微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度

姚景昆　朱妍雯　戚新波

摘要：微電網(wǎng)是以風(fēng)能、太陽能、微型燃?xì)廨啓C(jī)以及儲能裝置等發(fā)電單元組成的微型系統(tǒng)。利用粒子群算法對微電網(wǎng)系統(tǒng)中所搭建的模型求解，并運用MATLAB軟件進(jìn)行仿真，最終確定微電網(wǎng)系統(tǒng)中各個分布式電源的出力，在保證供電可靠性的前提下實現(xiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)的綜合效益最大化，最后，通過算例分析驗證了本文算法的正確性及可行性。

關(guān)鍵詞：分時段;優(yōu)化調(diào)度;綜合效益;可靠性;正確性

中圖分類號：TM734 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）05-0062-02

0 引言

當(dāng)今世界面臨著能源危機(jī)和環(huán)境污染的雙重問題，有著環(huán)境友好性的清潔能源將逐漸取代傳統(tǒng)的化石能源代替。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，用電負(fù)荷對電能的高可靠性、穩(wěn)定性及環(huán)保性的要求越來越高，傳統(tǒng)的發(fā)電方式在這方面的問題日益突出[3-5]。以分布式發(fā)電、儲能裝置和負(fù)荷組成的微電網(wǎng)系統(tǒng)與大電網(wǎng)系統(tǒng)有機(jī)的聯(lián)系起來為有效解決能源危機(jī)和環(huán)境污染問題提供了的辦法。本文主要對微電網(wǎng)在孤島和并網(wǎng)兩種運行模式下，保證用電負(fù)荷可靠性及滿足約束條件為前提，對系統(tǒng)中各分布式發(fā)電單元制定調(diào)度策略，并確定各分布式電源的最終出力，實現(xiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)的綜合效益最大化，并結(jié)合實際微電網(wǎng)案例驗證了本文算法的正確性及可行性。

3 算例分析

本文的微電網(wǎng)系統(tǒng)中各分布式電源的額定功率分別為40kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、20kW的光伏發(fā)電機(jī)組、50kW的燃料電池組、40kW的儲能裝置、65kW的微型燃汽輪機(jī)組。根據(jù)用電負(fù)荷的重要等級可將微網(wǎng)系統(tǒng)中負(fù)荷分為三個等級，其中一級負(fù)荷、二級負(fù)荷和三級負(fù)荷的額定容量分別為60kW、50kW、50kW。當(dāng)微網(wǎng)系統(tǒng)的運行模式為并網(wǎng)運行時要保障系統(tǒng)中所有負(fù)荷供電的可靠性，當(dāng)微電網(wǎng)系統(tǒng)為孤島運行，則應(yīng)滿足一級負(fù)荷供電可靠性前提下，再保證二級和三級負(fù)荷的供電。

3.1 微電網(wǎng)系統(tǒng)孤島運行時仿真分析

用改進(jìn)的粒子群算法對系統(tǒng)所組建的調(diào)度模型進(jìn)行求解，運用MATLAB軟件對微電網(wǎng)系統(tǒng)仿真。以24h作為系統(tǒng)調(diào)度的一個周期，以1h作為一個調(diào)度時段來確定各單元的出力配合。粒子群算法的參數(shù)設(shè)定：粒子個數(shù)為50。迭代上限值為200次，c1、c2均為2.0，初始慣性權(quán)重系數(shù)為0.9。

當(dāng)系統(tǒng)運行模式為孤島運行時，系統(tǒng)的運行綜合效益最大化為目標(biāo)函數(shù)，在系統(tǒng)運行時的約束條件下各發(fā)電單元進(jìn)行求解，確定各分布式電源的輸出功率如圖1所示。

微電網(wǎng)孤島運行時各發(fā)電單元所產(chǎn)生的費用因調(diào)度策略的不同而有所區(qū)別，圖2是微電網(wǎng)系統(tǒng)采用采用分時段調(diào)度和常發(fā)電費用對比圖。

3.2 微電網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)運行時仿真分析

在并網(wǎng)運行模式下，系統(tǒng)采用分時段調(diào)度各發(fā)電單元的出力如圖3所示。

在用電低谷段時的負(fù)荷的用電需求量較低，微型燃?xì)廨啓C(jī)和燃料電池開始向負(fù)荷提供電能，當(dāng)不能滿足供電的需求時，儲能裝置進(jìn)行放電，反之則從主網(wǎng)進(jìn)行購電來保證用電負(fù)荷的需求。

微電網(wǎng)系統(tǒng)并運行時采用分時段調(diào)度與常規(guī)調(diào)度的運行費用如圖3所示。

分析圖4可以看出，微電網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)運行時，采用峰、谷、平分時段調(diào)度的運行費用比采用常規(guī)調(diào)度時的運行費用低。

4 結(jié)語

本文運用改進(jìn)的粒子群算法對微電系統(tǒng)網(wǎng)進(jìn)行仿真，采用分時段優(yōu)化調(diào)度策略，確定微電網(wǎng)系統(tǒng)中各分布式電源的最優(yōu)出力，在保證的微電網(wǎng)系統(tǒng)的供電的可靠性和靈活性的同時降低了微電網(wǎng)運行成本，使得微電網(wǎng)系統(tǒng)的綜合效益最大化。

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