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基于机会约束的微电网混合整数规划优化调度研究

晏开封  
【摘要】:当今全球能源紧缺,环境污染问题急剧加重,如何提高风光等可再生能源的利用率已成为当下的研究热点。微电网是一个可以将风电、光伏、负荷、储能和控制保护等装置有机结合起来的可控单元,它可以提升风光等可再生能源的利用效率。受自然环境影响,风光等可再生能源的出力具有不确定性,这些不确定性会导致微电网运行风险升高,对其优化调度会产生极大的影响。怎样消除这些不确定因素带来的影响,是实现微电网优化调度运行的关键。因此,本文以机会约束为理论支撑,对包含风光等可再生能源的微电网优化调度进行研究。主要工作包括:首先,本文构建了风机(Wind Turbine,WT)、光伏电池(Photovoltaic,PV)、柴油发电机(Diesel Engine,DE)、储能系统(Energy Storage System,ESS)这些微电源的数学模型。考虑风光以及负荷出力的不确定性,对包含这些单元的微电网优化进行研究。然后,本文以微电网系统综合运行成本最低为目标,建立了基于机会约束的微电网日前优化调度模型。针对模型中机会约束含有的多个随机变量处理问题,本文采用了基于采样的机会约束条件确定性转化方法,这种方法可以将机会约束变为混合整数约束。而且本文机会约束中的多个随机变量可以分离,所以还可以对转化后的混合整数约束进行简化,大大减少了模型的求解时间。同时,为了进一步提高模型的计算速度,本文采用分段线性化将目标函数转化成混合整数线性规划函数。最后,本文考虑风光预测误差受预测超前时间的影响,提出了考虑预测精度变化的微电网多时间尺度优化调度模型。根据风光预测误差随预测超前时间的变化特性,对每个时刻机会约束条件的置信水平进行合理设置,这种处理可以在不增加微电网运行风险的前提下,进一步降低了微电网调度系统的综合运行成本。


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