微電網優化調度

姚景昆　朱妍雯　戚新波

摘要：微電網是以風能、太陽能、微型燃氣輪機以及儲能裝置等發電單元組成的微型系統。利用粒子群算法對微電網系統中所搭建的模型求解，并運用MATLAB軟件進行仿真，最終確定微電網系統中各個分布式電源的出力，在保證供電可靠性的前提下實現微電網系統的綜合效益最大化，最后，通過算例分析驗證了本文算法的正確性及可行性。

關鍵詞：分時段;優化調度;綜合效益;可靠性;正確性

中圖分類號：TM734 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）05-0062-02

0 引言

當今世界面臨著能源危機和環境污染的雙重問題，有著環境友好性的清潔能源將逐漸取代傳統的化石能源代替。隨著經濟的發展和社會的進步，用電負荷對電能的高可靠性、穩定性及環保性的要求越來越高，傳統的發電方式在這方面的問題日益突出[3-5]。以分布式發電、儲能裝置和負荷組成的微電網系統與大電網系統有機的聯系起來為有效解決能源危機和環境污染問題提供了的辦法。本文主要對微電網在孤島和并網兩種運行模式下，保證用電負荷可靠性及滿足約束條件為前提，對系統中各分布式發電單元制定調度策略，并確定各分布式電源的最終出力，實現微電網系統的綜合效益最大化，并結合實際微電網案例驗證了本文算法的正確性及可行性。

3 算例分析

本文的微電網系統中各分布式電源的額定功率分別為40kW風力發電機組、20kW的光伏發電機組、50kW的燃料電池組、40kW的儲能裝置、65kW的微型燃汽輪機組。根據用電負荷的重要等級可將微網系統中負荷分為三個等級，其中一級負荷、二級負荷和三級負荷的額定容量分別為60kW、50kW、50kW。當微網系統的運行模式為并網運行時要保障系統中所有負荷供電的可靠性，當微電網系統為孤島運行，則應滿足一級負荷供電可靠性前提下，再保證二級和三級負荷的供電。

3.1 微電網系統孤島運行時仿真分析

用改進的粒子群算法對系統所組建的調度模型進行求解，運用MATLAB軟件對微電網系統仿真。以24h作為系統調度的一個周期，以1h作為一個調度時段來確定各單元的出力配合。粒子群算法的參數設定：粒子個數為50。迭代上限值為200次，c1、c2均為2.0，初始慣性權重系數為0.9。

當系統運行模式為孤島運行時，系統的運行綜合效益最大化為目標函數，在系統運行時的約束條件下各發電單元進行求解，確定各分布式電源的輸出功率如圖1所示。

微電網孤島運行時各發電單元所產生的費用因調度策略的不同而有所區別，圖2是微電網系統采用采用分時段調度和常發電費用對比圖。

3.2 微電網系統并網運行時仿真分析

在并網運行模式下，系統采用分時段調度各發電單元的出力如圖3所示。

在用電低谷段時的負荷的用電需求量較低，微型燃氣輪機和燃料電池開始向負荷提供電能，當不能滿足供電的需求時，儲能裝置進行放電，反之則從主網進行購電來保證用電負荷的需求。

微電網系統并運行時采用分時段調度與常規調度的運行費用如圖3所示。

分析圖4可以看出，微電網系統并網運行時，采用峰、谷、平分時段調度的運行費用比采用常規調度時的運行費用低。

4 結語

本文運用改進的粒子群算法對微電系統網進行仿真，采用分時段優化調度策略，確定微電網系統中各分布式電源的最優出力，在保證的微電網系統的供電的可靠性和靈活性的同時降低了微電網運行成本，使得微電網系統的綜合效益最大化。

參考文獻

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