...车混合储能系统的微电网多目标运行调度方法
刘强 吴豫 孙才华 李尊
摘 要：随着时代的发展和社会的进步，人们的物质生活水平不断提高，电力已经成为人们日常生活必不可少的一部分。电力系统的研究受到社会各界人士的广泛重视，电力电网的工作迫切需要结合目前现代化的科学技术来发展进步。微电网技术的研究主要是为了应对当前资源日益紧缺问题，微电网工作必须在满足电力系统供应的基础上，促进电网工作的经济性与环保性。本文结合经济性与环保性的微电网多目标优化调度进行研究，希望能够给以后的电力电网工作提供更多帮助。
关键词：微电网；经济性；环保性；优化调度；改进遗传算法
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）06-0134-01
微电网就是利用可再生资源进行发电的系统，能够将各种形式的能量进行存储转换，并且改变负载结构通过控制小型发电的传输来实现电网供电控制。目前较为稳定的微电网是由风力发电、光能发电和储存能量部件构成的，因为风能和光能转换的电能具有一定的随机特点，所以关于如何解决光能电力的存储成为影响当前电力生产的主要问题。以下主要从微电网的短期优化调度模型进行分析，主要目的为构建较小的目标并结合动态优化调度的构建实现部分控制策略。以系统运行为基础的分布式配置，对电力企业经济效益的提高有一定作用。
1 不同种类的分布式电源数学模型
微电网主要是通过对分布式电源的利用实现能量转换，在电力系统的负荷监控和保护功能的作用下逐渐形成较小的电力网络系统，能够通过外界风能和太阳能实现智能化的管理和控制。微电网系统的分布式电源在很多方面都有着很好的利用，相比于普通电网而言微电网结构能够控制多项可调节变量，例如分布式电源的输出功率、各组分储能部件的输出控制以及能源转换的管理等。结合这些变量的输出控制实现优化调度，对于目前微电网的顺利运行有着非常重要的帮助。为促进微电网系统的稳定运行，就必须在很大程度上促进能源利用效率的提高，给微电网经济性和环保型的提升带来一些影响。
1.1 风力发电机数学模型
风能的出现是随机的，影响风能的因素有空气、海拔以及温度等条件，本文只考虑一般环境下风能对微电网输出的具体效果，并且由于电网整体结构而产生的发电量。风能发电机的输出主要可以通过三种数学模型来进行展现，其中风能输出控制系统的部分区域内需要结合相应设备才能实现。为构建良好的数学模型实现风能的转换，就要利用额定功率内切换方式的特点来确认风机的输出效率，这样也能够在很大程度上提高系统的稳定性。
1.2 光伏发电数学模型
光伏发电的设备主要是利用光照强度的不同才能够实现输出控制，并且相对于电量的输出而言，要维持电压的稳定、电能输出控制的質量以及维修的费用。并且光能输电要与风能输电互相补充，才能够起到更为良好的效果。对于在标准状态下设备的输出功率，需要结合光照强度的变化来进行体现。光伏发电的安全性很高，没有任何污染物的排放，并且输出电能的质量相对较高。就目前来讲我国光伏发电已经取得非常好的成效，在很多地区都有着光伏发电的背景。对于光伏发电电板的研究必须结合光照时间以及强度，努力使其发挥出更大的优势。
1.3 燃料电池数学模型
因为上述储能的方式储存能量的效果不够显著，并且成本较高，有很大一部分的工作仍然处于试验阶段。而燃料电池则不同，其本身拥有着较高的供电效率，并且在运行过程中不会释放出太多的污染物，具有较高的环保性。对于整体的微电网系统而言能够作为后备的能源，能够在某些特定的条件下弥补电能不足的空缺。并且燃料电池需要结合模块化的系统结构来进行控制，大大改进了以往传统模式下对负荷电量的优化控制，在电力安全生产中具有很好的效果。
1.4 微型燃气轮机
一般的微型燃气轮机能够在温度控制中有着很好的作用，并且能够实现小部分区域电量的短期供应，污染很小。对于整体微电网结构的利用能够实现快速的能源转换，并作为后备的重要能源。燃气轮机主要以天然气、甲烷为主，其中生产的热气能够进行循环利用进行能量的供应。
2 微电网优化调度模型
在进行微电网的配置时首先要对其进行优化调度，并且结合不同种类的能源进行控制，在分布式电源的作用下必须满足其功率的需求，同时也要建立良好的系统运行机制，考虑到微电网的安全运行。
2.1 目标函数
以上主要通过对风能、光能为主力的微电网进行研究，结合燃料电池以及微型燃气电池等后备能源组成良好的电力系统结构，构建良好的经济和环保特性。其主要的能源结构需要在目标优化模型的控制要求下，构建良好的优化变量。同时目标运行的维持需要通过合理的投资和维护才能够保证良好的运行效率，并且将预算的统一内容整合到生产中，给微电网的建设提供补充作用。分布式电源的补充建设需要结合风力发电的投资来进行考虑，此外设备的建设投资需要结合设备运行的总量来研究。此外投资性的费用并不需要随着时间的变化而发生改变，通过简化投资的费用来提高为微电网的运行效率。
2.2 约束条件
微电网运行稳定性的约束具有一定的经济效果，如果需要结合微电网经济性优化来提高其运行的经济稳定性，那么必须结合相应的负荷条件才能够构建合理的系统结构。通过维持风能系统，保证良好的电力输出效率以及输出控制的总量。同样也要对燃料电池的输出控制进行研究，按照分布式电源的输出控制来实现相应的约束。并且在燃料电池的控制下，相应的风电输出系统需要在总体约束条件下完成微电网总负荷的约束。默认的分布式电源结构需要满足联合建设的需求，如果约束条件的本身需要按照功率变化量的需求进行输出控制，那么对于不同的分布量会受到光伏影响环境的变化。以上整体设备的约束需要从微电网总体负荷量的约束下实现储能控制，并且电源的整体设备需要在输出功率的约束下完成分布式电量的设计。
3 基于改进遗传算法的微电网优化配置
所谓遗传算法就是在微电网的控制下实现快速编码，对于多目标的算法需要结合不同方面的控制来寻求最优的解决方案。在满足临时布局的状况下需要满足整体布局的控制，编码空间的适应度要求在整体种群规模的要求下计算完成。算法循环控制的要求必须重新进行编码，并结合微电网分布式电源的主要内容进行控制，维持正常电网的稳定性。数据信息的相关参数需要在策略式的优化下才能够完成，对微电网进行经济性和环保性的主要内容进行分析，我们大致可以发现其主要成本的波动及变化，如果在供电初期的用电量大幅度提高，那么其经济性和环保性的优化效果将会很快降低。相对来讲微电网的应用成本较低，并且具有很好的环保性，对于整体微电网的运行来讲输出电量的控制需要结合多目标优化策略才能够保证系统运行的稳定，提高微电网系统的环保性和稳定性，促进可再生能源的利用效率，对微电网长期稳定的发展具有很好的效果。
4 结语
本文从传统的微电网经济调度工作进行分析，考虑到环保性和经济性的要求构建多目标优化的模型结构，同时在局部的算法结构中促进优化配置效率的提高。对于更高的优化目标而言，需要满足经济性和环保型的要求，分别对不同的目标进行优化，这对于微电网整体资源的利用率来讲有着很大的提升。
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