基于SoS离网型微电网群系统的优化调度_吴佳齐.pdf filename-=utf-8''基于SoS离网型微电网群系统的优化调度_吴佳齐.pdf
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1、收稿日期:基金项目:辽宁省科技厅创新能力提升联合基金(,);沈阳市中青年科技创新人才支持计划()。作者简介:吴佳齐(),女,辽宁鞍山人,沈阳工程学院在读硕士研究生;通信作者:张东(),男,辽宁鞍山人,沈阳工程学院副教授,博士。第 卷第期 年 月沈阳师范大学学报(自然科学版)y y()文章编号:()基于 离网型微电网群系统的优化调度吴佳齐,张东,于浩,李昊轩,王亚茹,方文墨,孙明,孙志强(沈阳工程学院 电力学院,沈阳 ;沈阳工程学院 新能源学院,沈阳 ;沈阳飞机工业(集团)有限公司,沈阳 )摘要:在当前情况下,要大力发展符合人类可持续发展这一需求的先进绿色再生能源技术,把光伏、风能、潮汐能等可再
2、生能源的优点尽可能地充分发挥出来。随着微电网群系统运行环境的逐渐升级,微电网组成的系统受到了人们的广泛关注,其各子微网间的协调调度成为人们研究的热点。首先,针对微电网群系统的优化调度问题,引入了体系架构的方法对微电网群系统进行建模,分析子微电网间的能量分配;然后,采用改进的粒子群算法,对系统进行建模求解;最后,通过仿真分析验证了所建模型的有效性。关键词:微电网群系统;优化调度;方法;改进粒子群算法中图分类号:文献标志码:,(,y ,y ,;y,y ,y ,;y y(),y ,):,y y y y y ,y y ,y,y y ,y y ,y y y ,y y ()y ,y y ,y y :y ;
3、引言风力、光伏及潮汐能发电等分布式发电的优点在于环保性能好、各系统之间的独立性好、系统运行稳定性能高、输配电的损耗少、系统的调峰性能好、简单易操作等。微电网群系统内的单个微电网的集群优化运行能够进一步对单个微电网的功能起到优化与拓展的作用。微电网群的运行方式主要包括离网型和并网型。离网型微电网群在实际中通常应用在以下种情况:一是一些地区由于距离问题导致配电网难以接入;二是某些关键负荷在大电网出现严重故障时孤立运行的情况。(y y )是面向任务(或以任务为导向)的多个系统的集合,这些系统通过共享资源与能力,构成一个新的更复杂的系统,与多个系统的简单加和相比,具有更强大的功能和性能,称之为体系,又
4、称系统中的系统。微电网群的特性与体系的五大特征有许多相似之处,又由于体系方法能够有效解决多个独立、复杂联系系统相互的协同优化问题,因而引入体系方法是解决具有复杂联系行为的微电网群系统问题的有效手段 。本文在体系架构下,考虑需求响应,针对离网型微电网群建立 架构下的微电网群能量管理模型,采用基于改进的粒子群算法(,),从 架构的角度分析微电网群的调度问题,建立 架构下的微电网群模型,以微电网群系统运行成本最优为目标,考虑需求响应,采用改进粒子群算法对所建模型求解,最后通过仿真分析方法验证模型的有效性。架构简介及其与微电网群的相关性 的提出 的概念最早出现在 年发表于 纽约城市参考 的一篇文章中。
5、后来,体系问题与现象及其面临的挑战已被越来越多的学者接受认可,并展开深入的研究,从而形成了一个新的学科体系工程(y y ,)。的特征及其与微电网群的相关性微电网群是由多个微电网组成的系统,各个子微电网包括各发电单元、储能单元及负荷,它们既可以独立运行,也可以通过同其他微电网联系取得更大的收益。由此可见,微电网群系统是在电力系统中的 ,并且 架构可以对微电网群的能量管理及调度问题起指导性作用。微电网群 架构建模利用双层结构研究 架构下微电网群的能量分配管理问题通常更有效。微电网群能量管理系统(y y ,)为上层,是信息中心,子微电网控制中心(,)为下层,它可以达到对微电网群中的子微电网本身进行管
6、理的目的。如上所述的微电网群系统 架构如图所示。图微电网群系统 架构 图中的微电网群系统 架构包含了个子微电网,其中每个子微电网中都含有风力发电和光沈阳师范大学学报(自然科学版)第 卷伏发电等分布式发电、燃气轮机、储能系统和系统负荷。发电单元建模 光伏发电建模光伏发电功率主要与太阳辐照强度和温度有关,因而在对光伏发电建模时主要考虑这两方面因素。标准状态下光伏发电功率如下式:()()其中:表示的是太阳能电池板输出的实际功率,它的单位为;,分别表示的是在标准测试条件下太阳能的辐射强度和最强辐射强度,其单位为;表示的是在当下时刻太阳能实际的辐射强度,其单位为;表示的是温度因子,其单位为;和分别表示的
7、是太阳能电池的额定温度和实际温度,其单位为。风力发电建模风力发电输出功率可表示为下式:,()其中:表示的是风轮机的实际输出功率;表示的是风轮机的额定发电功率;表示空气密度;表示风力发电机风轮直径;表示平均风速;表示风力发电机风能利用系数;,和 分别表示风轮机的切入风速、额定风速以及切出风速。燃气轮机发电建模燃气轮机发电功率与其热能系数及其热能转为动能、动能转为电能的转换效率有关。本文选取微型燃气轮机进行建模,其输出功率如下式:()其中:表示燃气轮机热动转换效率;表示燃气轮机动电转换效率;表示燃气轮机热能系数;表示燃气轮机实际输出功率。微型汽轮机通过消耗燃料产生电能,因而其运行成本以燃料的成本为
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