【摘要】：隨著小型風(fēng)機(jī)、屋頂光伏等分布式能源(DG)在用戶側(cè)的投入運(yùn)行,家居混合供電系統(tǒng)的智能化發(fā)展,及柔性負(fù)荷在家庭用電設(shè)備比重的不斷提升,充分使用DG提供的自產(chǎn)電能以實(shí)現(xiàn)家居能量體系的經(jīng)濟(jì)化運(yùn)行越來(lái)越得到用戶的關(guān)注。然而,由于受風(fēng)速、光照強(qiáng)度等環(huán)境因素的影響,DG供電量在不同時(shí)刻具有波動(dòng)性、隨機(jī)性與間歇性,直接采用其當(dāng)前時(shí)刻的產(chǎn)電量為負(fù)荷供電存在一定局限性,因而,合理規(guī)劃柔性負(fù)荷的用電時(shí)段,制定儲(chǔ)能設(shè)備的充放電策略,綜合優(yōu)化家居混合供電系統(tǒng)中的能量分配具有重要理論意義和市場(chǎng)價(jià)值。 本文設(shè)定在用戶側(cè)安裝含能量消耗控制器的智能電表,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)電價(jià)與負(fù)荷用電量間的信息雙向通訊。通過(guò)線性不等式約束條件建立柔性負(fù)荷工作模型,在智能電表中設(shè)置需求響應(yīng)程序,快速計(jì)算得出設(shè)備最佳用電時(shí)段,自動(dòng)設(shè)定設(shè)備的開(kāi)啟與關(guān)閉,合理規(guī)劃蓄電池的充放電策略。該家居混合供電系統(tǒng)能量?jī)?yōu)化調(diào)度方法主要包括三部分算法：(1)建立以減少用電成本與尋求電量供需平衡為雙重目標(biāo)的整數(shù)不等式規(guī)劃問(wèn)題,采用遺傳算法(GA)搜索最優(yōu)的“DG-負(fù)荷”供需關(guān)系,規(guī)劃出最優(yōu)的柔性負(fù)荷用電時(shí)段以匹配DG供電狀況；(2)采用循環(huán)自動(dòng)尋優(yōu)規(guī)劃,以實(shí)時(shí)電價(jià)(RTP)為調(diào)節(jié)杠桿,轉(zhuǎn)移部分負(fù)荷的工作時(shí)段以降低從電網(wǎng)處的購(gòu)電費(fèi)用；(3)采用分段判斷的方式搜索最優(yōu)的“DG-儲(chǔ)能-負(fù)荷”能量?jī)?yōu)化模式,通過(guò)蓄電池的充放電動(dòng)作,動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移DG的供電量使其與規(guī)劃好的負(fù)荷用電需求相匹配,最大限度發(fā)揮DG利用效率。在此過(guò)程中,通過(guò)實(shí)時(shí)電價(jià)輔助從大電網(wǎng)向蓄電池或負(fù)荷供電的方式,彌補(bǔ)供需差異,最大程度降低購(gòu)電費(fèi)用。 本文通過(guò)MATLAB仿真平臺(tái)搭建智能家居混合供電系統(tǒng)模型,構(gòu)造總電價(jià)最小化、效用最大化的能量?jī)?yōu)化調(diào)度模式,并通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)證明所提算法在完善供需匹配度、提高DG電能利用率以及用戶經(jīng)濟(jì)效益方面的有效性,并驗(yàn)證了當(dāng)DG或RTP數(shù)據(jù)存在日前預(yù)測(cè)誤差時(shí),基于負(fù)荷控制與儲(chǔ)能控制的能量?jī)?yōu)化調(diào)度算法所具備的魯棒性。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM73
【圖文】：

整理出以下所示的從不同角度看待需求響應(yīng)在能量?jī)?yōu)化調(diào)度中應(yīng)用的方案。方案一（從負(fù)荷控制角度考慮）：如圖1-1所示為需求側(cè)負(fù)荷管理系統(tǒng)[8]，智能家居能量系統(tǒng)通過(guò)智能電網(wǎng)接口與外界電網(wǎng)相連，并通過(guò)智能電表接收電力市場(chǎng)的實(shí)時(shí)電價(jià)信息，而在系統(tǒng)內(nèi)部，負(fù)荷預(yù)測(cè)器可以根據(jù)家庭里前幾天相關(guān)系2

