【摘要】：微電網(wǎng)系統(tǒng)具有較高的運(yùn)營成本,為實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,需要對(duì)系統(tǒng)的能耗量和運(yùn)行成本給出準(zhǔn)確的描述�；谖㈦娋W(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)冷、熱、電等多種負(fù)荷的能耗特性及各能耗設(shè)備的運(yùn)行工況特性,通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析擬合得到系統(tǒng)內(nèi)各能耗設(shè)備的動(dòng)態(tài)能耗模型。考慮一次能源對(duì)冷、熱、電3種負(fù)荷的轉(zhuǎn)換利用方式及各能源之間的互補(bǔ)關(guān)系,構(gòu)建了微電網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模型。利用量子行為粒子群優(yōu)化算法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化求解,得到系統(tǒng)的最佳能源結(jié)構(gòu)及綜合運(yùn)行成本。采用不同的算例對(duì)提出模型的有效性和可行性進(jìn)行了驗(yàn)證,為微電網(wǎng)的能耗及經(jīng)濟(jì)性分析提供了一種新的思路和方法。
【圖文】：

靠煞治?部分:一部分為非發(fā)電用氣，主要通過直接燃燒的方式用于日常生活所需;另一部分為發(fā)電用氣，通過構(gòu)建冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的梯級(jí)利用，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)對(duì)能源的利用率。然而，燃?xì)獾墓⿷?yīng)量要受自身輸配管網(wǎng)系統(tǒng)、氣候等因素的影響，單位時(shí)間內(nèi)對(duì)燃料的供應(yīng)量存在一定的極限，在供應(yīng)不足的情況下，需借助其他能源的轉(zhuǎn)化進(jìn)行補(bǔ)充，以滿足能耗需求。風(fēng)能和太陽能，作為可再生清潔能源的典型代表，具有零能耗、零污染的節(jié)能環(huán)保特性，對(duì)兩者的能耗，以其轉(zhuǎn)化的電能量作為計(jì)量。系統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)及其轉(zhuǎn)化過程如圖1所示。1．2動(dòng)態(tài)能耗模型1．2．1風(fēng)能發(fā)電風(fēng)機(jī)的實(shí)際輸出功率由當(dāng)前風(fēng)速的大小決定，而風(fēng)速過大或者過小都將直接影響風(fēng)機(jī)的正常工作［21］。為此，風(fēng)機(jī)的實(shí)際輸出功率與風(fēng)速之間存在如下函數(shù)關(guān)系:圖1系統(tǒng)能源轉(zhuǎn)化過程Fig．1EnergytransformationmodePwt=0，v＜vci;α·v3－β·Pwt0，vci＜v＜v0;Pwt0，v0＜v＜vco;0，v＞vco(1)式中，α=Pwt0/(v30－v3ci)，β=v3ci/(v30－v3ci)，Pwt0為風(fēng)機(jī)額定輸出功率，vci為風(fēng)機(jī)切入風(fēng)速，v0為風(fēng)機(jī)額定風(fēng)速，vco為風(fēng)機(jī)切出風(fēng)速。1．2．2太陽能發(fā)電光伏電池的電能輸出量受太陽輻射值、環(huán)境溫度、電池板組件溫度等多種因素的影響［22］，因而光伏電池的輸出功率的數(shù)學(xué)表達(dá)式可寫為:Ppv=Pstc·GacGstc·［1+k·(Tc－Tr)］(2)式中，Ppv為光伏電池的實(shí)際輸出功率，，Pstc為標(biāo)準(zhǔn)測試條件下電池輸出功率，Gac為實(shí)際輻照強(qiáng)度，Gstc為標(biāo)準(zhǔn)測試條件下輻照強(qiáng)度，k功率溫度系數(shù)，Tc為電池板實(shí)時(shí)工作溫度，Tr為參

圖2夏季典型日負(fù)荷結(jié)構(gòu)Fig．2Loadconstructioninsummertypicalday圖3冬季典型日負(fù)荷結(jié)構(gòu)Fig．3Loadconstructioninwintertypicalday系統(tǒng)采用以熱定電的運(yùn)行模式，以綜合經(jīng)濟(jì)運(yùn)行成本最小為目標(biāo)函數(shù)，通過優(yōu)化求解可得到系統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)及綜合運(yùn)行成本。由于風(fēng)能和太陽能屬于清潔可再生能源，因此在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，將優(yōu)先考慮使用這2種能源。蓄電池在電能產(chǎn)出過剩時(shí)將電能進(jìn)行儲(chǔ)存，在電能不足時(shí)釋放電能，即起到削峰填谷的作用。而在此之外的電能，需借助大電網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行平衡。在不同季節(jié)下，蓄電池工況及系統(tǒng)與大電網(wǎng)之間的電能交換量如圖4和5所示。圖4夏季蓄電池工況及電能交換量Fig．4Batteryconditionsandpowerexchangecapac-ityinsummer圖5冬季蓄電池工況及電能交換量Fig．5Batteryconditionsandpowerexchangecapac-ityinwinter圖4、5中，正值表示蓄電池處于放電狀態(tài)或系統(tǒng)從大電網(wǎng)購入電能，負(fù)值表示蓄電池處于充電狀態(tài)或系統(tǒng)向大電網(wǎng)輸送電能。根據(jù)不同季節(jié)下的負(fù)荷特性可知，蓄電池放電和系統(tǒng)從大電網(wǎng)購電均處于電能負(fù)荷高峰期，蓄電池儲(chǔ)存電能和系統(tǒng)向大電網(wǎng)輸送電能均處于電能負(fù)荷低谷期。系統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)及其綜合運(yùn)行成本如表1所示。表1系統(tǒng)能耗結(jié)構(gòu)及綜合運(yùn)行成本Tab．1Energyconsumptionstructureandcomprehensiveoperationcostofthesystem能耗結(jié)構(gòu)太陽能/(MW·h)風(fēng)能/(MW·h)燃?xì)?m3購電量/(MW·h)綜合運(yùn)行成本/元夏季52854358564700965599184886冬季32809701444486715491155731從表1中不同季節(jié)下系統(tǒng)的能耗結(jié)構(gòu)可以看出，太陽能在夏季相對(duì)于冬季體現(xiàn)出更高的優(yōu)勢，而在冬季風(fēng)力發(fā)電表現(xiàn)出更高的優(yōu)勢。在不同的季節(jié)，微網(wǎng)系統(tǒng)的燃?xì)饪傁牧坎⑽幢憩F(xiàn)出較大的差異，但系統(tǒng)從大電網(wǎng)
【作者單位】： 四川大學(xué)電氣信息學(xué)院;智能電網(wǎng)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(四川大學(xué));西南科技大學(xué)信息化推進(jìn)辦公室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51207098) 中歐中小企業(yè)節(jié)能減排科研合作資金項(xiàng)目資助(SQ2011ZOF000004)
【分類號(hào)】：TM732

【共引文獻(xiàn)】

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