光储微网容量优化配置和能量管理研究

摘要

随着社会的发展，世界各国都要面临解决能源问题这大难题。因此，解决能源问题迫在眉睫。微网作为大电网的补充和分布式能源的合理调用，已经受到了高度关注。随着微网研究的不断深入，微网运行的可靠性与经济性问题亟待深入和加强。确保微网经济可靠运行微网的容量配置是前提条件，微网能量调度管理是重要保障。本文围绕这两个问题展开研究，主要研究内容如下:
　　(1)考虑蓄电池寿命折损所产生的折损费用，基于Symons假设，量化蓄电池的折损费用。针对光储独立供电微网，根据微网系统的可靠性和经济性，建立了考虑系统可靠性与经济性加权占空比的双目标优化配置模型，利用改进的遗传算法进行求解。通过仿真对比不同加权占空比下的，储能单元最优配置容量。验证了占空越大，储能单元优化配置容量越大。
　　(2)基于光储并网型微网系统，提出基于多时间尺度协调的能量调度策略，日前调度与实时调度相结合，日前调度计划，求解储能单元充放电优化模型，判断未来一天平时段蓄电池的充放电状态。实时调度计划，根据大电网的电价差，分为将全天分为峰、平、及谷三个时段，遵循日前调度的结果，并且结合当前所处时段以及监测储能单元实时的荷电状态，采用不同的调度策略，通过算例分析，验证了所提出的方法在保障可靠性的前提下，提高了经济性，延长储能单元的寿命，同时还有助于“削峰填谷”。
　　(3)基于光储柴孤岛型微网系统，提出基于多时间尺度协调的能量调度策略，日前调度与实时调度相结合，日前调度计划，求解柴油发电机启停优化模型，判断未来一天柴油发电机的启停状态。实时调度计划，将储能单元的荷电状态划分为5个区间，遵循日前调度的结果，并且结合当前柴油机启停状态以及监测储能单元实时的荷电状态，采用不同的调度策略，通过算例对比，验证了本文所提出的能量调度策略不仅提高了系统运行的可靠性，还减少了储能单元的频繁充放电，延长储能单元的寿命。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 微网国内外发展现状

1．2．2 微网容量配置研究现状

1．2．3 微网能量管理研究现状

1．3 本文主要研究内容

第二章 微网系统储能的容量优化配置

2．1 光储微网系统结构

2．2 微电网规划的评价指标

2．2．1 可靠性指标

2．2．2 经济性指标

2．3 储能单元的寿命影响因素分析

2．3．1 储能单元的特性研究

2．3．2 充放电对储能单元寿命影响量化分析

2．4．1 考虑储能单元寿命折损的经济模型

2．4．2 考虑供电可靠性模型

2．4．3 综合考虑经济性和可靠性加权占空比模型

2．5 基于改进遗传算法的储能单元容量优化配置流程

2．6 算例分析

2．6．1 数据基础

2．6．2 结果分析

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 微网并网运行协调调度策略

3．1．1 日前调度储能充放电优化模型

3．1．2 实时调度考虑储能折损优化策略

3．2．1 储能过充状态下能量优化模型

3．2．2 储能安全区内放电优化模型

3．2．3 储能安全区内充电优化模型

3．2．4 储能过放状态下能量优化模型

3．3 算例分析

3．3．1 数据基础

3．3．2 结果分析

3．4 总结

第四章 孤岛运行条件下的微网能量管理策略

4．1 柴油机的发电成本特性

4．2 微网孤岛运行协调调度策略

4．2．1 日前调度柴油机启停优化模型

4．2．2 实时调度考虑稳频稳压优化策略

4．3 微网孤岛实时运行能量优化模型

4．3．1 柴油机开机状态下的能量优化模型

4．3．2 柴油机关机状态下的能量优化模型

4．4 算例仿真

4．4．1 基础数据

4．4．2 结果分析

4．5 总结

第五章 总结与展望

5．1 研究工作总结

5．2 后续工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术成果