多源微網(wǎng)典型應(yīng)用的優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，經(jīng)濟增速與環(huán)境問題之間的矛盾日益凸顯。以化石燃料作為電力供應(yīng)一次能源的局面使得化石燃料迅速消耗，并且產(chǎn)生大量污染物和溫室氣體。同時在經(jīng)濟發(fā)展中，社會對供電可靠性和電能質(zhì)量提出了更高的要求。因此改善能源結(jié)構(gòu)、高效可靠地供電是需要面對的現(xiàn)實問題。分布式發(fā)電技術(shù)可以有效地改善能源結(jié)構(gòu)和緩解環(huán)境污染問題，但是不適合大規(guī)模接入電網(wǎng)。微網(wǎng)技術(shù)可以有效解決分布式電源接入的問題。微網(wǎng)是將分布式電源、儲能裝置和負荷通過集中控制與保

2、護裝置集合成的一個小型的發(fā)配電系統(tǒng)，它既可以看作是清潔能源接入電網(wǎng)的平臺，也可以看作是提高電力系統(tǒng)靈活、經(jīng)濟運行的手段。微網(wǎng)是智能電網(wǎng)體系中的新成員，是符合未來電力發(fā)展需求的新技術(shù)與新方向。
　　發(fā)展微網(wǎng)的首要任務(wù)是對微網(wǎng)進行優(yōu)化設(shè)計研究，這是一個多維度的復(fù)雜問題。本文主要圍繞微網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計問題展開研究，分別從單目標和多目標兩個方面入手，從不同角度對多種典型應(yīng)用場景的微網(wǎng)進行建模，并對相應(yīng)模型的求解方法有針對性地探究。論文主要從微

3、網(wǎng)的定容選址優(yōu)化設(shè)計、含可時移負荷的海島微網(wǎng)電源優(yōu)化配置、計及不確定性的冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)能源優(yōu)化配置和兼顧電動汽車充電站和分布式電源的微網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計四個方面進行了研究，具體研究內(nèi)容包括:
　　(1)微網(wǎng)的定容選址優(yōu)化設(shè)計研究。針對分布式電源接入并網(wǎng)型微網(wǎng)的規(guī)劃問題提出了總投資成本最低、總網(wǎng)絡(luò)損耗最小和電壓穩(wěn)定性最高的三目標優(yōu)化模型。然后，改進并拓展了自由搜索算法，運用組合適應(yīng)度選取策略和自適應(yīng)網(wǎng)格策略，使其能夠求解多目標優(yōu)化問題。并

4、通過算法的性能測試驗證多目標自由搜索算法的有效性。最后采用IEEE-33節(jié)點系統(tǒng)作為微網(wǎng)算例，對分布式電源的定容和選址進行研究。算例結(jié)果證明了所提模型及算法的有效性，可以在對分布式電源定容和選址的同時使總成本、總網(wǎng)損和電壓穩(wěn)定性三個目標達到最優(yōu)。并為后面的研究內(nèi)容進行了鋪墊。
　　(2)對于含可時移負荷的海島微網(wǎng)規(guī)劃研究。首先建立了各種分布式電源穩(wěn)態(tài)輸出模型。其次在考慮儲能充放電次數(shù)對其壽命影響的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種新的放電策略。接

5、著對可時移負荷進行了分析并進行數(shù)學(xué)建模，根據(jù)實際運行情況設(shè)計了典型運行方式。然后，建立了離網(wǎng)型微網(wǎng)優(yōu)化配置問題的目標函數(shù)和約束條件。最后，改進了單目標自由搜索算法，結(jié)合混沌優(yōu)化方法，采用精英競爭策略形成了混沌自由搜索算法。并通過算法的性能測試驗證混沌自由搜索算法的可行性與優(yōu)越性。算例中采用一典型海島作為研究對象，分四種情況對海島微網(wǎng)進行優(yōu)化配置研究，結(jié)果表明所提模型可以有效降低投資冗余，提高系統(tǒng)效率。
　　(3)在計及不確定性的冷

6、熱電聯(lián)供型微網(wǎng)能源優(yōu)化配置問題研究?？紤]了風、光、負荷的不確定性并采用了基于機會約束規(guī)劃的方法對系統(tǒng)進行建模。首先，研究了冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)中的供熱設(shè)備功率外特性模型，建立了風力發(fā)電、光伏發(fā)電和負荷的概率模型。之后，結(jié)合年度平均成本與聯(lián)絡(luò)線功率約束，建立了基于機會約束規(guī)劃的優(yōu)化配置模型。最后采用蒙特卡洛模擬對機會約束規(guī)劃問題進行求解。算例分析表明，所提隨機規(guī)劃模型能夠處理相關(guān)風險，在計及電源與負荷的不確定性的基礎(chǔ)上能夠提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性與可靠

7、性。
　　(4)兼顧電動汽車充電站和分布式電源同時接入微網(wǎng)的優(yōu)化定容與選址問題研究。在考慮行駛時間的基礎(chǔ)上，采用最短行駛路徑選擇方法建立電動汽車的路徑選擇模型。利用p-中值模型和最大覆蓋選址模型的折中，建立電動汽車充電站選址問題的交通滿意度模型。然后根據(jù)不同種分布式電源的時序特性分別研究了含時序特性的電源輸出模型。最后，建立了總成本最小、總網(wǎng)損最小和交通滿意度最高的三目標優(yōu)化模型，并采用多目標自由搜索算法進行求解。算例結(jié)果表明合理