及隨機性的微電網(wǎng)能量優(yōu)化管理開展了以下研究工作:
　　首先，建立了光伏發(fā)電、燃料電池、儲能和負(fù)荷的能量管理模型，作為微電網(wǎng)系統(tǒng)能量管理模型的基礎(chǔ)。接著，從可再生能源隨機性對調(diào)度精度和系統(tǒng)魯棒性的影響兩方面考慮，提出了兩種應(yīng)對隨機性的能量管理方法:
　　一是改進(jìn)多時間尺度能量管理方法?？紤]到可再生能源預(yù)測精度隨時間尺度減小而提高，且不同時間尺度能量管理間具有強耦合關(guān)系，在常規(guī)多時間尺度能量管理框架的基礎(chǔ)上

3、，提出了改進(jìn)模型及其協(xié)調(diào)控制策略，通過一系列改進(jìn)措施，實現(xiàn)對微電網(wǎng)能量管理的逐級細(xì)化、快速優(yōu)化求解以及全局和局部優(yōu)化特征的協(xié)調(diào)。并通過算例驗證了該方法應(yīng)對可再生能源隨機性具有精度高、求解速度快、充分協(xié)調(diào)各時間尺度優(yōu)化等特點。
　　二是基于魯棒優(yōu)化的能量管理方法。為了弱化對可再生能源出力預(yù)測精度的依賴性，提高系統(tǒng)面對較大擾動時的魯棒性，基于魯棒優(yōu)化理論建立了考慮可再生能源出力隨機性的微電網(wǎng)兩階段自適應(yīng)魯棒優(yōu)化模型，包括解的魯棒性可控

4、的不確定量描述方法和兩階段自適應(yīng)魯棒優(yōu)化模型目標(biāo)函數(shù)及約束條件，采用了column-and-constraint迭代方法進(jìn)行求解，并通過算例分析了不同不確定預(yù)算情況下系統(tǒng)經(jīng)濟性的變化，驗證了該方法應(yīng)對可再生能源隨機性相較于相同時間尺度的確定性優(yōu)化具有更強的魯棒性。
　　最后，從能量管理系統(tǒng)功能、軟件架構(gòu)、數(shù)據(jù)詞典等方面展開了能量管理系統(tǒng)設(shè)計研究，并針對含光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、混合儲能及負(fù)荷的微電網(wǎng)試驗系統(tǒng)，進(jìn)行了各功能模塊的開發(fā)應(yīng)用