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【探究】微电网典型特征及关键技术(图)

2015-07-23 13:56来源:电力系统自动化关键词:微电网分布式电源储能收藏点赞

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2)优化设计建模

微电网优化设计建模是指在满足用户/负荷需求和系统稳定运行的前提下,从技术、经济和环境等方面选取适当的决策变量、优化目标和相应的约束条件,建立科学完整的数学模型.微电网优化设计建模一般分为如下3个步骤.

步骤1:确定决策变量.分布式电源的种类、容量、个数和安装位置常被选作为决策变量.此外,微电网的不同运行控制策略及一些控制参数变量也可作为决策变量,这是由于微电网的运行控制策略对优化设计结果会产生较大影响.

步骤2:建立目标函数.建立微电网优化设计的目标函数时,主要考虑经济性、可靠性和环保性这3个方面的优化目标.经济性目标主要包括设备购置成本、燃料费用、设备维护费用、设备置换费用、净现值和残值等;可靠性目标可以是电力不足时间概率(LOLP)或电力不足时间期望(LOLE)或负荷缺电概率(LPSP);环保性目标则为温室气体的排放量,如NOx,SO2和CO2.在微电网优化设计研究中,优化目标可以是上述目标中的单个或多个的集合.当采用多目标优化时,可以考虑经济性、环保性和可靠性等目标的不同组合,进行比较分析并选取恰当的优化方案.而采用单一目标优化时,则有3种不同的方法:①仅考虑单一的经济性目标,而可靠性指标和环保性指标则作为约束条件;②环保性目标按排放惩罚费用折算为相应的经济性费用,并连同其他经济性费用建立统一的经济性目标函数,而可靠性指标则作为约束条件;③可靠性指标按缺电损失折算为经济费用,环保性目标按排放惩罚费用折算为经济费用,再联合其他经济费用而建立单一的经济性目标函数.

步骤3:设定约束条件.约束条件主要针对微网系统和各分布式电源的正常运行控制条件而建立的,主要包括有系统功率平衡约束、机组运行约束(包括出力上下限限制、爬坡率限制、最小启停时间限制等)、储能容量及充放电功率约束、系统备用容量约束以及系统可靠性约束等.

3)优化算法

优化算法是求解微电网优化设计问题的一种重要工具.由微电网优化设计的数学模型可知,微电网的优化设计属于非线性优化问题.因此,国内外研究学者通常采用遗传算法、模拟退火算法和进化规划法或各自的改进算法等各种人工智能算法对微电网的优化设计进行求解.相对于求解过程复杂和计算时间长的传统经典算法,具有操作简便、计算效率高和鲁棒性强等优点的人工智能算法更受欢迎.在选择优化算法时,应根据优化目标的多寡、优化模型的复杂程度以及客户关注点(运算效率或计算精度)等方面,合理选择相应的求解算法.

2.2微电网的运行控制

微电网的运行控制是微电网技术的研究核心和热点问题.微电网的运行控制与传统电力系统有着显著的不同,主要是与系统内分布式电源的种类、渗透深度、功率输出特性、控制策略和方法、不同负荷特性(可中断负荷和不可中断负荷)、系统的运行模式和结构模式、能量管理要求以及电能质量、经济性、安全性、可靠性等有关.这使得传统的控制方法已经不适应于微电网的运行控制,因此微电网需要有一套全新的、科学有效的运行控制方法和机制对系统内各分布式单元进行协调控制,能够根据特定要求来满足微电网分别在孤网运行、并网运行,以及两种运行方式间切换时的不同运行要求,实现并保证整个系统的安全稳定运行.针对微电网运行控制的特点,应从单元级的分布式电源控制和系统级的微电网控制两个方面进行研究,才能科学准确的理解和掌握微电网的运行控制技术.分布式电源控制方法主要包含下垂控制(Droop控制)、恒功率控制(PQ控制)和恒压恒频控制(Vf控制)3种控制方法,在选择具体控制方法时,应综合考虑该分布式电源自身的出力特性以及其入网的目的和作用,微电网系统的整体控制模式等因素,做出相应的合理选择.微电网系统整体控制主要包括主从控制(masterGslave)和对等控制(peerGtoGpeer)2种典型的基本控制模式,以及将主从控制和对等控制相结合的综合控制模式.目前,对等控制模式和综合控制模式的微电网仍停留在实验室研究阶段,而主从控制模式是技术最成熟且应用最广泛的一种微电网控制模式.大量的研究文献和一系列微电网示范工程项目表明:含多种分布式电源的主从控制结构微电网通常采用分层控制策略来实现系统的正常运行控制.

原标题:微电网典型特征及关键技术
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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