并网型微网电源容量优化配置模型及算法研究

摘要

微网以其对新能源的有效利用和灵活、智能的控制特点，及其在电能质量和供电可靠性改善、节能、环保等方面广泛的应用前景，逐渐引起越来越广泛的关注。但在当前新能源产业基础薄弱、分布式电源装机成本偏高、微网技术发展尚不成熟的背景下，微网的应用还存在较大的风险。合理配置微网电源以期产生较大的社会经济效益，确保投资的最佳经济性，对于微网建设、规划具有重要意义。本文围绕并网型微网的电源容量优化配置问题，开展如下研究工作：
　　①综合考虑负荷点与电源间连通性、微电源发电充裕性以及微网与配网间交互影响，提出含微网配电网可靠性评估的路径分割算法，用于计算微网的可靠性效益。依据故障模式后果分析，划分含微网配电网负荷点停电影响类型，并引入负荷点故障激励集的概念；依据负荷点与电源间的连通性进行路径分类，提出负荷点故障激励集元素的判别方法；基于此，选择不同开关对分类路径进行分割形成负荷点故障激励集，进而计算可靠性指标。将该算法应用于IEEE-RBTS BUS6主馈线F4系统，算例结果表明该算法的可行性和实用性。
　　②计及微网的时序运行特性，基于发电商、配电企业、用户、社会等多角度建立并网型微网成本效益分析模型，包括：计及电源投资、运行和维护费用、重置费用、燃料成本、环境成本等的综合成本模型，和计及节能、减排、降损、可靠性及延缓电网投资等效益的综合效益模型。运用含微网配电网可靠性评估的路径分割算法，计算微网的可靠性效益；运用含微网配电网Monte Carlo时序潮流算法，计算微网的降损效益。基于成本效益分析模型，采用净现值法建立微网经济性评价模型；算例结果表明了该模型的有效性，具有一定的工程实用价值。
　　③以成本效益分析模型为基础，提出基于净效益的并网型微网电源容量优化配置模型，采用改进的自适应遗传算法进行求解。该模型以最大化微网年均净效益为目标，计及微网总安装容量、微网孤岛运行充裕性、碳排放等约束。结合储能和微型燃气轮机的运行方式以及某些约束条件，提出基于二分法的初始种群产生方法以克服采用随机法产生初始种群的不足；在目标函数中引入惩罚项，将有约束问题转化为无约束问题，引入常数以防止适应度为负值，从而构造适应度函数；基于自适应线性调整方法调整交叉率和变异率以提高算法性能。算例分析表明所提模型能够较全面的反映微网综合应用价值，得到具有最佳经济性的投资方案，且改进的自适应遗传算法较之一般遗传算法具有更好的收敛性能。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 论文研究背景及意义

1.2 含微网配电网可靠性评估

1.3 微网电源规划的研究现状

1.4 本文主要研究内容

2 含微网配电网可靠性评估的路径分割算法

2.1 引言

2.2 基于时序Monte Carlo法的微电源供电能力评估

2.3 含微网配电网可靠性评估的路径分割算法

2.4 可靠性评估算法流程图

2.5 算例分析

2.6 本章小结

3 并网型微网的成本效益分析及经济性评价模型

3.1 引言

3.2 成本效益分析的理论基础

3.3 微网的综合成本模型

3.4 微网的综合效益模型

3.6 算例分析

3.7 本章小结

4 并网型微网电源容量优化配置模型及算法

4.1 引言

4.2基于净效益的微网电源容量优化配置模型

4.3 基于改进的自适应遗传算法的模型求解

4.4 算例分析

4.5 本章小结

5 结论及展望

5.1 本文研究总结

5.2 进一步研究工作展望

致谢

参考文献

附 录