【摘要】：迫于環(huán)境和能源的壓力,新能源利用正受到越來越多的關(guān)注。新能源中可再生能源,例如太陽能和風(fēng)能,具有間歇性和不確定性,大規(guī)模的可再生能源發(fā)電接入電網(wǎng)會對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來負面影響。微電網(wǎng)將多種分布式電源與負荷組合起來,實現(xiàn)分布式電源與分布式電源之間、分布式電源與配電網(wǎng)之間的協(xié)調(diào)運行,從而降低了可再生能源發(fā)電對配電網(wǎng)的影響。同時,微電網(wǎng)能實現(xiàn)對負荷多種能源形式的高可靠供給,是實現(xiàn)主動式配電網(wǎng)的有效方式。本文以光伏發(fā)電微電網(wǎng)為代表,對微電網(wǎng)控制與優(yōu)化的若干關(guān)鍵問題進行了分析與研究,主要內(nèi)容包括光伏發(fā)電功率預(yù)測、分布式電源配置、并網(wǎng)點潮流跟蹤控制、經(jīng)濟優(yōu)化運行等。本文所提方法也能適用于含其它能源形式的微電網(wǎng)。 本文的研究工作可以總結(jié)為以下幾個方面： (1)可再生能源的發(fā)電預(yù)測對保持微電網(wǎng)功率平衡和經(jīng)濟運行有著重要意義。本文以光伏發(fā)電為例,提出了兩種基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)的光伏發(fā)電功率預(yù)測方法。一種方法以數(shù)值類天氣預(yù)報為基礎(chǔ),利用系統(tǒng)辨識方法建立了光伏發(fā)電功率預(yù)測模型；另一種方法以語言類天氣預(yù)報為基礎(chǔ),利用自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)原理建立了光伏發(fā)電功率預(yù)測模型。兩種方法均以天氣預(yù)報為基礎(chǔ),隨著天氣預(yù)報技術(shù)的發(fā)展,光伏發(fā)電功率預(yù)測的準(zhǔn)確性和實時性也將不斷提高。 (2)微電網(wǎng)內(nèi)分布式電源的合理配置是最大程度利用可再生能源的重要前提。本文以分布式電源及負荷具有不同的頻率特性為依據(jù),提出了一種基于頻域分析的微電網(wǎng)分布式電源配置方法。方法對負荷及自然變動的可再生能源進行頻譜分析,并以此為依據(jù)配置電源種類及容量。方法雖然是以光伏發(fā)電微電網(wǎng)為例提出,但同樣適用于含有其它可再生能源的微電網(wǎng)。 (3)微電網(wǎng)的功能之一是要配合電網(wǎng)調(diào)度,實現(xiàn)配電網(wǎng)的主動運行,因此并網(wǎng)點潮流跟蹤控制是微電網(wǎng)設(shè)計和運行的核心內(nèi)容。本文提出了一種基于頻域的解耦控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),即通過控制器的作用,使得每個分布式電源只承擔(dān)某個頻域范圍內(nèi)的負荷波動,所有分布式電源的綜合頻域范圍能覆蓋整個負荷頻帶�？刂茀�(shù)整定是實現(xiàn)控制目標(biāo)的重要環(huán)節(jié),為此本文提出了一種基于非線性擴散粒子群算法的參數(shù)優(yōu)化整定方法。對基于以上方法構(gòu)造的光伏微電網(wǎng)進行了頻域分析。頻域分析和時域仿真分析結(jié)果都表明,本文提出的控制結(jié)構(gòu)和策略能實現(xiàn)并網(wǎng)點潮流跟蹤控制,非線性擴散粒子群算法應(yīng)用到控制參數(shù)整定中,能達到預(yù)期目標(biāo)。實證研究證明的本文所提方法可實現(xiàn)性,并驗證了不同分布式電源在微電網(wǎng)中的作用。 (4)針對微電網(wǎng)的經(jīng)濟優(yōu)化運行問題,提出了一種基于運行計劃的并網(wǎng)點潮流跟蹤控制方法。以可再生能源發(fā)電功率預(yù)測和負荷預(yù)測為依據(jù),以運行經(jīng)濟性最優(yōu)為目標(biāo),采用遺傳算法對分布式電源出力進行優(yōu)化,制定經(jīng)濟運行計劃。微電網(wǎng)按運行計劃運行,對預(yù)測值與實際值不相符的情況,并網(wǎng)點潮流跟蹤控制系統(tǒng)進行實時調(diào)節(jié)。仿真結(jié)果表明,在運行計劃指導(dǎo)下,除了能實現(xiàn)并網(wǎng)點潮流跟蹤控制,運行經(jīng)濟性也有提高。
【圖文】：

