發(fā)布時間：2020-07-19 02:00

【摘要】：隨著科技的迅猛發(fā)展,帶來了諸多環(huán)境問題,而環(huán)境的日益惡化,也使得人們對環(huán)保越來越重視。電力,是現(xiàn)代人類生活不可或缺的能源,而傳統(tǒng)發(fā)電方式,例如火電等,會排放大量的溫室氣體和污染環(huán)境氣體,因此以新能源發(fā)電為核心的微電網(wǎng)系統(tǒng)被提出并在近幾年得到了迅猛的發(fā)展和應(yīng)用。但是,由于微電網(wǎng)技術(shù)目前還不是十分完善,例如清潔能源發(fā)電的一些問題沒有被完全解決,包括如何提高清潔能源發(fā)電的消納問題,包含清潔能源的微電網(wǎng)運行成本較高的問題等。針對目前微電網(wǎng)研究過程中存在的問題,本文提出了一些方法和策略,對改善微電網(wǎng)技術(shù)中存在的問題具有重要意義。本文主要對含有風機、光伏、蓄電池儲能以及柴油備用發(fā)電單元的多能互補微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度進行研究。首先,針對典型微電網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),對其系統(tǒng)內(nèi)的各個分布式單元進行建模分析,主要包括風機、太陽能、柴油發(fā)電機以及蓄電池儲能系統(tǒng)的建模,并對微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)進行簡單說明,為后續(xù)章節(jié)的研究奠定基礎(chǔ)。然后,建立本文所要分析研究的多能互補微電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并構(gòu)建以微電網(wǎng)系統(tǒng)總運行成本費用最低為目標函數(shù),對系統(tǒng)內(nèi)的各個分布式單元進行詳細分析,針對蓄電池儲能系統(tǒng)的運行成本模型,除了考慮其運行維護成本和折舊成本,還考慮了蓄電池儲能系統(tǒng)的電能損耗成本,使得對蓄電池儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟性分析更為完善。除此之外,還計及柴油發(fā)電機運行所帶來的環(huán)境成本,并提出了多能互補微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略。綜合多能互補微電網(wǎng)系統(tǒng)的運行成本和優(yōu)化調(diào)度策略,通過對智能優(yōu)化算法——蝙蝠算法進行改進,并運用到求解本文所構(gòu)建的數(shù)學模型中,使其更高效的求解本文所提出的優(yōu)化調(diào)度問題。通過算例仿真驗證了算法的有效性,得到了多能互補微電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度結(jié)果。最后,綜合考慮多能互補微電網(wǎng)的并網(wǎng)運行和孤島運行兩種運行模式,建立以多能互補微電網(wǎng)系統(tǒng)的總成本最低和清潔能源發(fā)電的利用率最大為目標的多目標數(shù)學模型,設(shè)定四種微電網(wǎng)系統(tǒng)運行的特殊場景,提出微電網(wǎng)系統(tǒng)兩種運行模式下不同的優(yōu)化調(diào)度策略,繼續(xù)通過改進蝙蝠算法進行模型的求解,并通過算例仿真對比分析多能互補微電網(wǎng)在四種場景下的優(yōu)化調(diào)度結(jié)果,對比微電網(wǎng)系統(tǒng)并/離網(wǎng)運行各自的特點及優(yōu)劣,制定了權(quán)衡清潔能源出力和微電網(wǎng)系統(tǒng)運行經(jīng)濟性的優(yōu)化調(diào)度方案。綜上,本文主要針對多能互補微電網(wǎng)兩種運行模式、四種運行場景進行優(yōu)化調(diào)度分析和研究,得出相應(yīng)的最優(yōu)運行方案。
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM73
【圖文】：

