【摘要】：隨著小型風機、屋頂光伏等分布式能源(DG)在用戶側(cè)的投入運行,家居混合供電系統(tǒng)的智能化發(fā)展,及柔性負荷在家庭用電設備比重的不斷提升,充分使用DG提供的自產(chǎn)電能以實現(xiàn)家居能量體系的經(jīng)濟化運行越來越得到用戶的關注。然而,由于受風速、光照強度等環(huán)境因素的影響,DG供電量在不同時刻具有波動性、隨機性與間歇性,直接采用其當前時刻的產(chǎn)電量為負荷供電存在一定局限性,因而,合理規(guī)劃柔性負荷的用電時段,制定儲能設備的充放電策略,綜合優(yōu)化家居混合供電系統(tǒng)中的能量分配具有重要理論意義和市場價值。 本文設定在用戶側(cè)安裝含能量消耗控制器的智能電表,實現(xiàn)實時電價與負荷用電量間的信息雙向通訊。通過線性不等式約束條件建立柔性負荷工作模型,在智能電表中設置需求響應程序,快速計算得出設備最佳用電時段,自動設定設備的開啟與關閉,合理規(guī)劃蓄電池的充放電策略。該家居混合供電系統(tǒng)能量優(yōu)化調(diào)度方法主要包括三部分算法：(1)建立以減少用電成本與尋求電量供需平衡為雙重目標的整數(shù)不等式規(guī)劃問題,采用遺傳算法(GA)搜索最優(yōu)的“DG-負荷”供需關系,規(guī)劃出最優(yōu)的柔性負荷用電時段以匹配DG供電狀況；(2)采用循環(huán)自動尋優(yōu)規(guī)劃,以實時電價(RTP)為調(diào)節(jié)杠桿,轉(zhuǎn)移部分負荷的工作時段以降低從電網(wǎng)處的購電費用；(3)采用分段判斷的方式搜索最優(yōu)的“DG-儲能-負荷”能量優(yōu)化模式,通過蓄電池的充放電動作,動態(tài)轉(zhuǎn)移DG的供電量使其與規(guī)劃好的負荷用電需求相匹配,最大限度發(fā)揮DG利用效率。在此過程中,通過實時電價輔助從大電網(wǎng)向蓄電池或負荷供電的方式,彌補供需差異,最大程度降低購電費用。 本文通過MATLAB仿真平臺搭建智能家居混合供電系統(tǒng)模型,構造總電價最小化、效用最大化的能量優(yōu)化調(diào)度模式,并通過一系列的實驗證明所提算法在完善供需匹配度、提高DG電能利用率以及用戶經(jīng)濟效益方面的有效性,并驗證了當DG或RTP數(shù)據(jù)存在日前預測誤差時,基于負荷控制與儲能控制的能量優(yōu)化調(diào)度算法所具備的魯棒性。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM73
【圖文】：

整理出以下所示的從不同角度看待需求響應在能量優(yōu)化調(diào)度中應用的方案。方案一（從負荷控制角度考慮）：如圖1-1所示為需求側(cè)負荷管理系統(tǒng)[8]，智能家居能量系統(tǒng)通過智能電網(wǎng)接口與外界電網(wǎng)相連，并通過智能電表接收電力市場的實時電價信息，而在系統(tǒng)內(nèi)部，負荷預測器可以根據(jù)家庭里前幾天相關系2

無法得到實時調(diào)度效果。方案二（從儲能控制角度考慮）：提出如圖1-2所示的充放電策略[9],有別于傳統(tǒng)的儲能設備充放電方式，雖然早上時段有電量剩余，但并不對其進行充電操作，而是當滿足充電約束條件五;=,,(?) >0.7 ，即當前太陽能發(fā)電量大于0.7倍的最大太陽能發(fā)電量時，才對蓄電池進行充電，使其可以充分利用一天中12:00-14:00的PV產(chǎn)能最大時段的電量。此外，還提出從主控制器到能量儲能系統(tǒng)(ESS)控制再到蓄電池荷電狀態(tài)(SOC)控制的總體流程，指出SOC在充電、放電、待機三種狀態(tài)下的切換條件，并給出SOC的安全工作范圍20%?90%

化家庭能源結構，以期達到節(jié)約能源、降低費用支出的目的。本文所研究的家居混合供電系統(tǒng)框架如圖2-1所示，屋頂安裝光伏發(fā)電板，屋前安裝小型風機，作為分布式發(fā)電設備形成混合供電系統(tǒng)。智能電表(AdvancedMetering Infrastructure, AMI)[39]為用戶實時傳徸大電網(wǎng)中不斷更新的實時電價數(shù)據(jù)，為其間運行著的能量消耗控制器的調(diào)度抉擇提供外界參考信息。家庭用電負荷包含剛性負荷、不可中斷負荷、可中斷負荷，且提供鋰電池等儲能設備支撐能量調(diào)度。家庭所有用電設備和儲能設備均連接到家庭局域網(wǎng)(Home AreaNetwork，HAN)[4g_4i]中，通過ZigBee組網(wǎng)進行節(jié)點通信[42]，并快速響應與系統(tǒng)調(diào)度決策，最終

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2757870