【摘要】：隨著環(huán)境污染和能源緊缺問題日益嚴(yán)重,人類對電能需求逐年增加,環(huán)境與資源的矛盾日益突出。大力發(fā)展以風(fēng)、光為代表的低碳新能源,提高可再生能源在電網(wǎng)中的滲透性,是解決以上問題的重要途徑之一。近年來,流行的微電網(wǎng)技術(shù)提高了分布式發(fā)電的供電可靠性,通過分布式電源,特別是可再生能源的大規(guī)模接入和應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了分布式電源和負(fù)荷的一體化運(yùn)行;世界各國政府也正在鼓勵可再生能源發(fā)電的大面積推廣與新能源發(fā)電技術(shù)的研發(fā)工作。微電網(wǎng)系統(tǒng)是一個(gè)具有混合動態(tài)特性的混雜系統(tǒng)。新能源的間歇性、負(fù)荷類型的多樣性、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膹?fù)雜性及電力市場約束等技術(shù)難題的出現(xiàn),使得傳統(tǒng)的能源管理策略難以滿足實(shí)際的控制需求。為了保證微電網(wǎng)的安全行、可靠性和經(jīng)濟(jì)性,就需要對微電網(wǎng)能量管理問題進(jìn)行研究。本文針對模型預(yù)測控制中系統(tǒng)新能源發(fā)電預(yù)測和負(fù)荷預(yù)測的數(shù)值跟實(shí)際真實(shí)值之間存在差異,由預(yù)測輸入信號計(jì)算得到的能量調(diào)度方案必然不會滿足真實(shí)系統(tǒng)的能量平衡的問題,采用在模型預(yù)測控制的滾動閉環(huán)模型上增加前饋控制的策略,通過實(shí)時(shí)監(jiān)測發(fā)電端和用戶端實(shí)際的功率值計(jì)算得到系統(tǒng)總的預(yù)測誤差值,再將預(yù)測誤差值分配給各個(gè)能量調(diào)度單元實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)功率平衡。本文首先介紹了日前計(jì)劃調(diào)度策略,并結(jié)合算例給出了日前調(diào)度策略優(yōu)化步驟和程序代碼求出了仿真結(jié)果。緊接著分析了日前調(diào)度的弊端,然后在日前調(diào)度策略中加入滾動優(yōu)化環(huán)節(jié)和反饋矯正環(huán)節(jié)引出了MPC策略,并詳細(xì)介紹了模型預(yù)測控制基本原理和結(jié)構(gòu),然后給出了MPC策略優(yōu)化步驟和代碼程序求出了仿真結(jié)果。通過兩種策略結(jié)果的對比得出了MPC策略一天的總成本比日前調(diào)度經(jīng)濟(jì)策略一天的總成本降低了6.21%�？紤]到實(shí)際系統(tǒng)存在的預(yù)測誤差問題會給MPC策略的系統(tǒng)平衡帶來影響。本文先簡單分析和計(jì)算了傳統(tǒng)配電網(wǎng)的調(diào)節(jié)方式(限功率或切負(fù)荷)下的補(bǔ)償預(yù)測誤差的費(fèi)用。緊接著提出了實(shí)時(shí)監(jiān)測發(fā)電和負(fù)荷的數(shù)據(jù)并通過前饋控制將系統(tǒng)總預(yù)測誤差分配到各能量調(diào)度單元的策略(考慮系統(tǒng)約束如功率閾值),在MPC策略優(yōu)化步驟的基礎(chǔ)上改進(jìn),得出了改進(jìn)后MPC策略優(yōu)化步驟和程序代碼并求出了仿真結(jié)果。通過對比,得到了改進(jìn)后的MPC策略一天的總成本比MPC策略一天的總成本降低了22.69%的結(jié)果。
【圖文】：

圖 2.1 微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的能量流動開始分析，光伏側(cè)和風(fēng)機(jī)側(cè)是微電網(wǎng)主要的能量輸負(fù)載側(cè)是微電網(wǎng)主要能量輸出單元，配電網(wǎng)和蓄電池可以進(jìn)行雙向的能作，主要是為了保證當(dāng)輸入單元和輸出單元單位時(shí)間功率不平衡而需要的額外功率單元。本文的目的就是以整個(gè)微電網(wǎng)的最小化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行成本通過預(yù)測和實(shí)時(shí)監(jiān)測發(fā)電單元和用電單元的數(shù)據(jù)，監(jiān)測蓄電池各時(shí)刻 SO來判斷每個(gè)時(shí)刻微電網(wǎng)與配電網(wǎng)的功率交互值以及蓄電池的充放電功率每個(gè)時(shí)刻微電網(wǎng)的具體動作。具體的能量管理結(jié)構(gòu)圖如圖 2.2 所示。該圖控制器通過收集系統(tǒng)發(fā)電和用電信息，并根據(jù)蓄電池剩余的 SOC 量設(shè)計(jì)能量調(diào)度方法，通過控制蓄電池充放電和控制逆變器達(dá)到微電網(wǎng)跟配電雙向流動來達(dá)到系統(tǒng)總的能量平衡和總的運(yùn)行成本最低的兩個(gè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

圖 2.1 微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)量流動開始分析，光伏側(cè)和風(fēng)機(jī)側(cè)是微網(wǎng)主要能量輸出單元，配電網(wǎng)和蓄電池了保證當(dāng)輸入單元和輸出單元單位時(shí)間元。本文的目的就是以整個(gè)微電網(wǎng)的最時(shí)監(jiān)測發(fā)電單元和用電單元的數(shù)據(jù)，監(jiān)刻微電網(wǎng)與配電網(wǎng)的功率交互值以及蓄網(wǎng)的具體動作。具體的能量管理結(jié)構(gòu)圖集系統(tǒng)發(fā)電和用電信息，并根據(jù)蓄電池，通過控制蓄電池充放電和控制逆變器到系統(tǒng)總的能量平衡和總的運(yùn)行成本最
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2622904