论文总字数：30225字

摘 要

微电网包含了分布式电源、控制装置、储能系统和各种冷热电负荷，可以充分利用分布式电源，从而提高了能源的总体利用效率，尤其是可以利用光伏和风力发电机等可再生能源。同时，微电网可以以孤网方式运行或者以并网方式运行，对于大电网，微网为一个特殊的负荷；对于负荷，微网可以稳定可靠供电，因此，微电网具有很高的供电可靠性与稳定性，减少了大电网的控制调度成本，减少了对边远地区的供电成本。随着分布式电源技术的发展，微电网已经应用在海岛、沙漠地区和城市地区和边远区域的供电之中。

本文对微电网的经济性进行研究，建立了微电源和储能装置的模型，提出包含燃气轮机、燃料电池、光伏、风机等分布式电源和储能系统的微电网的优化调度模型。此模型把微电网的总经济成本做为优化调度目标，同时考虑用户负荷平均购电成本，包含了各个电源的出力约束、光伏和风机受环境的约束、蓄电池运行的状态约束等。

同时，本文提出三种不同的运行策略，在可再生能源无利用同时储能系统无作用的情况下，在可再生能源利用但储能系统无作用的情况下，以及同时利用可再生能源和储能系统的情况下，通过GAMS编程，进行优化调度，分别计算各情况下的总经济成本、供电构成和平均负荷购电单价，并进行比较分析，得出不同情况下微电源和储能装置对微网经济性的作用，可再生能源利用情况的作用。

关键词：微电网 分布式电源 优化调度 储能系统

Research on the rencent optimal dispatching of microgrid

Abstract

Microgrid regards distributed power supply, energy storage system, control device and load as a whole, which can make full use of distributed power supply, so as to improve the overall utilization efficiency of energy, especially renewable energy just like photovoltaic and wind turbine. At the same time, the microgrid can operate as an isolated grid or grid connected with external power grid. For external power grid, the microgrid is a special load; for load, the microgrid can provide stable and reliable power supply. Therefore, the microgrid has high stability of power supply, reduces the control and dispatching cost of large grid, and reduces the power supply cost of remote areas. With the progress of distributed power technology, microgrid has been used to provide electrical power to remote areas, islands, desert areas and urban areas.

In this paper, the economy of micro grid is studied, the model of micro power supply and energy storage device is established, and the optimal scheduling model of micro grid including gas turbine, fuel cell, photovoltaic, fan and energy storage system is proposed. The model takes the total economic cost of microgrid as the goal, and consider the average power purchase cost of user load, including the output constraints of each power supply, the constraints of photovoltaic and fan environment, the state constraints of battery operation, etc.

This paper puts forward three different operation strategies. When the renewable energy is not used and the energy storage system is not working, when the renewable energy is used but the energy storage system is not working, and when the renewable energy and energy storage system are used at the same time, through the GAMS programming, the optimal scheduling is carried out, and the total economic cost, power supply composition and peace are calculated respectively. The unit price of power purchase is compared and analyzed, and the effect of micro power supply and energy storage device on micro network economy and renewable energy utilization under different conditions is obtained.

Keywords: microgrid; distributed generation; optimal operation ; energy storage system

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1国外研究现状 2

1.2.2国内研究现状 4

1.2.3优化调度研究现状 5

第二章 微电网系统建模及调度 7

2.1各电源数学模型 7

2.1.1风力发电机 7

2.1.2光伏发电 8

2.1.3发电机 9

2.1.4燃料电池 10

2.1.5蓄电池系统 11

2.2微电网优化调度模型 12

2.2.1目标函数 12

2.2.2约束条件 13

2.2.3调度策略 14

第三章 GAMS介绍 16

3.1 GAMS软件介绍 16

3.1.1模型结构 16

3.1.2.模型分类 17

3.1.3 GAMS模型库 18

3.2 GAMS/CONOPT求解模块 18

3.2.1 GAMS/CONOPT简介 18

3.2.2 CONOPT使用算法 19

第四章 算例分析 22

4.1算例模型 22

4.2情景一的求解 25

4.2.1情景一介绍 25

4.2.2结果分析 26

4.3情景二的求解 28

4.3.1情景二介绍 28

4.3.2结果分析 30

4.4情景三的求解 33

4.4.1情景三介绍 33

4.4.2结果分析 34

4.5比较 37

第五章 结论 38

5.1总结 38

5.2缺陷与展望 38

参考文献 40

致谢 42

附录 43

1. 绪论

1.1研究意义

我国地域广，人口多，各个地区之间的能源分布和电力需求相差很大，所以电力系统通常采用“大电网，大机组”的方式解决用电需求。但是随着电力系统的发展，集中式发电出现一些弊端，如对偏远地区的供电成本过高，电网难以充分利用分布各处的小型电源，故障易波及整个系统等。作为集中发电方式的有效补充形式，分布式发电（）具有独特的优点，因此受到了人们普遍的关注。分布式发电可以利用各种分散的小型电源，这些电源可以根据其利用的能源进行分类，一类利用可再生进行发电，例如、海洋温差能、地热能、、风能等，但是这类分布式电源的出力具有很大的波动性，大多受环境的影响；一类是利用不可能源进行发电，例如、页岩气、煤炭等，这类分布式电源利用不可再生能源发电，会产生排放同时成本也比较高。通常来说，由于分布式电源的多样性、广泛性与随机性，大电网对分布式电源的调度成本高；由于部分分布式电源发出的电能受外界环境影响并且不可控，这类电源不能快速响应电网的调度要求，大电网也难以充分利用这些分布式电源发出的电能。为了充分利用分布式电源同时减少调度成本，把分布式电源和负荷相结合成为“微电网”。

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