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2)基于机会约束规划的备用容量优化模型
由于风速的随机性和不确定性,导致风电机组提供的一次调频备用容量不能时刻满足系统需求。在极端情况下,风电机组无法提供一次调频备用。若按此极端情况配置储能容量,虽然能够满足系统调频需求,但会使微电网系统运行成本大幅提升。本文选择机会约束规划来解决微电网一次调频容量优化配置问题,使微电网一次调频容量配置问题的目标函数最优值与约束条件之间取得合理的平衡。
模型目标函数:一次调频备用能够减小频率波动,但需要增加微电网的运行成本。本文微电网中风电系统和柴油机共同参与系统一次频率调节,因此主要将风电机组调频备用成本、储能成本、柴油机一次调频备用成本三部分计入目标函数,在维持频率稳定的前提下,使一次调频备用成本最小。
约束条件:根据机组静态频率特性,调差系数定决定了机组在负荷改变时参与一次频率的能力。因此将风力发电机、柴油机、光伏发电机组三个微电源等效为一台等值电机参与微电网一次调频,并考虑等值电机调差系数机会约束、风电系统调差系数机会约束、柴油机调差系数机会约束和储能装置荷电状态约束。
3)混合智能算法求解机会约束规划模型
本文使用概率估计算法和悲观值算法两种随机仿真算法产生输入输出样本,利用这些样本训练BP神经网络逼近随机函数,然后用通过权重改进的线性递减粒子群算法求解这个最优化问题。
4)优化结果
取约束置信度为90%,优化迭代次数为300次时的微电网一次调频备用优化配置结果如图2所示。
根据优化结果,按照平均风速9m/s,风电机组减载25.6%运行,风电机组提供的备用容量为317.61kW,风电系统提供的备用容量平均为650.57kW。若风电机组的一次调频备用全部由储能提供,则备用成本将增加91.7%。因此,本文提出的风储联合调频一次备用配置方法在增强微电网一次调频能力的同时又大幅降低了一次调频备用的成本。
置信度在60%~100%范围内取值时,微电网一次调频备用成本及各优化变量的优化结果如图3所示。
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