基于免疫克隆选择的微电网经济环保调度研究论文_夏丹丹,魏杰

(国网四川省电力公司达州供电公司 四川达州 635000)

摘要:本文在包含光伏发电、风力发电、燃气轮机等多种分布式电源的微网环保经济调度问题的分析仿真中,针对目前常用的将多目标转化成单目标这种间接求解多目标问题存在的缺陷,提出采用免疫克隆选择算法求解微网经济环保调度模型,该方法可以求解出一天中各时段各机组的出力情况和日发电总成本,可以有效实现分布式微电网的经济环保调度。

关键词:微网;经济环保;调度;免疫克隆选择

电力系统经济调度问题是确定所有机组的最优组合,传统经济调度的目的只考虑了燃料成本最小,然而,随着环境问题的日益严重性,环保性也逐渐成为设计时需考虑的重要因素。由于微网中的分布式发电拥有可靠性和环保性等诸多优点而应用广泛。因此,对于微网的经济环保调度的研究也成为研究热点。本文针对目前常用的将多目标转化成单目标这种间接求解多目标问题存在的缺陷,提出采用免疫克隆选择算法求解微网经济环保调度模型,该方法可以求解出一天中各时段各机组的出力情况和日发电总成本,可以有效实现分布式微电网的经济环保调度。

1微网经济环保调度的数学模型

在传统的电力系统中,化石能源尤其是火电占主导地位,电网调度的主要任务是调度发电机组跟踪变化的负荷需求。而在分布式发电技术兴起之后,如何兼顾经济、环保等各种约束和多种优化目标,确定微网内不同电源出力时需要研究的新问题。微网内一般包括风力发电、太阳能光伏发电、燃料电池、微型燃气轮机和储能装置等。

微网经济环保调度的数学模型可根据经济成本及环境成本函数确定,其中经济成本函数。经济成本由燃料成本和运行维护成本组成。由于光伏发电和风力发电所使用的均为可再生一次能源,故燃料成本为零。而各微电源的运行维护成本可认为与其输出的功率成正比关系:

3 算例分析

本文微网系统算例分析来源于某小区居民用户夏季用电数据,PV、WT、FC、MT、ES的额定功率分别为10kW、10kW、40kW、60kW、20kW。免疫克隆选择算法方案采用简单加权将多目标问题转化为单目标问题后用免疫克隆选择算法算法求解,计算出来的日发电成本为 19086.95元,图2给出这种方案下计算的各机组24小时的出力情况。

图2各机组24h出力

结果表明各机组的出力完全符合夏季典型日的情况。0:00-4:00,此时为凌晨,负荷相对较少,温度也相对较较低,PV不能产生电量,因此,只需由WT和FC共同工作就可以满足负荷需求。4:00过后,PV开始工作。6:00 -7:00为负荷低谷期,此时为早晨,太阳能电池和风力发电机同时工作,所发电量足以满足负荷需求,多余电量则通过储能蓄电池进行储存。而到8:00过后,居民用电有所增加,仅由PV、WT和FC已经无法满足负荷需求,这时MT开始工作。11:00-16:00和19:00-21:00为一天中负荷高峰期,微网系统自身产生的电能已满足不了高负荷需求,需要从主网购买电量。

4结语

本文针对单目标算法在分析微网经济环保调度问题中存在的缺点,提出了采用多目标类算法对含有风力发电、光伏发电、燃气轮机等多种分布式电源的微网经济环保调度模型进行直接求解。数值算例以某小区夏季用电量为例,采用多目标算法免疫克隆选择算法方案解出一天24h内各机组的出力和各时段的经济、环保成本,结果显示采用多目标算法对求解电力系统的经济环保调度问题比现有的单目标类算法更加有效。

参考文献:

[1] 牛铭,黄伟,郭佳欢.微网并网时的经济运行研究[J].电网技术,2010,11(34):38-43.

[2] 孙元章,吴俊,李国杰等.基于风速预测和随机规划的含风电场电力系统动态经济调度[J].中国电机工程学报,2009,29(4):41-47.

[3] 徐玉琴,李雪冬.基于改进免疫克隆选择算法的含分布式电源配电网规划方法[J].电网技术,2010,8(34):97-102.

论文作者:夏丹丹,魏杰

论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期

论文发表时间:2017/10/24

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