基于经济效益评估的微网运行优化策略

摘要

近年来，随着我国国民经济的持续快速发展，现代电力需求的急速增加带来了诸如能源短缺，环境污染以及电网系统老化等问题。这使得保证电网系统安全稳定运行，调整优化能源使用结构，构建可再生能源体系成为近年来发展的主要趋势。微网作为分布式能源的有效载体，不仅可以促进非可再生能源与可再生能源的梯级利用，提高电网系统供电稳定性，而且在运行过程中具有较高的经济效益，因此得到了广泛应用。
　　首先，本文介绍了微网的结构组成、能源管理方式及其运行机制和国内外的发展研究现状。针对目前中国对分布式能源系统和微网的应用，以及国外较为先进的能源管理方式和微网运行模式做了详细研究和分析。
　　其次，本文根据微网内部发电设备的使用特性对发电设备进行分类，并对发电设备的工作原理及运行成本进行数学描述，对可再生能源发电设备的发电功率进行预测；进一步，在综合考虑各类设备运行成本的基础上，建立以经济效益为目标函数，以微网安全运行为约束条件的优化问题，从而获得最优的孤网-并网模式切换策略，即每小时微网的最优运行模式（并网或孤网模式）；然后，在MATLAB平台上利用遗传算法对模式切换策略的经济性和安全性进行仿真验证，结果显示该策略可以更好地节约运行成本，并且保证微网能够安全稳定地运行。
　　最后，在获得每小时最优运行模式的基础上，结合微网不同设备的使用特性，以每十分钟为考察区间，设计了微网在最优运行模式时的设备优化调度策略；进一步，本文讨论了微网运行在不同模式时，碳排放对微网运行经济性和设备调度的影响；然后，在MATLAB平台上利用遗传算法对设备优化调度策略以及碳排放的影响进行仿真验证。算例分析表明，可以通过优化各类设备的调度，实现微网的最优运行，并且保证微网的安全稳定，节约运行成本；同时，本文考虑碳排放对运行成本的影响，尽量减少非可再生能源发电设备的输出功率，从而节约微网运行时产生的碳排放成本。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究现状与发展前景

1.3 课题主要研究内容

第二章 微网能量管理及设备成本分析

2.1 引言

2.2 微网能量管理系统

2.3 微网设备使用特性分析

2.4 设备分类及成本分析

2.5 设备的运行维护成本

2.6 燃料成本

2.7 碳排放成本

2.8 总结

第三章 考虑模式切换的微网运行经济性研究

3.1 引言

3.2 短期风速、日照辐射的预测

3.3 微网的运行模式

3.4 微网运行优化模型设计

3.5 仿真实验及结果分析

3.6 本章小结

第四章 不同模式下微网运行的设备调度策略

4.1 引言

4.2 微网调度策略基本原理

4.3 可再生能源的不确定性对设备调度的影响

4.4 微网设备优化调度模型设计

4.5 碳排放对微网运行经济效益的影响

4.6 仿真实验及结果分析

4.7 本章小结

第五章 全文总结与展望

5.1 全文总结

5.2 后续工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果