含电动汽车参与的微电网双层优化调度研究

作     者：余光华 

作者单位：南昌大学 

学位级别：硕士

导师姓名：闵卫东;韩清

授予年度：2022年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：微电网 电动汽车负荷 需求响应 NSGA-Ⅱ 

摘      要：在《“十四五循环经济发展规划》中提出的双碳目标——碳达峰、碳中和,将深刻地影响我国能源体系的变化,含风能、太阳能等分布式新能源发电单元的微电网凭借着灵活、高效、环保等特点受到了广泛的关注。此外,随着电动汽车在市场上的占比越来越高,大规模的电动汽车负荷会给微网带来一定的运行压力。当电动汽车负荷接入微网时,存在两个问题。问题一,传统的微网需求侧响应忽略了车主参与的积极性,使得大规模电动汽车充电负荷接入微网时会提高电网的负荷峰谷率。问题二,在对微电网进行优化调度的时候,大多仅考虑了微电网运行的经济性和稳定性,没有单独考虑到微电网运行对环境的影响,当考虑的目标函数增多的时候,会降低NSGA-Ⅱ算法的寻优性能。针对问题一,即传统的微网优化调度大多只考虑微网运营商方面的因素,忽略了用户方面参与的积极性因素,本文提出了含电动汽车参与的微电网双层优化模型,该模型包括负荷层和微网层。在负荷层中,基于价格型需求响应,考虑了电动汽车车主的用电经济性和舒适性,建立了电动汽车车主的综合满意度指标。分别在工作日和节假日,以最大化用户的用电综合满意度和最小化净负荷方差为优化目标引导车主有序充电,对比了电动汽车车主参与需求响应前后的仿真结果,验证了负荷层中电动汽车有序充电策略的有效性。针对问题二,即以往的微网优化调度大多未单独考虑微网运行对环境的影响,本文将负荷层优化后的净负荷代入到微网层,以最小化微电网运行维护成本、污染物治理成本和微网与主网的联络线功率波动方差为微网层的优化目标,并用改进的NSGA-Ⅱ算法对微网层模型进行求解。求解结果显示,在工作日,微电网的运行维护成本降低了20.08%,污染物治理成本降低了20.44%,联络线功率波动方差降低了46.45%;在节假日,微电网的运行维护成本降低了10.63%,污染物治理成本降低了12.61%,联络线功率波动方差降低了38.34%。本文基于MATLAB R2020b对含电动汽车参与的微电网双层优化调度模型进行仿真并求解,结果显示负荷层模型可以提高用户的综合满意度,降低净负荷方差;微网层模型可以有效的提高微电网运行的经济性、可靠性和环保性。