含小水电/微燃机的微电网优化运行研究

【摘要】：随着全球范围内能源危机与环境问题的日趋严重,广泛利用清洁可再生能源的分布式电源发电技术得到了快速发展,而将分布式电源、负荷、储能单元以一体化形式运行的微电网技术成为当前的研究热点。我国微电网按区域特征可以划分为城市片区微电网和农村片区微电网,这两种微电网典型的微源分别为微燃机和小水电。对含小水电的微电网,并网时如何使微网与主网功率交换成本最小、周期内小水电发电量最大；而针对含微燃机冷热电联供的微电网,在并网/孤网时如何使微网发电成本最小、环境效益最高,在孤网时如何解决负荷过大导致的切负荷问题；同时针对两种微电网中的储能装置,如何克服可再生能源的间歇性,实现削峰填谷。以上种种问题均具有重要的理论研究意义和现实应用价值。针对这些问题,本文做了下述工作。首先在介绍的典型微电网结构的基础上进行简化,得到了含典型微源的微电网结构。针对含小水电的微电网,以周期内发电成本最小和水电发电量最大为目标函数建立了数学优化模型,采用基于参数方程处理等式约束的粒子群算法对枯水期的模型进行了具体分析,并与普通粒子群算法做了对比分析,得到了各时刻水电出力功率、蓄电池充放电功率、微网与电网交换的功率值。针对含微燃机冷热电联供微电网,以周期内微网发电成本最小和环境效益最高为目标函数建立了数学优化模型,结合两种粒子群算法,并以考虑分时电价的夏季典型日并网模式和冬季典型日的孤网模式为例分别进行了研究,两种模式均做了成本构成分析。针对可再生能源的间歇性,探索了一种通过有效集算法对蓄电池进行充放电控制的策略。含小水电的微电网的仿真结果表明：水电站快速调节出力补偿风机和光伏出力波动,克服风光波动性和间歇性的缺点,充分发挥互补能源优势,改进粒子群算法相比粒子群算法能得使得发电成本更小,水电的发电量更大。含微燃机冷热电联供微电网的仿真结果表明：在谷、平时段微源出力成本高于电价时向主网购电,在峰时段在保障系统安全稳定前提下向主网售电,产生了良好的环保经济效益；在孤网模式中研究了切负荷,通过各个微源出力的协调配合也达到了很好的经济效益。同时两种仿真分析结果均表明：所探索的蓄电池的控制策略能增强风电、光伏的可调度性,实现削峰填谷功能。
【关键词】：小水电 冷热电联供 微电网 蓄电池储能 改进粒子群算法 优化运行
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM732