孤岛型微电网系统能量优化调度

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孤岛型微电网的建设不仅能满足当地的负荷需求,还可以通过利用风光等清洁能源缓解传统能源危机和环境污染的压力。但相比于大电网,由于光伏发电和风力发电的随机性和波动性,在被扰动的接受素质方面,孤岛型微电网要差一些,其可能会出现更多的运行困难,因而提高光伏发电和风力发电的预测精度,将为孤岛型微电网的安全稳定运行提供更加准确的数据,提高新能源发电消纳水平,降低孤岛型微电网的运行成本,此外,因为孤岛型微电网能量优化调度问题具有典型的多时间尺度特性,在获取高精度预测数据的基础上,通过对微电网中的可控资源进行合理的多时间尺度能量优化调度,可有效提高微电网系统的经济性和稳定性。为此,本文针对孤岛型微电网系统能量优化调度技术展开工作,主要结论如下:(1)在介绍分析孤岛型微电网系统的拓扑结构及能量调度架构的基础上,建立孤岛型微电网系统能量调度模型,重点对微型燃气轮机、蓄电池储能系统和柔性负荷进行详细数学建模,为论文的后续工作奠定基础。(2)针对微电网中风力发电与光伏发电问题进行研究,首先,提出了一种基于差异相似度与梯度相似度的综合相似日选取方法,其次,将传统粒子群优化方法与LSTM网络进行结合,对LSTM神经网络的参数初始化方法进行迭代优化,最后,基于Pytorch框架搭建了PSO-LSTM发电功率预测模型,在对模型进行对比的基础上,对其测试集所产生的误差进行分析和预测,从而进一步对本文所构建的模型的实用性和有效性进行相关的论证。(3)提出孤岛型微电网系统日前-日内两阶段能量优化调度框架,对前一天计划所作的安排方案和当天的MPC实行情况二者联系在一起。从前一天的角度出发,从全局性的角度对电的来源、能量存储、灵活性承载量的可能运用的各种资源进行全面统筹,构造运行成本和决策惩罚项的日前优化调度模型;在日内时间尺度,基于模型预测控制方法构造日内滚动基本框架,同时在日前优化调度模型的基础上,引入蓄电池储能荷电状态、可中断负荷中断计划、微型燃气轮机启停计划等修正惩罚项,使得当天变化所存在的有限性和前一天变化的全面性二者能够进行中和和缓冲。最后通过算例验证了所提孤岛型微电网日前-日内两阶段能量优化调度策略的有效性。
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