微电网典型供电模式及微电源优化配置研究

摘要

分布式发电供能系统节省了电网资源和运行费用，提高了可再生能源的利用效率，是集中电网的重要补充，但分布式电源往往受到环境条件制约和主网限制，不能很好发挥其能效优势，因此国内外学者提出微电网这一概念来解决分布式电源的并网运行问题。微电网能够最大限度地利用可再生资源，对电网而言是一个可控的单元，对用户而言能够保障供电可靠性，同时能够进行冷热电联供。针对微电网研究尚处于起步阶段，具体规划系统方法没有完全形成的现状，本文参考已有配电网的典型供电模式和规划方式，通过搜集整理国内外微电网实际工程建设相关资料，提出微电网规划建设的一般步骤和实施方案。
　　 首先提出微电网典型结构模式方法，包括微电网内部电气接线网络结构、交直流供电制式、分布式电源所在位置等等。分别从交流微电网、直流微电网和交直流微电网三个方面出发，对微电网的电压等级、接入容量和具体网架结构的选择进行研究，比较各类结构模式的应用场合和优缺点，提出适用我国的微电网结构模式，并对含微电网的配电网结构模式进行了分析。
　　 其次对我国可再生能源布局结构进行分析，包括风能、太阳能、生物质能、水能、地热能、海洋能和其他可再生能源，在调研的基础上对各类微电网供电模式进行归纳。结合调研得到的我国能源结构和经济发展国情，按照东西部城市、农村、边远地区和海岛等不同区域进行分类，对各类不同负荷特性进行分类整理，提出差异化的微电网典型供电模式，包括独立类型电源微电网，风光储微电网，小水电微电网，微型燃气轮机微电网和其他分布式电源类型的微电网，使得微电网供电模式的选择与能源结构相契合，达到因地制宜发展微电网的目的。
　　 最后针对微电网中分布式电源的优化组合问题，在已确定供电模式的典型微电网中对微电源的容量配置进行优化组合，探讨最优容量配置方法，提出优化规划的物理模型和经济模型，以某海岛风光柴储微电网为算例，详细分析岛上可再生能源和负荷情况，运用仿真软件进行分析，提出针对性的微电网配置方案，为管理决策者提供依据。

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 微电网理论和规划体系

1．2．1 微电网理论概述

1．2．2 微电网规划体系

1．3 微电网规划体系国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 课题研究工作和内容

第二章 微电网典型结构模式

2．1 微电网容量及电压等级规划

2．2 交流微电网结构模式

2．2．1 典型交流微电网结构

2．2．2 中压交流微电网结构模式

2．2．3 低压交流微电网结构模式

2．3 直流微电网结构模式

2．3．1 直流微电网规划设计

2．3．2 直流微电网母线结构

2．4 中低压交直流混合微电网

2．5 含微电网的配电网典型结构模式

2．5．1 含微电网的架空线规划

2．5．2 含微电网的电缆网规划

2．6 本章小结

第三章 基于我国能源结构分布的微电网典型供电模式

3．1 引言

3．2 微电网典型供电模式

3．2．1 独立电源类型微电网

3．2．2 风光储联合微电网

3．2．3 小水电以及抽水蓄能微电网

3．2．4 微型燃气轮机冷热电联供微电网

3．2．5 生物质能微电网

3．2．6 其他分布式电源供电模式

3．3 我国各区域供电模式选择

3．4 本章小结

第四章 各类负荷特性下的微电网供电模式

4．1 城市微电网典型供电模式研究

4．1．1 城市电网用电负荷分析

4．1．2 城市工业负荷微电网

4．1．3 城市城区负荷微电网

4．2 农村微电网典型供电模式研究

4．2．1 农村微电网规划原则

4．2．2 农村电网用电负荷分析

4．2．3 农村微电网供电模式

4．3 海岛微电网典型供电模式

4．3．1 海岛微电网用电负荷分析

4．3．2 海岛微电网供电模式

4．4 本章小结

第五章 微电网分布式电源配置优化规划

5．1 微电网容量配置方法

5．1．1 优化软件简介

5．1．2 微电源优化规划物理模型

5．1．3 微电源优化规划经济模型

5．2 典型微电网优化配置算例分析

5．2．1 用电负荷和可再生能源分析

5．2．2 微电源配置方案初选

5．2．3 微电源容量配置仿真

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表或录用的学术论文