光伏微網(wǎng)的發(fā)電預(yù)測(cè)與能量管理技術(shù)研究.pdf

1、微網(wǎng)廣泛利用光伏逆變器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和生物能發(fā)電機(jī)等作為其內(nèi)部的微型電源，然而受地理?xiàng)l件、天氣情況和外部環(huán)境等因素的影響，這些可再生電源的能量輸出具有間歇性和隨機(jī)性，導(dǎo)致微網(wǎng)內(nèi)部電源與負(fù)荷間以及微網(wǎng)與大電網(wǎng)間的功率交換過程復(fù)雜，若微網(wǎng)對(duì)這些電源不加以協(xié)調(diào)控制，而大規(guī)模接入電網(wǎng)，將不利于地區(qū)電網(wǎng)的穩(wěn)定性。此外，微網(wǎng)的接入也對(duì)電力市場(chǎng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，將改變傳統(tǒng)電力市場(chǎng)的交易模式：微網(wǎng)用戶可以從電力公司購電，也可以將其分布式電源的剩余電能售給電

2、力公司或有償?shù)貫殡娏咎峁┫鞣濉⒕o急功率支持等服務(wù)。本文以光伏微網(wǎng)為對(duì)象，對(duì)其能量管理的基本分析理論和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了深入研究，包括光伏微網(wǎng)的控制結(jié)構(gòu)、發(fā)電預(yù)測(cè)、儲(chǔ)能配置和能量?jī)?yōu)化管理。
　　 準(zhǔn)確預(yù)知光伏微源在未來特定時(shí)段內(nèi)的發(fā)電功率，對(duì)分布式電源最優(yōu)組合、經(jīng)濟(jì)調(diào)度、最優(yōu)潮流、電力交易等都有著重要意義。為此，本文基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論研究了的光伏發(fā)電預(yù)測(cè)模型及其設(shè)計(jì)方法，首先分析了氣象因素與光伏發(fā)電功率相關(guān)性，給出了光伏發(fā)電預(yù)測(cè)中氣

3、象因素的處理策略；隨后，建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光伏發(fā)電離線預(yù)測(cè)模型，給出了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層、隱含層和輸出層的設(shè)計(jì)方法，并定量評(píng)估了離線預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)精度；此外，為適應(yīng)天氣的急劇變化，提出采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)值天氣預(yù)測(cè)信息進(jìn)行模糊識(shí)別，繼而建立了基于模糊識(shí)別的光伏發(fā)電在線預(yù)測(cè)模型，分析了RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和擴(kuò)展速度對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果的影響。
　　 可再生微源的出力隨外部條件變化隨時(shí)波動(dòng)，故不宜獨(dú)立向負(fù)荷供電，需同其他電源或儲(chǔ)能裝置

4、配合以提供支持和備用。此外，可再生微源電源的并網(wǎng)運(yùn)行改變了系統(tǒng)中的潮流分布，需對(duì)發(fā)電單元、儲(chǔ)能單元、電網(wǎng)和負(fù)荷之間的能量進(jìn)行優(yōu)化控制和管理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全穩(wěn)定和優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。針對(duì)分布式電源在并網(wǎng)運(yùn)行中面臨的能量?jī)?yōu)化問題，提出了一種基于模糊控制的分布式發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制算法，根據(jù)發(fā)電單元的輸出電能預(yù)測(cè)和儲(chǔ)能單元的實(shí)時(shí)狀態(tài)確定運(yùn)行模式，采用模糊控制實(shí)時(shí)調(diào)控系統(tǒng)能量流動(dòng)的方向和幅值，從而能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行成本最優(yōu)化。
　　 微網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)?/p>

5、現(xiàn)分布式發(fā)電技術(shù)的靈活、高效應(yīng)用，解決數(shù)量龐大、形式多樣的分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的主要問題，同時(shí)由于它具備一定的能量管理功能，并盡可能維持功率的局部?jī)?yōu)化與平衡，可有效提高用電的可靠性和安全性。本文深入研究了微網(wǎng)能量管理的關(guān)鍵技術(shù)，分析了微網(wǎng)系統(tǒng)的三種能量變換結(jié)構(gòu)，討論了光伏微網(wǎng)系統(tǒng)能量管理的定義、目標(biāo)和系統(tǒng)架構(gòu)，分析了能量管理系統(tǒng)各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能，分析了光伏微網(wǎng)獨(dú)立模式和并網(wǎng)模式的能量管理策略，研究了光伏微網(wǎng)發(fā)電單元和儲(chǔ)能單元能量管理建

6、模方法，建立了光伏微網(wǎng)能量管理模型，最后基于建立的光伏微網(wǎng)能量管理模型定量評(píng)估了光伏微網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行對(duì)用戶和電力部門的經(jīng)濟(jì)效益。
　　 在微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)中，儲(chǔ)能裝置的充放電管理需要綜合考慮儲(chǔ)能裝置和充放電系統(tǒng)的匹配、最大和最小充放電能力、能量平衡約束、以及儲(chǔ)能容量冗余等。為此，提出一種新型能量管理模型實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)系統(tǒng)中儲(chǔ)能單元的容量設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)分析，采用凈現(xiàn)值評(píng)估儲(chǔ)能單元的優(yōu)化配置。通過遺傳算法的優(yōu)化計(jì)算過程，評(píng)估微網(wǎng)系統(tǒng)在不同儲(chǔ)能配置