基于光储柴的微网能量管理研究

摘要

作为分布式电源的一种高效组织形式，微网不仅可以协调大电网与分布式电源之间的矛盾，而且能充分挖掘各分布式发电的优势，为用户带来多方面的效益。这正是微网吸引用户并得以推广的关键因素，而微网能量优化管理是实现这一关键因素的重要保障。
　　本文对微网能量管理进行研究，主要研究内容如下:
　　(1)建立PSO-SVM组合预测模型，对光伏发电及负荷功率进行预测，并与单一SVM预测模型的预测结果对比分析，得出PSO对SVM惩罚参数C和核参数σ进行优化能够提高预测精度的结论。
　　(2)基于光储柴微网系统，提出了并网运行条件下微网实时能量管理策略。首先将全天分为峰、平、谷三种时域，在不同的时域采用不同的调度策略，并设计储能装置的充电以及放电惩罚系数，引导储能装置对大电网进行削峰填谷;在储能装置充放电过程中，设计储能装置最大充电功率约束因子和最大放电功率约束因子，以降低储能装置由于过度充电和深度放电对其使用寿命造成的不良影响。通过算例分析验证了所提并网运行模式下微网能量管理策略在对大电网进行削峰填谷的同时，能够实现微网经济运行。
　　(3)根据光储柴独立微网系统的运行特点，提出了孤岛运行模式下微网实时能量管理方案。该方案由实时优化调度层和柴油发电机状态控制层组成。实时优化调度层中，根据储能装置SOE采用不同的调度策略，当备用电源柴油发电机关闭时，对非电压/频率支撑单元储能装置提出考虑自身容量和SOE的功率分配原则，防止储能装置之间出现功率环流;柴油发电机状态控制层遵行实时优化调度层的功率指令，考虑柴油发电机计划开机时间对其进行控制，保证负荷不间断供电。通过算例验证所提方案不仅能保证孤岛型微网可靠、经济运行，而且降低微网系统对充当电压/频率支撑单元的储能装置的容量需求。
　　(4)针对现有对微网能量管理算法可行性验证存在方式单一、不贴近实际工程的局限性，设计了微网能量管理模拟测试平台。该平台包括微网管理层、微网协调层以及基于LABVIEW软件的微网执行层。微网管理层通过微网协调层的微网中央控制系统，对基于LABVIEW的微网执行层进行调度。最后通过实验验证所提微网能量管理模拟测试平台不仅能够验证微网能量管理算法的可行性，而且能够验证微网实际硬件通信条件是否满足，大大降低微网能量管理算法在初始投入实际工程应用中的测试工作量。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 课题国内外发展现状

1．2．1 微网国内外发展现状

1．2．2 微网能量管理研究现状

1．3 论文的主要工作

第二章 基于PSO-SVM模型的光伏发电以及负荷功率短期预测

2．1 引言

2．2 支持向量机

2．3 粒子群优化算法

2．4 光伏出力以及负荷功率的预测模型

2．4．1 负荷功率预测模型建立

2．4．2 光伏功率预测模型建立

2．5 数据预处理与误差评估方法

2．5．1 数据的处理

2．5．2 误差评估方法

2．6 仿真分析

2．6．1 负荷功率预测仿真

2．6．2 光伏出力预测仿真

2．7 总结

第三章 并网运行条件下的微网能量管理策略

3．1 引言

3．2 分布式发电单元的特性和数学模型

3．2．1 光伏发电单元

3．2．2 储能单元

3．2．3 柴油发电机

3．3 并网运行条件下的微网能量管理策略

3．4 并网运行条件下的微网能量优化模型

3．4．1 能量优化模型一

3．4．2 能量优化模型二

3．4．3 能量优化模型三

3．4．3 能量优化模型四

3．5 算例仿真分析

3．5．1 数据基础

3．5．2 结果分析

3．6 本章小结

第四章 孤岛运行条件下的微网能量管理策略

4．1 引言

4．2 基于分层思想的孤岛运行模式下微网实时能量管理策略

4．2．1 策略思想

4．2．2 实时优化调度层

4．2．3 能量优化模型

4．2．3 柴油发电机状态控制层

4．3 算例仿真

4．3．1 基础数据

4．3．2 结果分析

4．4 总结

第五章 微网能量管理模拟测试平台

5．1 引言

5．2 微网能量管理测试平台的设计

5．3 微网管理层

5．4 基于LABVIEW的微网执行层

5．5 实验验证

5．6 总结

第六章 总结与展望

6．1 研究工作总结

6．2 后续工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术成果