基于NSGA-Ⅱ算法的微电网规划研究与设计

摘要

微电网是指由分布式电源、储能装置、负荷以及保护装置等组成的小型发配电系统，能够自我控制、管理和保护，可以独立运行，也可以与外电网并网运行。目前，微电网规划的研究重点包含微电网的选址规划和定容规划，其中对选址规划研究的已近比较成熟，因此当前微电网的规划研究主要的集中在对微电网的定容规划。随着对微网的深入研究，微网中分布式电源种类繁多、特性也不尽相同，传统的微网规划模型，重点是考虑环境保护、节能减排等因素，对微网的经济效益往往未加深入的考虑，这也将阻碍微网的可持续发展。因此，考虑微网的经济效益、环境效益和社会效益等多种因素在内的微网系统的综合规划与设计具有十分重要的意义。
　　本文以微电网的经济、环保最优与为研究目标，设计了一种微电网的规划方法。首先是要对微网中的微电源进行分析，微网中的发电能源以风能和太阳能为主，风能和太阳能在发电时易受地理、气候变化和其他不确定因素的影响，输出的功率也就不稳定，因此，要对风能和太阳能发电输出功率进行预测。微网的规划受多种因素的影响，要求得到规划的最佳方案，这实际上是一个多目标优化问题，在结合前人研究的基础上，分析几种典型的多目标优化算法，并对其中的NSGA-II多目标优化算法进行了算法的改进，对他们进行仿真测试，确定了NSGA-II多目标优化算法的优越性，为微电网的规划方法提供了一种可靠的算法模型。
　　通过对微网中分布式电源发电功率的预测、各种微电源的建模、求解算法的改进，建立了以全寿命周期内的总成本现值（经济性）和污染物排放水平（环保性）为目标函数的微网规划模型。在此基础上，根据对某地的风光资源数据和负荷需求，进行了规划设计，给出了微网规划方案，并通过 TOPSIS综合评价法对各规划方案进行综合评价，得出综合属性最佳的微网规划方案。

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1 绪论

1.1 选题背景和研究意义

1.2 微电网国内外研究现状

1.3 论文的主要研究内容与结构

2 分布式电源功率预测

2.1 分布式发电功率预测概述

2.2 基于粗糙集理论与BP神经网络风电功率预测

2.3 基于改进BP神经网络的光伏发电功率预测

2.4 小结

3 NSGA-II多目标优化算法研究

3.1 多目标优化问题

3.2 多目标优化算法

3.3 NSGA-II多目标优化算法

3.4 性能测试与分析

3.5 小结

4 微电网规划设计与仿真

4.1 微电网的系统组成

4.2 微电网规划模型

4.3 微电网规划模型求解与分析

4.4 微电网规划方案综合评价

4.5 小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果