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《重庆大学》 2012年
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基于发电功率与短期负荷预测的微网经济运行策略研究

朱博  
【摘要】:在过去的数十年内,随着电力需求的不断增长,以“大机组、大系统、高电压”为主要特征的传统大电网成为主要的电力供应者。然而近年来,用电负荷不断增长、电网设备老化、用户对电能质量与可靠性的要求不断提高、能源利用效率存在瓶颈、环保问题日益突出,这些都已成为当今世界各国电力工业面临的严峻挑战。针对传统电力行业面临的一系列严峻挑战,分布式电源以其灵活、高效、经济、环保以及能源多样等优势开辟了一个新的电力系统发展模式。微网(Microgrid)作为一种整合利用分布式电源的有效形式,既能实现对可再生能源的充分利用,又能通过灵活的控制提高供电质量与可靠性,因而受到了广泛关注。微网经济运行是微网的关键技术之一,良好的经济运行策略、精确的不可控型微电源输出功率预测与微网负荷预测是微网诸多优势得以推广的前提。 本文从微电源中的风力发电机输出功率预测建模和微网负荷预测建模开始,围绕并网运行和孤岛运行两种方式的经济运行策略展开研究。在微电源层面上,将分布式电源DG(Distributed Generation)分为可控型微电源和不可控型微电源,可控型微电源其输出功率为可控的,可根据需求调节输出功率的大小,不可控型微电源其输出功率受自然条件影响很大,随机性较强,无法按可控型微电源的控制方法控制输出功率。以风力发电机作为不可控型微电源的典型代表,本文对风力发电机输出功率短期动态预测进行了深入研究,分析了影响风电功率的主要因素,提出了含误差判别函数的径向基神经网络,并利用该网络建立了系统的风电功率短期动态预测模型,有效地实现了风力发电机输出功率较为精确的短期预测。在微网负荷层面上,分析了影响微网负荷的主要因素,同样利用含误差判别函数的径向基神经网络,建立了微网负荷短期动态预测模型,实现了精确的短期预测。 在微网系统级层面上,围绕微网并网和孤岛两种运行方式的经济运行策略展开研究。在并网运行方式下,通过对微网内部风力发电机输出功率的短期预测和微网电负荷的短期预测,考虑微电源的运行维护成本和环境成本,并结合微网与外部大电网之间的电能交易价格,提出了并网运行方式下针对不同季节典型日的微网经济运行策略。同样,在孤岛运行方式下,不考虑微网与外部大电网之间的电能交易,通过对微网内部风力发电机输出功率的短期预测和微网敏感性负荷的短期预测,考虑微电源的运行维护成本和环境成本,提出了孤岛运行方式下针对不同季节典型日的微网经济运行策略。 最后,搭建了基于Matlab的微网经济运行仿真平台,在此平台上对微网中风力发电系统的输出功率和微网电负荷进行短期动态预测,并在此基础上对微网并网和孤岛两种运行方式下的经济运行优化策略进行仿真,并对仿真结果进行了详细的分析,验证了所提出的微网经济运行策略的有效性。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM73;TM715

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【参考文献】
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