基于人群搜索算法的微网经济优化调度

摘要

随着经济发展以及能源紧缺问题的日益严重，微网作为有效解决大容量分布式电源与电网融合的途径应运而生。微网作为一种新的网络化供应和管理结构，如何高效经济地利用其自身优势满足负荷需求是微网研究的重要部分，因此微网经济优化调度对于微网而言十分重要。微网内部分布式电源丰富，其运行特性各不相同，对天气变化以及负荷需求敏感;同时在考虑微网运行经济成本时，不能忽略其对环境造成的影响以及用户的用电感受，这在一定程度上提高了微网优化调度的难度。
　　本文从分布式电源的特点出发，结合分时电价以及需求侧响应，建立了微网日调度经济优化模型，并利用人群搜索算法对所建模型进行求解，得到微网最优经济运行方式。具体内容如下:
　　首先根据分布式电源的出力特性以及需求侧响应，建立了包含多种分布式电源的微网经济优化调度模型。该模型将需求侧负荷分为可平移负荷及不可平移负荷，以微网一天内的发电成本、环境成本、负荷补偿成本综合作为优化调度的目标函数，在功率平衡等约束条件下，考虑可平移负荷对微网综合成本以及微源出力的影响。采用人群搜索算法和粒子群算法对所建模型分别进行求解。算例结果表明考虑微网经济优化调度中加入需求侧响应能够降低高峰时期负荷，降低微网运行综合成本，所研究问题选择人群搜索算法更加符合要求。
　　然后考虑到微网中风力发电机及光伏电池出力具有随机性、间歇性和波动性，建立了分布式电源出力概率模型。同时考虑负荷预测误差，建立了微网动态经济优化调度模型。采用机会约束规划对动态变量进行处理，将蒙特卡洛模拟与人群搜索算法结合对模型进行求解，同时对比孤岛状态下的微网运行情况。算例表明，考虑风力发电机以及光伏电池出力随机性以及负荷预测误差可以使微网经济优化调度更加贴近实际，同时优化结果优于静态优化调度，而且并网状态下微网运行成本低于孤岛状态。
　　最后根据供电可靠性对微网优化调度的影响，将可靠性成本引入到所建模型中。可靠性成本由期望失负荷指标进行衡量，建立了包含发电成本、环境成本、可靠性成本的多目标动态经济优化调度模型。采用线性加权法将多目标问题转化成单目标，并采取不同的调度策略对微源出力情况以及各项成本进行对比。算例对比了不同权重因子下，负荷转移情况、子目标成本的变化以及微源出力的改变情况，对比了不同调度策略对于微网运行调度的差异。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景与研究意义

1．2 微网经济优化调度研究现状

1．2．1 国外微网经济优化调度研究现状

1．2．2 国内微网经济优化调度研究现状

1．3 本文的主要工作

第2章 计及需求侧响应的微网经济优化调度

2．1 微网内分布式电源模型

2．1．1 风力发电

2．1．2 光伏发电

2．1．3 微型燃气轮机

2．1．4 燃料电池

2．1．5 蓄电池

2．2 需求侧响应

2．3 计及需求侧响应的微网经济优化调度数学模型

2．3．1 目标函数

2．3．1 约束条件

2．4 人群搜索算法在微网经济调度中的实现

2．5 算例分析

2．5．1 计及需求侧响应的微网经济优化调度对比

2．5．2 不同优化算法的对比分析

2．6 本章小结

第3章 计及不确定因素的微网动态经济优化调度

3．1 微网不确定性因素描述

3．2 并网状态微网运行方式

3．3 孤岛状态微网运行方式

3．4 微网动态经济调度数学模型

3．4．1 目标函数

3．4．2 约束条件

3．5 微网动态经济优化调度模型求解

3．5．1 机会约束规划

3．5．2 人群搜索算法在微网动态经济调度中的实现

3．6 算例分析

3．6．1 并网状态下静态与动态优化调度对比

3．6．2 孤岛与并网状态微网动态调度对比

3．7 本章小结

第4章 考虑可靠性的微网多目标动态经济优化调度

4．1 可靠性成本

4．2 计及可靠性的微网经济优化调度模型

4．2．1 目标函数

4．2．2 约束条件

4．3 微网多目标优化问题求解

4．3．1 多目标优化问题的求解方式及数学模型

4．3．2 微网多目标优化问题处理

4．4 微网不同运行调度策略

4．5 人群搜索算法在微网多目标经济调度中的实现

4．6 算例分析

4．6．1 不同权重下微网动态经济优化调度情况

4．6．2 不同策略下微网动态经济优化调度情况

4．7 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

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