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4.2 优化调度方法
微电网的调度策略可划分为优化策略和启发式策略。前者根据优化目标自行决定系统运行方案,后者一般针对有限的系统运行模式按照给定的调度逻辑确定调度方案。优化策略一般能获得比启发式策略更理想的优化效果,但在实际工程实施时,由于各种不确定性因素的存在,可能会弱化优化的效果。由于微电网调度优化问题是一个复杂的实际工程问题,在制定调度策略时要综合考虑系统随机、多目标等自身特性[19],特别是针对冷/热/电联供系统进行优化时还需考虑到策略实施的延时性对优化结果的影响[20]。当在规划设计阶段考虑优化调度策略问题时,需根据规划设计方案制定更合理的优化调度策略[9]。
在微电网运行优化过程中,最常用的目标为经济目标和环境目标。经济目标主要实现微电网的运行成本和设备折旧成本最低;环境目标主要是实现微电网环境效益最大化。微电网运行优化模型中的约束条件包括系统功率平衡方程、设备本身的发电特性约束、资源环境条件约束、微电网与配电网之间的交换功率约束、储能系统荷电状态约束、系统旋转储备约束等。并网型微电网和孤立型微电网的目标函数和约束条件有所不同。并网型微电网中应考虑配电网向微电网的供电费用和旋转储备费用,以及微电网向电网供电的回购收益:约束条件中,功率平衡方程和旋转储备约束中包含配电网的部分。而孤立型微电网中,需要微电网内部电源满足负荷和旋转储备的要求,优化目标和约束条件中不含配电网的部分,优化模型相对简单。
当进行多目标优化时,由于不同目标之间可能存在冲突,这就需要充分根据系统实际情况,因地制宜地对系统优化运行的目标进行协调,实现微电网综合价值的最大化。以经济和环境两个目标为例,可将环保目标转化为经济性目标进行处理,如采用碳关税对二氧化碳排放进行经济惩罚,该方法实际是将多目标问题转化为单目标问题进行处理[21]。对于不能直接转化的目标,可以选取一个基准方案,使用与基准方案目标值的比值,将各目标转化为无量纲的数值,然后通过加权平均的方法转化为单目标问题[22]。另一种方法是采用多目标方法进行处理,要求找到由非占优解空间构成的Pareto 解,采用博弈论方法等找到前沿中适合该问题的最优解[23]。
随着微电网的发展,其能量管理系统的功能也将不断发展和完善。从未来微电网“即插即用”功能的要求出发,微电网能量管理系统还要具备适应新设备接入和系统扩展的能力,因此对其通用性和鲁棒性提出了更高要求。微电网的能量管理系统实际可以看作是智能配电系统能量管理系统的重要组成部分,随着配电网中分布式电源与微电网接入数量的增加,需要更加综合性的能量管理系统,以支持分布式电源、微电网、配电系统的协调优化运行,这也是未来能量管理系统的重要发展方向。
5微电网保护与控制
5.1 微电网保护
微电网保护涉及的故障情况可分为微电网外部故障和微电网内部故障。其中,微电网内部故障在微电网并网运行和孤立运行两种模式下,所呈现的故障特性及所采取的保护方法又有所不同,且与微电网内分布式电源的控制方式紧密相关。
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