4 多能互補微電網(wǎng)并/離網(wǎng)運行模式下的多目標優(yōu)化調(diào)度49圖4-11 場景一并網(wǎng)運行模式微電網(wǎng)仿真結(jié)果 圖4-12 場景一孤島運行模式微電網(wǎng)仿真結(jié)果Figure 4-11 Scenario 1 Simulation results Figure 4-12 Scenario 1 Simulation resultsof microgrid with grid-connected operation mode of islanded operation mode microgrid表 4-7 場景一多能互補微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度結(jié)果Table 5-5 Scenario 1 Optimal dispatching results of multi-energy complementary microgrid多能互補微電網(wǎng) F1 F2 F3孤島運行 163628.3725 - 3227.86并網(wǎng)運行 - 162002.1307 3658.67場景二條件孤島運行模式下的多能互補微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的風機、光伏和柴油發(fā)電機的優(yōu)化調(diào)度結(jié)果以及各個時段的蓄電池儲能的充放電情況如圖 4-13 和圖 4-14 所示。由圖可知，在場景二情況下風光資源充足，但系統(tǒng)負荷較大的情況，這種場景下的柴油發(fā)電機在部分負荷高峰時啟動，微電網(wǎng)系統(tǒng)仍能夠滿足獨立運行，棄風棄光功率不大并且沒有切負荷運行狀態(tài)。

4 多能互補微電網(wǎng)并/離網(wǎng)運行模式下的多目標優(yōu)化調(diào)度49圖4-11 場景一并網(wǎng)運行模式微電網(wǎng)仿真結(jié)果 圖4-12 場景一孤島運行模式微電網(wǎng)仿真結(jié)果Figure 4-11 Scenario 1 Simulation results Figure 4-12 Scenario 1 Simulation resultsof microgrid with grid-connected operation mode of islanded operation mode microgrid表 4-7 場景一多能互補微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度結(jié)果Table 5-5 Scenario 1 Optimal dispatching results of multi-energy complementary microgrid多能互補微電網(wǎng) F1 F2 F3孤島運行 163628.3725 - 3227.86并網(wǎng)運行 - 162002.1307 3658.67場景二條件孤島運行模式下的多能互補微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的風機、光伏和柴油發(fā)電機的優(yōu)化調(diào)度結(jié)果以及各個時段的蓄電池儲能的充放電情況如圖 4-13 和圖 4-14 所示。由圖可知，在場景二情況下風光資源充足，但系統(tǒng)負荷較大的情況，這種場景下的柴油發(fā)電機在部分負荷高峰時啟動，微電網(wǎng)系統(tǒng)仍能夠滿足獨立運行，棄風棄光功率不大并且沒有切負荷運行狀態(tài)。

4 多能互補微電網(wǎng)并/離網(wǎng)運行模式下的多目標優(yōu)化調(diào)度53圖4-15 場景二并網(wǎng)運行模式微電網(wǎng)仿真結(jié)果 圖4-16 場景二孤島運行模式微電網(wǎng)仿真結(jié)果Figure 4-15 Scenario 2 Simulation results Figure 4-16 Scenario 2 Simulation resultsof microgrid with grid-connected operation mode of islanded operation mode microgrid表 4-8 場景二多能互補微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度結(jié)果Table 5-5 Scenario 2 Optimal dispatching results of multi-energy complementary microgrid多能互補微電網(wǎng) F1 F2 F3孤島運行 165362.0237 - 3542.94并網(wǎng)運行 - 163011.8129 3664.54場景三條件孤島運行模式下的多能互補微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的風機、光伏和柴油發(fā)電機的優(yōu)化調(diào)度結(jié)果以及各個時段的蓄電池儲能的充放電情況如圖 4-17 和圖 4-18 所示。由圖可知，場景三中的風光資源就有明顯的不足，當負荷需求小在場景二情況下風光資源充足，但系統(tǒng)負荷較大的情況，這種場景下的柴油發(fā)電機在部分負荷高峰時啟動，微電網(wǎng)系統(tǒng)仍能夠滿足獨立運行，棄風棄光功率不大并且沒有切負荷運行狀態(tài)。