無(wú)法得到實(shí)時(shí)調(diào)度效果。方案二（從儲(chǔ)能控制角度考慮）：提出如圖1-2所示的充放電策略[9],有別于傳統(tǒng)的儲(chǔ)能設(shè)備充放電方式，雖然早上時(shí)段有電量剩余，但并不對(duì)其進(jìn)行充電操作，而是當(dāng)滿足充電約束條件五;=,,(?) >0.7 ，即當(dāng)前太陽(yáng)能發(fā)電量大于0.7倍的最大太陽(yáng)能發(fā)電量時(shí)，才對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，使其可以充分利用一天中12:00-14:00的PV產(chǎn)能最大時(shí)段的電量。此外，還提出從主控制器到能量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)(ESS)控制再到蓄電池荷電狀態(tài)(SOC)控制的總體流程，指出SOC在充電、放電、待機(jī)三種狀態(tài)下的切換條件，并給出SOC的安全工作范圍20%?90%

化家庭能源結(jié)構(gòu)，以期達(dá)到節(jié)約能源、降低費(fèi)用支出的目的。本文所研究的家居混合供電系統(tǒng)框架如圖2-1所示，屋頂安裝光伏發(fā)電板，屋前安裝小型風(fēng)機(jī)，作為分布式發(fā)電設(shè)備形成混合供電系統(tǒng)。智能電表(AdvancedMetering Infrastructure, AMI)[39]為用戶實(shí)時(shí)傳徸大電網(wǎng)中不斷更新的實(shí)時(shí)電價(jià)數(shù)據(jù)，為其間運(yùn)行著的能量消耗控制器的調(diào)度抉擇提供外界參考信息。家庭用電負(fù)荷包含剛性負(fù)荷、不可中斷負(fù)荷、可中斷負(fù)荷，且提供鋰電池等儲(chǔ)能設(shè)備支撐能量調(diào)度。家庭所有用電設(shè)備和儲(chǔ)能設(shè)備均連接到家庭局域網(wǎng)(Home AreaNetwork，HAN)[4g_4i]中，通過(guò)ZigBee組網(wǎng)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)通信[42]，并快速響應(yīng)與系統(tǒng)調(diào)度決策，最終

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張欽;王錫凡;王建學(xué);馮長(zhǎng)有;劉林;;電力市場(chǎng)下需求響應(yīng)研究綜述[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2008年03期

2 楊琦;張建華;劉自發(fā);夏澍;;風(fēng)光互補(bǔ)混合供電系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2009年17期

3 葛少云;賈鷗莎;劉洪;;基于遺傳灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的實(shí)時(shí)電價(jià)條件下短期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)[J];電網(wǎng)技術(shù);2012年01期

4 鄺國(guó)軍;李少娟;;計(jì)及可中斷負(fù)荷與用戶電價(jià)響應(yīng)的實(shí)時(shí)電價(jià)研究[J];廣西電力;2013年01期

5 盛萬(wàn)興;史常凱;孫軍平;張波;仉天舒;;智能用電中自動(dòng)需求響應(yīng)的特征及研究框架[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2013年23期

6 高賜威;梁甜甜;李揚(yáng);;自動(dòng)需求響應(yīng)的理論與實(shí)踐綜述[J];電網(wǎng)技術(shù);2014年02期

7 陶小馬;周雯;;電力需求響應(yīng)的研究進(jìn)展及文獻(xiàn)述評(píng)[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版);2014年01期

8 王成山;武震;李鵬;;分布式電能存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用前景與挑戰(zhàn)[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2014年16期

9 王珂;姚建國(guó);姚良忠;楊勝春;雍太有;;電力柔性負(fù)荷調(diào)度研究綜述[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2014年20期

10 徐偉強(qiáng);馮兆麗;黃炯;俞晴里;汪亞明;茅佳佳;;基于改進(jìn)對(duì)偶分解的智能電網(wǎng)快速實(shí)時(shí)定價(jià)方法[J];電力系統(tǒng)保護(hù)與控制;2012年21期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 徐振華;面向智能電網(wǎng)的廣義綜合負(fù)荷建模方法研究[D];湖南大學(xué);2012年

2 王瑞琪;分布式發(fā)電與微網(wǎng)系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)與協(xié)調(diào)控制研究[D];山東大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2757870