含可再生能源发电的低碳微网电源规划研究

摘要

可再生能源发电发展迅速，但具有间歇性，为减少其并网时对大电网的冲击，提高其稳定性，将可再生能源发电以微网形式接入电网是其并网的主要形式之一。而储能系统是微网必不可少的一部分，是微网改善电能质量、安全可靠运行的关键。针对微网电源规划问题，本文进行了计及经济性的微网中可再生能源规划研究以及储能系统的优化配置，主要内容如下:
　　首先，本文针对并网光储微网系统电源规划问题，建立以生命周期净收益最大为目标的微网电源规划模型，采用粒子群算法对模型进行求解，并通过对上海某地区实际数据进行仿真分析，计算出该地区并网光储微网系统的规划结果及其经济效益。同时，建立不同投融资模式下的并网光储微网系统电源规划模型，计算并对比分析不同投融资模式下并网光储微网系统的经济效益。
　　其次，针对离网微网系统中储能系统需要频繁出力的特点，为提高储能系统使用寿命，在已知风电与光伏装机容量的情况下，建立以储能系统年平均成本为目标函数的计及经济性评估的微网混合储能系统配置模型，基于改进经验模态分解算法配置由电池一超级电容器所构成的混合储能系统，减少电池充放电次数，延长其使用寿命。
　　最后，综合上述的研究成果，利用Matlab GUI图形界面开发了微网电源规划应用软件，并将其编译成为独立可执行文件。该软件具有良好的通用性和交互性，可用于不同微网电源规划、混合储能系统规划与储能系统经济性分析。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景及意义

1．2 国内外研究发展现状

1．2．1 分布式发电与微网

1．2．2 微网电源规划研究现状

1．2．3 混合储能技术

1．2．4 混合储能技术在微网中的应用

1．3 本文的主要研究内容

第2章 不同投融资模式下的并网微网系统电源规划

2．1 并网光储微网系统结构与储能出力策略

2．1．1 井网光储微网系统结构

2．1．2 分时电价与用电负荷

2．1．3 并网光储微网系统储能出力策略

2．2 并网光储微网系统成本／效益分析

2．2．1 成本／效益分析理论

2．2．2 并网光储微网系统成本分析

2．2．3 并网光储微网系统收益分析

2．3 微网投融资模式分析与建模

2．3．1 光储系统或微网投融资概况

2．3．2 微网不同投融资模式

2．3．3 微网不同投融资模式建模

2．4 人工智能算法

2．4．1 遗传算法

2．4．2 人工鱼群算法

2．4．3 粒子群算法

2．4．4 算法对比

2．5 算例分析

2．5．1 负荷情况与光伏出力分析

2．5．2 边界条件与计算参数

2．5．3 并网光储微网系统规划结果

2．6 本章小结

第3章 计及经济性的离网微网储能电站规划

3．1 微网中功率平衡关系与储能系统容量配置

3．1．1 微网功率平衡关系

3．1．2 微网储能系统出力

3．1．3 基于核密度估计法的储能系统容量配置

3．1．4 微网储能系统额定功率的确定

3．1．5 微网储能系统额定容量的确定

3．1．6 储能系统寿命与成本分析

3．2 基于EEMD的微网混合储能系统规划模型

3．2．1 经验模态分解理论

3．2．2 EEMD滤波原理

3．2．3 计及经济性的微网储能系统优化配置

3．3 算例分析

3．4 本章小结

第4章 基于Matlab GUI的微网电源规划软件开发

4．1 MATLAB GUI简介

4．2 初始界面的设计与实现

4．2．1 初始界面的设计

4．2．2 功能实现

4．3 功能界面的设计与实现

4．3．1 功能界面的设计

4．3．2 功能模块的实现

4．4 软件编译发布

4．5 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