微网调度优化模型与方法研究

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1、国家重点基础研究发展计划（973项目）资助（编号：2009CB219700）国家高技术研究发展专项经费（863计划）资助（编号：2011AA05A107）微网调度优化模型与方法研究ResearchonDispatchModelandMethodofMicrogrid一级学科：电气工程学科专业：电力系统及其自动化研究生：洪博文指导教师：王成山天津大学电气与自动化工程学院二零一四年六月万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过

2、的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月万方

3、数据摘要微网作为分布式电源的有效组织形式，不仅能充分发挥分布式发电技术在资源节约和环境保护方面的优势，同时还可有效解决其并网时的技术和管理难题，但目前微网能量管理和优化仍缺乏系统、有效的方法。本文系统研究了微网调度优化的模型和方法，主要工作如下：（1）综合考虑微网系统组成的多样性和能量流动的复杂性，建立了微网所含多种类分布式发电、分布式储能和分布式供热设备的准稳态模型，在分析典型微网组成和结构特征的基础上，提出一种微网通用母线式结构描述方式。该结构不仅协调了设备独立性和系统复杂性之间的矛盾，清晰展示了系统的组成结构和能量流动关系；同时也搭建了系统

4、描述和模型建模之间的桥梁，有利于实现通用模型的程序化、自动化建模。（2）针对含冷热电联供（CCHP）系统的综合型微网调度优化问题，以微网设备准稳态模型和母线式结构能量流描述方法为基础，提出基于母线式结构的微网调度优化模型和方法。以典型的微网经济调度优化模型为例，通过对其目标函数、优化变量和约束条件三项基本要素的分析和处理，详细阐述微网调度优化模型的建模过程。根据微网经济调度优化模型的特征，选择数学规划方法和智能算法对模型进行求解，分析了调度策略、设备模型、电价机制等对调度计划和运行费用的影响。（3）进一步结合多目标优化、随机优化和调度设计一体化问

5、题对微网调度优化模型进行了扩展，丰富了调度优化模型的体系结构。通过多目标调度优化模型、随机调度优化模型和调度设计双层优化模型的建模和算例分析，研究了微网环境成本、不确定因素和系统配置对调度计划的影响，证实了基于母线式结构微网调度优化模型的通用性和鲁棒性。针对此三类扩展模型，通过Pareto优化与初始点引导技术的结合、MonteCarlo仿真与遗传算法的结合、多目标进化算法和数学规划方法的结合，有效提升了扩展模型的求解能力和优化效果。关键词：微网，能量管理和优化，调度优化模型，CCHP系统，多目标优化，随机优化I万方数据ABSTRACTAsanef

6、fectiveorganizationformofdistributedgenerators,microgridcannotonlytakefulladvantageofthedistributedgenerationtechnologyonresourceconservationandenvironmentalprotection,butalsoeffectivelysolvethetechnicalandmanagementproblemswheninterconnectedtothegrid.However,itstillneedsasys

7、tematicandeffectivemethodformicrogrid’senergymanagementandoptimization.Inthispaper,thedispatchoptimizationmodelandmethodformicrogridarestudiedtoaddressthisissue.(1)Takingboththevariabilityofsystemcompositionandthecomplexityofenergyflowintoconsideration,thequasi-steady-statemo

8、delsareconstructedforthemultipletypesofdistributedgenerators,distrib