不確定環境下獨立微網系統的最佳化規劃設計方法研究

《不確定環境下獨立微網系統的最佳化規劃設計方法研究》是依託天津大學，由郭力擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：不確定環境下獨立微網系統的最佳化規劃設計方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：郭力
• 依託單位：天津大學

項目摘要

如何科學的開展獨立微網系統的最佳化規劃設計是確保獨立微網系統可靠、經濟運行的關鍵問題。本項目擬針對這一問題，從獨立微網系統的最佳化規劃設計目標出發，在充分計及負荷、可再生能源資源和市場環境不確定性，分散式發電供能系統運行特性的多樣性，獨立微網高級能量管理策略的複雜性基礎上，運用不確定性數學規劃理論和可靠性分析理論，研究不確定環境下獨立微網系統綜合能源最佳化規劃設計方法，獨立微網全系統可靠性評估方法和提高措施，獨立微網全系統不確定兩層最佳化規劃設計方法，建立最佳化規劃數學模型，最終獲得能夠滿足用戶冷、熱、電、氣等多種能源需求、滿足系統運行約束和負荷可靠性指標約束、包含分散式發電供能系統的獨立微網系統規劃設計方案。

結題摘要

在我國許多偏遠地區和獨立海島上，受地理條件的限制，建設與大電網互聯的常規配電系統顯得很不合理，多採用以柴油發電機為主電源的供電模式，具有可靠性低、費用昂貴、污染環境等缺點。居民的生產、生活用電量的日益增加與薄弱的發配電系統之間的不平衡成為制約當地社會整體和諧發展的重要因素之一，綜合用能問題亟待解決。本項目在此背景下展開，主要研究內容包括不確定性環境下獨立微網系統的綜合能源多目標最佳化規劃設計方法，獨立微網全系統可靠性評估方法和改進措施，獨立微網全系統兩層不確定最佳化規劃設計方法。已經取得的研究成果集中於微網的運行調度問題和規劃設計問題。在多能源調度策略上，針對一個典型的冷熱電型微網系統，建立了以日運行費用最小為最佳化目標的最佳化調度模型，從而實現了整個系統的最優運行；圍繞風光柴儲獨立微網系統提出了一種基於超短期預測的實時調度方法，可以有效增大風能利用率，減少系統柴油消耗量，從而降低了系統的運行費用。在規劃設計方面，提出了微網系統的多目標最佳化設計雙層模型，以微網經濟性、供電可靠性、環保性等經濟技術指標作為最佳化目標，最佳化過程中包括外層容量最佳化模組和內層最佳化調度與協調控制模組，在規劃設計中兼顧了運行策略對於規劃結果的影響，同時在研究過程中發現，微網的不同目標之間，如經濟性與環保性、經濟性與供電可靠性之間，存在矛盾性，微網的投資建設應從不同目標之間綜合考慮；建立了可再生資源與負荷的隨機性模型，提出了以獨立微網系統供電可靠性為約束指標的隨機機會約束規劃模型，通過計算機率性指標，降低了不確定性因素對於規劃結果準確性的影響程度；提出了適用於中壓獨立微電網的可靠性評估方法，採用分區建模的方法降低了系統可靠性建模的複雜性，並在此基礎上提出了計及可再生資源隨機性、負荷波動性與元件失效不確定性因素的中壓獨立微電網電池儲能最佳化規劃設計方法，相比傳統規劃設計方法，規劃結果考慮了中壓網路內的電壓約束、無功潮流約束等條件，更加具有實際操作性。通過本項目的開展，提出了不確定環境下能夠有效計及獨立微網系統控制策略，反映冷、熱、電、氣各子系統能量平衡的獨立微網系統綜合能源最佳化規劃數學模型，可對獨立微網內的多種分散式發電供能系統進行最佳化組合。項目研究成果已經在國內外多個獨立微網示範系統中得到了一定套用，取得了一定經濟效益。