风光储交直流混合微电网中的微电源优化配置研究

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随着社会经济的不断发展，人们对电能的需求呈现出日益增长的趋势，迫使电网规模需要不断的扩大，而大电网高经济成本、低可靠性和运行难度大的弊端也逐步凸显，与此同时，投资少，无污染，发电灵活和能源利用率高的分布式发电受到了越来越多的关注。微电网作为大电网的补充，有效地缓解了大电网出现的很多问题，很好地利用了分布式电源的优势，对系统供电可靠性的提高、能源梯级的有效利用和电网性能的改善等方面起着关键作用。可以将微电网分为交流微电网、直流微电网和交直流混合微电网。为了打破传统微电网的限制，使交流微电网及直流微电网各自的优势得到充分发挥，交直流混合微电网的发展受到了较大的重视。在交直流混合微电网的投资建设初期，微电源的选型、选址及定容至关重要。微电源的优化配置不仅能够充分合理的利用可再生能源，还可以使系统的可靠性、经济性得到提高，是交直流混合微电网能够经济可靠运行必须要解决的问题。本文结合交直流混合微电网的结构特点以及国内外的研究现状，首先对风力发电机、光伏电池、微型燃气轮机、柴油发电机以及储能装置的运行特性做了详细的介绍，并分别对其进行建模。其次，在优化配置过程中，考虑了微电网的经济性和可靠性，对交直流混合微电网建立了优化配置目标函数及其约束条件。在经济性方面，考虑了交直流混合微电网中系统的重要经济性指标，即系统的等值年投资费用，以运行成本最低为目标函数，并将微电源的安装成本、运行维护成本、设备重置成本、燃料成本以及环保折算成本作为目标函数的一部分；在可靠性方面，考虑了系统的缺电概率和能量过剩倍率等并将其以罚函数的形式计入本文的自适应函数中。对比研究了含有风力发电机、光伏阵列和储能的独立风光储交直流混合微电网微电源优化配置方案以及含有风力发电机、光伏阵列、柴油发电机和储能的风光储柴交直流混合微电网微电源优化配置方案对交直流混合微电网经济性和可靠性的影响。在模型求解上，由于基本粒子群优化算法容易早熟收敛并陷入局部最优，所以本文同时采用了一种基于遗传交叉操作的改进粒子群优化算法，并将两种优化算法分别应用到目标函数的求解当中，通过 MATLAB仿真软件进行编程，实现了对交直流混合微电网的微电源合理的优化配置。仿真结果验证了所提模型及改进算法的可行性和正确性。

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作者
张瑞云;
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作者单位

兰州理工大学;

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授予单位兰州理工大学;
学科电工理论与新技术
授予学位硕士
导师姓名张明光;
年度 2018
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类输配电工程、电力网及电力系统;水能利用、水电站工程;
关键词
交直流混合; 微电网; 电源优化;

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