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 王飛;張敏;;微電網(wǎng)可行性研究的關(guān)鍵因素與經(jīng)驗教訓[J];科技風;2019年21期

2 莊叢粼;;光儲微電網(wǎng)信息物理融合建模的研究[J];中國新通信;2018年23期

3 武保東;;直流微電網(wǎng)運行控制分析[J];科技資訊;2018年30期

4 翟雨稼;靳嘉薦;;基于功率調(diào)節(jié)的微電網(wǎng)互聯(lián)與配電網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制[J];可再生能源;2019年02期

5 歷莉;;園區(qū)智能微電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用[J];市政技術(shù);2019年01期

6 劉維斌;王大龍;;海島微電網(wǎng)孤網(wǎng)聯(lián)絡(luò)應(yīng)用實例[J];通信電源技術(shù);2019年01期

7 顏寧;潘霄;張明理;馬少華;厲偉;張博;;基于復(fù)合儲能的多互聯(lián)微電網(wǎng)日內(nèi)調(diào)度研究[J];電工技術(shù)學報;2018年S2期

8 丁明;潘浩;史盛亮;余杰;沈祥;;考慮線路拓展的交直流混合微電網(wǎng)規(guī)劃研究[J];太陽能學報;2019年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 曾凡有;;基于奔德斯分解的微電網(wǎng)優(yōu)化運行研究[A];2017年江西省電機工程學會年會論文集[C];2018年

2 董曄弘;王玨;王葉;陶友傳;;基于可再生能源利用的孤島微電網(wǎng)[A];2015年中國造船工程學會優(yōu)秀學術(shù)論文集[C];2016年

3 李成玲;李雯;鄭雨翔;洪yN祺;郭慧敏;;含微電網(wǎng)的配電網(wǎng)典型接線模式經(jīng)濟性評估[A];2017電力行業(yè)信息化年會論文集[C];2017年

4 姜軍;;含分布式電源和儲能裝置的微電網(wǎng)控制技術(shù)分析[A];決策論壇——系統(tǒng)科學在工程決策中的應(yīng)用學術(shù)研討會論文集（上）[C];2015年

5 任青;王海燕;同向前;;戶用微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)研究[A];第四屆全國電能質(zhì)量學術(shù)會議暨電能質(zhì)量行業(yè)發(fā)展論壇：電能質(zhì)量與高效優(yōu)質(zhì)用電論文集[C];2015年

6 董曄弘;王玨;王葉;陶友傳;;基于可再生能源利用的孤島微電網(wǎng)[A];第十七屆中國科協(xié)年會——分6　中國海洋工程裝備技術(shù)論壇論文集[C];2015年

7 ;微電網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)介紹[A];中國農(nóng)機工業(yè)協(xié)會風能設(shè)備分會《中小型風能設(shè)備與應(yīng)用》（2015年第2期）[C];2015年

8 肖朝霞;方紅偉;張獻;;智能微電網(wǎng)研究綜述[A];天津市電機工程學會2009年學術(shù)年會論文集[C];2009年

9 ;《推進并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》對中小風電行業(yè)發(fā)展的影響[A];中小型風能設(shè)備與應(yīng)用（2017年12月·第2期 總第26期）[C];2017年

10 盧洋;袁月亮;李科;;并網(wǎng)型微電網(wǎng)電源容量優(yōu)化配置[A];2017年江西省電機工程學會年會論文集[C];2018年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 華東電力設(shè)計院智慧能源室主任 吳俊宏;應(yīng)以用戶需求為目標重新定位微電網(wǎng)[N];中國能源報;2019年

