基于改进微分进化算法的微电网优化运行研究.pdf

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1、第33卷第1／2期东北电力大学学报Vo1．33，No．1／22013年4月JournalOfNortheastDianliUniversityApr．，2013文章编号：1005—2992(2013)01／02—0027—06基于改进微分进化算法的微电网优化运行研究王波一，王鹤，兰森2，李佳鹏。(1．东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012；2．黑龙江省电力有限公司哈尔滨检修公司，哈尔滨1500923．浙江省嘉兴电力局，浙江嘉兴314000)摘要：目前微电网是研究中的热点问题，是未来智能配电网的发展方向，研究微电网的优化运行有着重要的意义。在考虑含多种微电源的微网模型的基础上，考虑

2、了SO：，CO：，NO的排放成本以及运行维护费用，以微电网运行成本最低为目标函数，提出了一种基于改进微分进化算法的微电网优化运行方法。采用的改进微分进化算法经过初始化、变异、交叉、选择等操作完成对最优解的搜索，在不同阶段采用不同的变异策略，具有更高的全局搜索能力和收敛速度，对算例的仿真实验证明了方法的有效性。关键词：微电网；优化运行；改进微分进化算法；运行成本；排放系数中图分类号：TM715文献标识码：A微电网是一种由负荷和分布式电源以及储能装置共同组成的系统，随着分布式发电技术研究的深人，各种分布式电源除了作为集中式电网的补充接人大电网供电之外，还可以形成一个微电网作为独立的供电单元存

3、在，它的一个重要应用是可以利用小单元式住宅或商业单位进行上门服务。由于微电网单元的可选择性，所以可以一直以最低的成本来满足客户对电能质量和供电可靠性、安全f生的要求_】]。微电网的分布式电源一般包括光伏、风电、燃料电池、柴油发电机、微型燃气轮机以及蓄电池等装置，通过电力电子器件与主电网并网运行。光伏、风电的出力随环境影响变化较大，在微电网中具有间歇性和不稳定性，不可调控；燃料电池、柴油发电机等分布式电源可以调节出力，通过合理安排这些电源的出力可以节省系统的运行成本。微电网的优化运行是在满足系统负荷约束及各分布式电源正常运行约束的前提下，通过合理有效地安排各台分布式电源的出力，使整个微电网

4、系统的发电成本运行费用最少。随着微电网实际工程项目的开展，微电网优化运行也逐渐开始受到越来越多的关注]。人们对微电网的建模、仿真、控制以及稳定性等领域做了大量的研究I4J。文献[1]中提出通过运行于电源间的通信基础设施建设来解决燃料消耗的最优化问题。文献[5]中提出了一种合理的微电网运行成本以及可靠性约束的优化模型。文献[6]中，最优化方法采用明确的成本最小化准则，并采用遗传算法求解分布式电源的优化调度问题。本文主要是从成本方面建立考虑多种约束条件的微电网运行成本最低的经济模型，并运用改进微分进化算法求解。算例分析结果表明，通过优化能够提高能源利用效率和最优出力同时使成本降低，证明了本文

5、方法的有效性和可行性。1系统模型1．1微电网的系统结构微电网系统一般包含风力发电、光伏发电等可再生能源电源，以及燃料电池、微型燃气轮机、柴油发收稿日期：2012—09—14作者简介：王波一(1988一)，女，吉林省白城市人，东北电力大学电气工程学院在读硕士研究生，主要研究方向：微电网优化运行东北电力大学学报第33卷电机和储能元件，如图1所示。通常微型燃气轮机包括热电冷联供系统，用来提高能源的利用效率。微电网通过一个静态开关与电网相连，形成并网状态，可以与大电网交换功率，购买或出售电。2源发电成本模型，(1)光伏系统低压配电网光伏发电系统的输出功率P可以由下式表示P=71gNevAG，(1

6、)其中，叼是光伏发电系统瞬间效率，4是每个单独模块的面积，G是一段时间内的实际光照强度(w／m)，Np是模块数量；光伏发电瞬时效率由下式负荷PvwTMTFCDG负荷表示叼：叼，叼[1一卢(—)]，(2)图1微电网简化结构PPPP式中：是光伏发电的参考效率，叼是设备跟踪的功====率，是电池组件实际温度(℃)，是电池组件参考温度，是功率温度系数。0．0，(2)风力发电系统一本文建立的风力发电系统的输出功率模型可根据风机，生产厂家提供的输出功率曲线经过多项式拟DP合得到，具体公式如下：<<<>，<<，，，其中，0=Pr／(一)，b=／(一)，P是额定功率，，。，为切人风速、切出风速和额定风速

7、，风轮机的实际输出功率为P(￡)=P，Ⅳ．(4)(3)蓄电池蓄电池既可以充电又可以放电，当其余电源发电不足时，蓄电池放电；当其余电源发电过剩时，蓄电池充电。但受其自身容量限制，某时刻t的电池容量与t一1时刻的电池容量有关，式(5)、(6)分别表示蓄电池充电和放电时的状态方程C6。(t)=C6(t一1)一Pd()／叼如，(5)c6(t)=C6(t一1)+Pc^。(t)，7h，(6)任何时间段内，电池存储容量要受到以下约束条件限制3‘C