析故障原因；由LAN \ Modem實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與遠程控制。本文實驗中光伏發(fā)電數(shù)據(jù)采集實際接線如圖2.14所示。^ Av,-'" ； i ‘ ,一,..一-?一二.一. “上 { 逸^ ^.1...i.mmmmmlyi U B i:、i—1 , 卜- tllOM- MBy ft. \ipm InN^—.?- -??^. ?■MM 1 ： .1' ? piMPl:國piffmKBlpHI ‘ an“L". . ‘‘ m.r、 it _"丨丨■■“級圖2.14光伏發(fā)電數(shù)據(jù)懫集實際接線圖Fig. 2.14 PV data collectiong connection on site由以上實驗獲得的數(shù)據(jù)分兩類，一類是輸入的氣象數(shù)據(jù)，一類是輸出的光伏發(fā)電功率數(shù)據(jù)。由計算機采集到的氣象觀測儀原始數(shù)據(jù)包括風(fēng)速、溫度、濕度、雨量、太陽福射、氣壓、露點等氣象因子，懫樣間隔為1分鐘。去掉溫度和太陽福射以外的其它天氣量，剔除日出前和日落后的數(shù)據(jù)，部分原始數(shù)據(jù)可整理為如表2.1所示。表2.1原始氣象數(shù)據(jù)Table 2.1 Original weather dataDate Time Temp Solar Rad.07/25/11 8:30 AM 30.3 28507/25/11 8:31AM 30.3 28507/25/11 8:32 AM 30.3 28707/25/11 8:33 AM 30.3 29207/25/11 8:34 AM 30.3 29207/25/11 8:35 AM 30.3 29707/25/11 8:36 AM 30.3 297由HIOKI3196采集到的電能原始數(shù)據(jù)包括懫集點的有功功率、無功功率、電壓、電流等電量在懫樣周期內(nèi)的最大值最大值以及平均值，懫樣間隔為1秒。提取研究所需有功功率數(shù)據(jù)

兩種參數(shù)整定方法在并網(wǎng)點潮流跟蹤上的特性幾乎一致。圖4.18中閉環(huán)系統(tǒng)￠,.⑴的幅頻特性曲線在IkHz以內(nèi)都保持在OdB以下，，特別對0.1 Hz以下信號的放大作用都保持在一20dB以下，說明閉環(huán)系統(tǒng)￠/:.⑴能較好地抑制光伏發(fā)電和負荷擾動。兩種控制參數(shù)調(diào)整方法相比，NDPSO法在低頻段抑制效果更好。Bode Diagram80 ?>?■ ■—■~： rrnri ；— --tt—i ~m 1i~~r r 111 ii“”ii i i > iii —i 1’：：.！ ‘ . ’ ；：'?：.' ? ‘ ?? I : ？00 -i ? -? . 1....。 卜..: -f? ?■： ■； ‘ NDPSO3, 40. I -. 卜十十 i"—‘ .j. ‘ "“E 20 ： ： ： 二：…：.：-；-h-i；-…； ■■C .；::丨丨i . .ro 0 ：'■ ： ：■；■, '：■'： ■乏 �。� ： ：；M;:V .；;；；：：-20 ‘ - .. ： , ?； . - ；;；； .. -：■■■■' '. ■ ； ? ??-；■：； ? -? '? ?： ： ‘ ? ； ；： r?_40 1 ； ii i ！ i i i . I ！ ii I ! '. 1 ? i I . ? . . J—I- i ■!?：；]._. : . ！ I ■； i丨; i. i i ■ iiin ..一45 [ :-n-TTTi'MT-"i—Ti■ .. .wrrrr.. .i 1 ；...卞mr廠--i r ‘ ..「....’i , r ? rri；- t ? ? ? ,,.. ??0! 丨？. .① I ' .: \ ?：：ro -90 '''T :-1 ■■i OC --. - .■100' *" * “ ' V' ' r* ' !''**■"' . - ' ‘ ■ ???? *-180 -- ‘ ?；：-?. . - . i:. -::- . ！ ijl , t '1 ■ 1 ? ._LiiL. ? --.---. ； ? --. M-tji- ?? -1 -?i--r±,j.-fckil： " ‘ ■ ?
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM615

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本文編號：2552110