华电万安能源公司等单位科研人员提出考虑环境效益的微电网经济功率优化方法

阅读提示：本文约 1100 字

微电网系统是一种以分布式交直流电源和负荷作为主要构成部分的小型发配电系统，通常也包含由储能设备、电力电子设备构成的调控系统。由于包含发电设备和储能设备，微电网系统具有工作方式灵活多样的特性，其有孤岛、并网两个不同类别的运行方式。

在不受大电网系统影响的孤岛运行模式下，微电网的结构类似于一个大电网，每一个分布式电源所发出的电能通过交流母线后，再通过和交流母线相连的配电网支路供给负荷。在这种工作状态下，潮流交换不会在大系统和小系统之间发生，因此在精确控制各电源出力的前提下，应另增设储能设备，以减轻分布式电源不确定性对用户造成的不利影响。

绝大部分的新型分布式电源在输出功率时受外界条件影响大，存在不确定性，甚至是反负荷调节特性，若使这些分布式电源直接接入配电网，则会对电网的运行造成冲击，微电网是解决这一问题的最优手段。与传统大电网采用等耗量微增率原则进行电源出力分配计算不同，微电网的出力计算属于多目标非线性问题。

现有研究采用各类人工智能算法来求解此类问题，但算法存在收敛速度较慢、容易陷入局部最优等弊端。为了确保负荷供电，且使运行中的综合成本最小，福建华电万安能源有限公司、福州大学电气工程与自动化学院的卢恒光、范欣辰，在2022年第11期《电气技术》上撰文，引入改进的智能优化算法来求解包含分布式电源的微电网模型。

图1 微电网系统模型

本课题的微电网模型中主要考虑三类分布式电源，即光伏、水电和柴油发电机，在此基础上分析比较增加储能装置参与供电前后的情况。研究人员分别以经济效益、环境效益、综合效益为目标，研究微电网在脱离大电网系统情况下的分布式电源出力优化问题，并分析储能系统接入对微电网运行经济性产生的影响。

他们通过引入线性递减惯性权重和异步学习因子改进传统粒子群算法，以福建山区某地区包含光伏发电、水力发电、柴油发电、储能装置的微电网为算例，搭建水、光、柴、储微电网模型并进行解算，分析微电网在储能接入前后，不同经济目标下各分布式电源的出力变化。从仿真结果可知，所建模型合理、算法可行，恰当的结构选择和目标优化可使微电网更具经济性和合理性。

此外，他们表示在以下方面仍需进一步研究：

1）在进行出力优化时，本研究采取时间间隔为1h，而实际负荷实时变化。若想使优化效果更接近实际系统，时间间隔需要进一步缩短。

2）若想构架一个泛化能力强的优化方案，还要考虑该模型尚未计及的风力发电及其他不断发展、应用广泛的新能源发电方式。

3）在考虑微电网出力优化时，除了本课题已考虑的出力约束、容量约束及功率平衡约束，还需考虑如电源的起停机时间约束等更加具体的约束。

本文编自2022年第11期《电气技术》，论文标题为“考虑环境效益的微电网经济功率优化”，作者为卢恒光、范欣辰。

下载论文PDF版，请点击左下角“阅读原文”，访问期刊网站。

推荐阅读

中国电工技术学会

新媒体平台

学会官方微信

电工技术学报

CES电气

学会官方B站

CES TEMS

今日头条号

学会科普微信

新浪微博

抖音号

联系我们

☎️ 《电工技术学报》：010-63256949/6981；邮箱：[e-mail]

☎️ 《电气技术》：010-63256943；邮箱：[e-mail]

☎️ 《中国电工技术学会电机与系统学报（CES TEMS）》：电话：[phone]；邮箱：[e-mail]

☎️ 编务：010-63256994

☎️ 订阅：010-63256817

☎️ 商务合作：010-63256867/6838