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分布式经济

分布式经济（精选十篇）

分布式经济篇1

充分利用光能、风能等新能源发电对于调整能源结构、解决边远地区用电、减小资本风险、保护环境、进行生态建设等具有重要意义[1,2,3]。发改委提出“十二五”期间仍要积极发展清洁能源。国外已有一些学者对微网的经济调度进行了研究。

文献[4]均进行了以微型燃气轮机和燃料电池为主的微网的运行经济性研究。在一些文献中,微网总容量很小,但微电源种类较多,实际中具体某地是否适用种类繁多的微电源仍待探讨。有文献因风机的输出功率随风速的变化很大,为简化分析而将其出力设为定值,因此结果精确性有待提高。现在专门针对不含微型燃气轮机、柴油发电机而以风机、光伏电池为主的出力随季节、气候、温度波动很大的微电源所构成的微电网的运行经济性优化问题的文章还较少。

本文的主要目标是利用实际风光、负荷和微网运行成本数据,以一天为一个优化周期,在满足各项约束、保证整个微网安全运行的前提下,以经济运行、环保减排和可靠性为原则,建立以最小化运行维护成本、最小化污染气体排放量、最小化容量短缺和最小化未满足负荷等四个优化子目标作为微电网系统的优化函数。通过选取一年中的两种典型日为算例,利用小生境遗传算法进行求解,确定了风光的日发电量、储能装置电能的日储放量以及从主网的日购售电量,从而实现一天内微电网经济调度运行成本最低,验证了所提调度策略的正确性与有效性。

2微电网多目标优化模型

2.1目标函数一:运行及维护成本

其中,m是总微电源数;COMj是微电网中第j个元件的运行维护成本;Pj是第j个微电源在时段t的有功出

力;Kom,j为运行维护系数;Sgrid是微电网与主网之间每小时的交换电量,以微网向主网购电为正,售电为负;Ch是分时电价。

2.2目标函数二:污染气体排放量

2.3目标函数三:容量短缺

其中,PS(t)是系统所需的总运行备用;PSact(t)是系统实际的总运行备用;ΔPS(t)是系统运行备用差额;Ppv(t)是光伏组件的当前输出;Pwt(t)是风机的当前输出;Pload(t)是当前负荷;a是光伏组件的运行备用系数;b是风机的运行备用系数;c是负荷的运行备用系数。a、b、c取值参照文献[5]。

2.4目标函数四:未满足负荷

其中,Pgrid.buy(t)是当前从主网所购功率;Pbattery(t)是当前蓄电池输入功率;Punmet是未满足负荷。

2.5约束条件

其中,PDGj是第j个微电源的出力;PDGjmin是第j个微电源的最小出力限制;PDGjmax是第j个微电源的最大出力限制;Pgrid是交换功率,主网流向微网为正,微网流向主网为负。

3多目标函数的转换

3.1单目标函数转换

各污染物的惩罚标准参照文献[6]。容量短缺费用与停电损失费用参照文献[7]。则统一量纲后的综合单目标函数为:

其中,σi为第i个子目标的权重;C2i为各污染气体惩罚;k为污染气体种类数量;C3为容量短缺惩罚;C4为未满足负荷惩罚。

3.2基于模糊标度、隶属度的权重向量确定

本文将微电网系统的净现值最低,即F1作为最重要的等级,在最大年容量短缺小于1%的前提下,取环境效益F2的重要性等级在F3和F4之上。对比文献[8]所提的语气算子与对重要性的相对隶属度关系,逐一判断F1与

F2、F3、F4之间的语气算子关系,并进行归一化处理。

4调度策略及其求解

4.1调度策略

并网情况下,风机与光伏发电组件一般实行最大功率跟踪策略,蓄电池进行盈亏调节,并同时监测蓄电池的充放电状态。所发电量首先满足微网内部负荷,多余电量充入蓄电池,当蓄电池充满后则向主网出售。若微电源出力之和不仅满足内部负荷和蓄电池,并且剩余功率超过最大售电功率,那么风机与光伏组件均由MPPT模式转入PQ控制,按当前各微电源出力比例减小其出力。若蓄电池满发或者达到放电下限仍无法满足负荷所需,则向主网购电。孤网情况下,蓄电池转入V/f控制,为微电网提供电压与频率支撑。风光均转入PQ控制。当风光蓄电无法满足所有负荷时,则依负荷重要性等级,先从次要负荷开始切除;当蓄电池已充满而风光出力过剩时,则仍按上述弃风弃光。为保证即使突发故障使微网转入孤网状态仍能安全运行,蓄电池SOC在并网情况下低于50%并仍持续放电的情况下,向主网购电充电。购电和售电电价参照文献[4]。

4.2基于小生境的遗传算法

小生境技术具有相对简单、通用和有效的特性,它可促使群体内个体间的协同合作,使算法易于找出优化问题的所有局部最优解和全局最优解。在遗传算法基础上引入小生境技术,不影响遗传算法的原有特点,既维持了群体的多样性,又可提高遗传算法处理多峰值优化问题的能力。

5算例分析