基于可再生能源发电预测的微电网分层能量优化管理策略研究

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目基于可再生能源发电预测的微电网分层能量优化管理策略研究作者姓名季叶平学科专业导航、制导与控制指导教师窦春霞教授2015年5月中图分类号：TP273.2学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工学硕士学位论文基于可再生能源发电预测的微电网分层能量优化管理策略研究硕士研究生：季叶平导师：窦春霞教授申请学位：工学硕士学科专业：导航、制导与控制所在单位：电气工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinNavigation,G

2、uidanceandControlRESEARCHONMICROGRIDHIERARCHICALENERGYOPTIMALMANAGEMENTSTRATEGYBASEDONRENEWABLEENERGYSOURCESFORECASTINGby:JiYepingSupervisor:ProfessorDouChunxiaYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于可再生能源发电预测的微电网分层能量优化管理策略研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学

3、攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《基于可再生能源发电预测的微电网分层能量优化管理策略研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送

4、交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要当前，在能源需求与环境保护的双重压力下，国际上已将更多的目光投向了既可以提高传统能源利用效率又能充分利用各种可再生能源的分布式发电相关技术领域。微电网对分布式电源的有效整合，不仅提高了用户侧供电的可靠性和质量，而且能够更好的解决分布式发电成本优化问题。

5、微电网能量优化管理系统对于提高微电网供电可靠性和经济运行具有很重要的意义。微电网能量管理系统可以通过集中控制技术或分散控制技术实现，但二者都存在自身的不足。为了克服上述两种控制技术的不足，发挥各自的优势，本文提出了一种中心控制器和底层分布式电源采用弱通信联系的分层能量优化管理方案。上层能量优化管理系统根据分布式电源输出功率和微电网内负荷变化分派底层分布式电源的下一小时的出力，实现微电网在经济和环境保护上价值的最大化。由于微电网中间歇性能源的高渗透率和负荷波动会对制定微电网运行计划带来较大的困难。因此提出了基于集合经验模态分

6、解(EEMD，EnsembleEmpiricalModeDecomposition)的稀疏贝叶斯学习(SBL，SpareBayesianLearning)混合概率预测模型提高预测精度。此外，上层能量管理系统考虑了预测的不确定性，提高了微电网最优操作的鲁棒性。为了弱化对微电网中心控制器性能的要求和通信，微电网的实时有功功率供需平衡完全依靠下层的分布式能量管理系统来实现。有功功率功率供需失衡会造成电网的频率波动。根据下层分布式电源反应时间尺度和成本特性，本文提出基于优化的两层有功功率实时控制策略，储能系统仅用于平抑大幅度的供需

7、失衡，维持频率在安全值，可调度的分布式电源依据分布式优化算法进行二次频率调度，最终实现供需平衡并使储能系统的输出为零。最后对提出的分层能量管理策略的有效性进行了仿真验证。关键词：微电网；分层能量管理系统；混合概率预测；频率协调控制；弱通信-I-燕山大学学术硕士学位论文AbstractAtpresent,underthedoublepressureofenergydemandandenvironmentalprotec-tion,theresearchonfieldofdistributedgenerationtechniq

8、ues,whichcanimprovetheutilizationefficiencyoftraditionalenergyandcanmakeuseofrenewableenergy,havebeenpaidforattentiongraduallyinworldwide.Distributedgen