学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

分布式电源的优化调度

作　者: 杨为
导　师: 丁明
学　校: 合肥工业大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 分布式发电微网能量优化管理遗传算法动态规划软件支撑平台高级应用软件
分类号: TM61
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 1242次
引　用: 16次
阅　读: 论文下载

内容摘要

诸如光伏发电、风力发电等分布式发电单元具有清洁无污染等优点,是未来解决能源和环境问题的重要途径之一。将分布式能源和负载看成一个可控制的系统形成一个区域性的微网,这种系统的观点有效的解决了不可控的分布式单元并网渗透率的问题,大大促进了分布式发电的发展,目前世界各国都将微网作为智能电网发展方向之一。研究分布式发电系统能量优化管理的模型、调度策略和算法,有助于提高系统运行的经济性和效率,同时减少CO2的排放量,也有利于提供定制的电能服务。经济运行是微网是否推向市场化的关键因素之一。目前对微网内单元模型的研究已开展了大量工作,然而对系统能量优化管理等问题的研究却较少。在对风力发电机组、光伏发电系统、燃料电池、柴油机等单元级发电特性模型研究的基础上,该文建立各种分布式电源稳态计算模型,并探讨了它们的并网调度特性。基于并网及孤岛运行模式,提出了微网的多目标能量优化管理模型和调度策略,并用遗传算法分别求取系统运行费用最小、环境效益最大和综合效益最好下的各发电单元出力。重点研究了运行模式、可再生能源竞争力、市场政策和需求侧管理等因素对于能量优化调度出力的影响。算例表明,文中提出的模型、策略及方法是合理的。从动态系统最优控制的角度,分析了含储能单元的微网能量控制问题。建立了微网系统多时段能量控制的模型,并设计出相应的动态规划算法,最后通过算例验证了模型和算法。依托合肥工业大学分布式发电实验室,文中采用集中分层控制的思想,初步设计开发了微网能量管理系统(MG-EMS)。已设计的微网实验室结构可根据实验需要自由改变,针对微网并网及孤岛运行、储能单元作用的研究等情况,提出了4种典型的微网能量管理系统硬件结构。遵守IEC 61970等国际标准,利用公共对象请求代理体现结构(CORBA)、图模库一体化(IGML)、ActiveX等技术,设计并初步开发了MG-EMS的软件支撑平台,主要包括分布式网络通信层、数据库层和公共服务层等。考虑了微网特有的特点,提出了MG-EMS高级应用软件开发方法,并已完成部分高级应用软件(如,微网经济调度软件模块)的开发工作。在微网子系统的正常运行中,支撑平台和部分高级应用软件的正确性得到了验证。相关实验及结果为微网理论研究和工程实践打下了坚实的基础。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
致谢  8-13
第一章绪论  13-22
  1.1 选题背景及研究意义  13-14
  1.2 几个热点问题  14-16
  1.3 国内外研究现状  16-18
    1.3.1 微网框架的研究  16-18
    1.3.2 微网能量管理的研究  18
  1.4 本文的研究内容  18-20
  1.5 论文结构  20-22
第二章微电源的稳态模型及并网调度特性  22-29
  2.1 燃料电池  22-23
    2.1.1 燃料电池的模型  22
    2.1.2 燃料电池的调度特性  22-23
  2.2 光伏发电  23-24
    2.2.1 光伏发电的基本原理  23-24
    2.2.2 光伏发电的并网特性  24
  2.3 风力发电  24-26
    2.3.1 风力发电的基本原理及模型  24-25
    2.3.2 风电并网对电网影响  25-26
  2.4 微型燃气轮机  26-27
    2.4.1 微型燃气轮机基本原理  26
    2.4.2 燃气轮机并网调度特性  26-27
  2.5 常规机组  27
  2.6 蓄电池  27-29
    2.6.1 蓄电池储能装置的重要性  27
    2.6.2 储能单元在微网中的应用  27-29
第三章基于遗传算法的微网优化调度  29-41
  3.1 微网的集中分层控制架构  29-30
  3.2 微网的能量优化管理模型  30-32
    3.2.1 目标函数  30-32
    3.2.2 约束条件  32
  3.3 调度策略及模型求解  32-35
    3.3.1 调度策略  32-33
    3.3.2 模型的求解  33-34
    3.3.3 多目标优化  34-35
  3.4 算例及讨论  35-41
    3.4.1 测试系统  35-37
    3.4.2 算例分析  37-41
第四章基于动态系统理论的含储能单元微网优化调度  41-47
  4.1 问题的描述  41-42
  4.2 基于动态系统理论的微网调度模型  42-43
    4.2.1 动态系统最优控制  42-43
    4.2.2 微网系统动态调度模型  43
  4.3 模型的求解算法  43-44
  4.4 算例分析  44-47
第五章微网能量管理系统的平台设计与开发  47-56
  5.1 微网硬件平台  47-50
  5.2 MG-EMS 软件平台的开发  50-54
    5.2.1 IEC 61970 标准简介  51
    5.2.2 分布式网络通信层  51-52
    5.2.3 面向CIM 的数据库开发  52
    5.2.4 基于CIM 的MG-EMS 图形界面设计  52-53
    5.2.5 微网相关高级应用软件的开发  53-54
  5.3 微网系统的运行  54-56
第六章总结与展望  56-58
  6.1 工作总结  56
  6.2 后续工作展望  56-58
参考文献  58-63
攻读硕士学位期间发表的论文  63-64

分布式电源的优化调度

内容摘要

全文目录

相似论文