含多能源微网的区域综合能源系统分布式优化运行方法研究

作     者：杨邺鑫 

作者单位：华北电力大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李鹏

授予年度：2021年

学科分类：080702[工学-热能工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：区域综合能源系统 分布式优化 文化基因算法 JASM算法 松弛联络线功率 

摘      要：在当前努力完成“碳达峰、碳中和目标的背景下,建立综合能源系统实现冷热电气多能互补是能源发展的必然趋势。而单一综合能源微网容量有限,可以通过联结多个微网构成区域综合能源系统来提升整体区域供能可靠性、新能源消化率和能源供应范围。区域综合能源系统内部复杂的能源耦合机制与多能网络安全协同互动机理给其优化运行带来了新的挑战。为了提升区域整体系统的经济性、清洁性与网络安全性,本文针对包含多个综合能源微网的区域综合能源系统进行分布式优化运行研究。首先针对区域综合能源系统内部元件进行建模,包含光伏发电模型、风电模型、CCHP机组模型、锅炉模型、能源网络模型、储能设备模型等,并对能源微网内部进行多能流分析;接着针对传统文化基因算法进行改进,利用改进算法对单个能源微网内部进行优化运行仿真,仿真结果证明了该算法的改进具有有效性与实用性;随后对区域综合能源系统建立分层优化模型,利用松弛联络线功率协调上下层系统互动;最后使用JASM算法对该模型进行分布式优化仿真,算例结果证明本文所提方法能够在保证区域网络运行安全性的前提下完成区域综合能源系统的协调优化。在分布式优化过程中,各能源微网与上层配电网络之间只需要交换联络线功率即可完成区域整体优化调度,使得区域在安全运行状态下成本降至最低并保护各能源微网的数据隐私。各能源微网在满足各自内部负荷需求的前提下,综合考量分布式能源出力情况、分时电价、发电成本与上层能源网络安全约束对微网内部设备出力计划进行优化。结果表明,本文所提的针对区域综合能源系统的分布式优化方法能够有效提升系统在运行过程中的经济性、清洁性与可靠性。