2 本報記者 秦虹;微電網(wǎng)點亮電力“空白區(qū)”[N];中國電力報;2019年

3 本報記者 賈濤;劉怡：智慧微電網(wǎng)助力大同能源革命[N];大同日報;2019年

4 本報記者 蘇南;微電網(wǎng)漸成綜合能源最有效應(yīng)用形式[N];中國能源報;2019年

5 本報記者 孫興維 通訊員 尹繼冬 趙金石;智能微電網(wǎng)惠及邊關(guān)哨所[N];解放軍報;2019年

6 朱暉 茹心芹 姬秋華;南瑞集團承擔的光儲微電網(wǎng)技術(shù)成果通過鑒定[N];國家電網(wǎng)報;2019年

7 記者 黃蕾 通訊員 馬龍鵬 夏衍;江蘇開山島微電網(wǎng)風機基礎(chǔ)完成澆筑[N];國家電網(wǎng)報;2019年

8 本報記者 秦虹;微電網(wǎng)建設(shè)將逐步實現(xiàn)多能互補[N];中國電力報;2019年

9 記者 張健 黃蕾 通訊員 夏衍;開山島智能微電網(wǎng)建成投運[N];國家電網(wǎng)報;2019年

10 記者 陳兵 通訊員 夏衍;開山島智能微電網(wǎng)建成投運[N];連云港日報;2019年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 胡亞龍;微電網(wǎng)的功率均分與經(jīng)濟性調(diào)控[D];浙江大學;2019年

2 顏寧;基于環(huán)網(wǎng)架構(gòu)的多互聯(lián)微電網(wǎng)能量管理及協(xié)調(diào)控制策略研究[D];沈陽工業(yè)大學;2019年

3 吳盛軍;微電網(wǎng)中電動汽車儲能優(yōu)化控制及儲能梯級利用研究[D];東南大學;2017年

4 湯慶峰;廣義需求側(cè)資源接入下多種形態(tài)微電網(wǎng)的優(yōu)化運行方法[D];華北電力大學(北京);2015年

5 李玉梅;環(huán)形直流微電網(wǎng)運行控制及其穩(wěn)定性分析[D];武漢大學;2017年

6 王環(huán);基于極值優(yōu)化的三相逆變電源與微電網(wǎng)控制方法研究[D];湖南大學;2018年

7 溫燁婷;微電網(wǎng)中虛擬同步發(fā)電機并聯(lián)控制技術(shù)研究[D];湖南大學;2018年

8 周小平;微電網(wǎng)功率協(xié)調(diào)控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];湖南大學;2018年

9 王海燕;獨立運行模式下微電網(wǎng)的能量管理與協(xié)調(diào)控制策略研究[D];西安理工大學;2017年

10 及刂非凡;網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)同步輸出調(diào)節(jié)及其在微電網(wǎng)中的應(yīng)用[D];浙江大學;2017年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 毛澤民;光儲直流微電網(wǎng)運行控制的研究[D];天津理工大學;2019年

2 李易隆;微電網(wǎng)負荷預(yù)測及能量優(yōu)化調(diào)度研究[D];天津理工大學;2019年

3 柴軍偉;微電網(wǎng)分散式控制策略與能量管理系統(tǒng)研究[D];浙江大學;2019年

4 樓悅欣;基于微電網(wǎng)的雙向AC/DC變換器的控制策略研究[D];浙江大學;2018年

5 陳杰濤;蜂巢狀配電網(wǎng)能量/信息交換基站研究[D];浙江大學;2019年

6 鄧鴻僑;可編程微電網(wǎng)實驗平臺設(shè)計及其DC/DC變流器接口無源化[D];浙江大學;2019年

7 徐豪玲;微電網(wǎng)新型自適應(yīng)下垂控制策略研究[D];浙江大學;2018年

8 江峰;并網(wǎng)型微電網(wǎng)中分布式電源協(xié)調(diào)自治研究[D];浙江大學;2019年

9 張亦冰;并網(wǎng)型微電網(wǎng)能量協(xié)調(diào)控制與能量優(yōu)化管理研究[D];河北科技大學;2019年

10 馬紅偉;基于儲能的直流微電網(wǎng)雙向DC/DC變換器的優(yōu)化設(shè)計[D];安徽工程大學;2019年

本文編號：2761734