直流微电网的优化配置与能量管理研究

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1、硕士学位论文直流微电网的优化配置与能量管理研究RESEARCHONOPTIMALSIZINGANDENERGYMANAGEMENTOFDCMICRO-GRID孟尼娜哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TM615学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文直流微电网的优化配置与能量管理研究硕士研究生：孟尼娜导师：吴辉申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM615U.

2、D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONOPTIMALSIZINGANDENERGYMANAGEMENTOFDCMICRO-GRIDCandidate：MengNinaSupervisor：Prof.WuHuiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ElectricalEngineeringAffiliation：Dept.ofElectricalEngin

3、eeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要近年来，为改善能源结构，可再生能源和分布式发电得到广泛应用，微电网技术快速发展，微电网的研究一直以交流微电网为主，但是随着直流负载和直流分布式电源的大量使用，直流微电网展现出强大的优势。本文针对选取的直流微电网系统，采用改进的微分进化算法和模糊控制的最大隶属度原则求解了它的优化配置与能量管理问题，并对其中

4、混合储能系统的功率分配方法进行了研究，主要内容包括：本文首先选取了一种直流微电网结构，详细介绍其中不同类型的分布式电源，研究它们的特性和等效模型，并针对蓄电池与超级电容组成的混合储能系统，提出一种基于蓄电池分阶段恒功率充放电的功率分配方案，充分发挥蓄电池与超级电容各自储能优势，在满足储能需求的前提下，延长蓄电池使用寿命。在直流微电网结构上，根据负荷总量和环境因素等相关数据，以机组类型和容量为优化变量，考虑多种约束条件，以微电网投资运行成本最低为目标，建立优化配置模型，选用微分进化算法并加以改进，在Matla

5、b环境下编程求解，分别得到储能系统为单一储能和混合储能两种情况下的优化配置结果，并进行对比分析，为直流微电网的实际建设提供参考，同时验证了混合储能系统的优越性。在优化配置完成后的直流微电网系统中，以典型日微电网运行过程中各分布式电源的出力情况作为优化变量，以运行维护费用和负载失电率作为目标，建立能量管理的多目标优化模型，在改进微分进化算法的基础上，分别采用多目标非劣排序和模糊控制的最大隶属度原则，获得微电网运行的帕累托解集合综合满意度最大的唯一解，证明微电网运行经济型与可靠性之间可以获得有效折衷，通过对最优

6、解对应的运行状态进行分析，验证所采用的能量管理优化方法的合理性和实用性。关键词：直流微电网；混合储能；优化配置；能量管理-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInrecentyears,inordertoimprovetheenergystructure,renewableenergyanddistributedgenerationarewidelyused,themicro-gridhasbeendevelopedrapidly.ACmicro-gridisthemainsectionofr

7、esearchinmicro-grid,butwithalargenumberofDCloadsandDCdistributedgenerationsareputintouseindailylife,DCmicro-gridshowinguniqueadvantages.Inthispaper,animproveddifferentialevolutionalgorithmandfuzzycontrolmaximummembershipprincipleareusedtosolvetheoptimalsiz

8、ingandenergymanagementmodelofselectedDCmicro-gridsystem,atthesametime,thepowerallocationmethodofhybridenergystoragesysteminDCmicro-gridalsobeenstudied,Themaincontentsareasfollows:SelectaDCmicro-gridstructure,