计及多目标的微电网经济调度-研究

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1、第一章绪论1．1课题的背景与意义当前，能源已经毫无疑问的成为了人类社会存在与进一步发展的物质基础。在过去的两百多年中，人类社会飞跃发展，这一切都离不开对化石燃料(如煤炭、天然气等)为主的能源体系不断深入发掘利用。然而，尽管这些能源的开发利用极大的提高了人们的物质生活和精神生活，但是也不可避免的带来了由于大规模使用化石燃料所带来的严重后果：地球资源因为再生速度远远落后于消耗速度而日益枯竭，我们赖以生存的自然环境也由于使用化石燃料过程中产生的污染而不断恶化。目前人类使用的主要能源就是化石类能源，然而它又是污染物排放和使得

2、环境恶化的主要根源，这无法调和的矛盾使众多的能源消费面陷入两难的境地。在这种现实环境的紧逼下，能源问题和环境问题已成为人类当前和未来亟待解决的问题。中国作为全球最大的发展中国家，也积极的探寻相关的解决方法，提出了可持续发展战略。该发展战略是以节约地球能源并有效提高各类能源的利用率为宗旨，鼓励个人或研究机构参与对可再生能源与新能源开发利用，积极的支持能源结构的优化，倡导开发使用化石燃料净化处理技术。目前，我国电力系统电能生产、输送和分配的主要方式仍然是采用集中发电、远距离输电以及大电网互联供电的模式【l】。大电网采用集

3、中供电方式能够高效、便捷的提供电能，但是也存在一些无法避及的缺陷：首先是局部事故如果处理不及时或不恰当，一旦发生扩散，会对整个电网产生严重的影响，这就使得电网中任何一点发生的故障都有可能会对整个电网造成影响，恶劣情况下甚至可能导致大面积停电和电网崩溃，其中的典型实例就是“美加大停电”；其次是无法灵活跟踪负荷的变化，当负荷峰谷差距的不断扩大时，电网的负荷率将呈现下降趋势；最后采用远距离输电会使输配电成本比较高，发输电设施的利用率也会随着输电距离的增加而不断降低，特别是一些较偏远地区，因为电力系统的传输距离太远，或者自然

4、条件太恶劣，会造成输配电建设投资过大或架设困难根本就无法架设，或者供电无法达到要求。鉴于上述，分布式发电技术特别是以可再生能源为一次能源的发电技术，赢得了电力工业越来越多的关注，它已成为一个研究热点。开发利用风能、太阳能等可再生的绿色能源，不仅能够减轻当前的巨大环境压力，也可以节省一部分燃料费用，因此这类的分布式发电技术得到了大家的广泛关注；而研究风力发电(WT)、太阳能发电(PV)、垃圾发电、燃料电池(FC)等有利于环境的DG新技术，为实现我国政府提出社会可持续发展战略提供了有效的解决方法。分布式发电(Distri

5、butedGeneration，简写为DG)具有可靠性高、能源利用效率高的优点，安装地点灵活的青岛大学硕士学位论文优势，这种发电方式能够克服目前我国主要采用的大电网集中发电的许多难题。DG一般会安置在用户负荷附近，目前有不少的DG利用电能和热能相结合的供能方式(即热电联供)来提高社会能源的利用率。由于分布式发电的位置与负荷距离较近，能够有效节省输配电设施的费用。分布式发电不仅能够降低能耗、减少环境污染，而且可以提高供电质量和供电可靠性。部分学者评估DG将成为未来智能电网的重要成员之一，它将为未来大型电网提供有力补充和

6、有效支撑，它的发展也是顺应了未来电力系统发展趋势，因而具有广阔的发展前景12]。DG尽管有着许多显而易见的突出优势，但是它本身仍然存在诸多问题，譬如单机接入成本高、控制困难等等。此外，分布式电源对于大电网来说是不可控的发电单元，系统总是尽量采取隔离或切机等方式对DG系统进行控制，希望借此来消除它对大电网的冲击。IEEE对分布式能源的并网做了这样的规定：在系统发生故障时，分布式电源必须立即与大电网切断联系退出运行。为了充分发挥DG的优势，协调分布式电源与大电网间的矛盾，减少它对电网带来的不利影响，微电网就此应运而生。对

7、于大电网来说，微电网可以看作单一可控的单元，它是一组由DG、用户负荷、储能设备和控制系统构成的微型系统，由于部分DG的特殊优点可以让系统中的能源以多种形式(如电能、热能等)高可靠的承担用户负荷。微电网中的各种微电源一般是小容量的分布式电源，主要包含PV、小型WT、微型燃气轮机(MT)、FC以及储能装置如蓄电池(BT)等，具有降低能耗、提高能源利用率、缩减成本及减少污染等特点。微电网在降低能耗、提高能源利用率、减少环境污染以及提高电力系统可靠性和灵活性等诸多方面展示出了巨大潜力，同时从本质上转换了应对负荷增长的方式。世

8、界上许多国家纷纷加入到微电网的研究和开发的队伍中，对微电网的理论和实验研究方面都有所贡献，并取得了一定的研究成果，各个国家的研究学者或团队之间的互动交流也进一步为微电网的快速发展提供了便利。然而，微电网的很多研究领域如微电网运行自动控制、系统能量平衡控制等方面仍存在诸多让研究陷入僵局的问题。迄今为止，微电网的经济运行问题仍是微网众多研究领域中的