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基于光伏功率/能量预测的独立型微电网长周期优化调度

基于光伏功率/能量预测的独立型微电网长周期优化调度

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作者：师浩琪天津大学

学位级别：硕士

随着全球能源危机和环境污染等问题日益严重,以光伏为代表的可再生能源发电在能源结构中的比重逐渐增大。目前,独立型微电网作为集成多类型可再生能源、实现多能互补的重要手段之一,逐步应用于解决海岛、山区等偏远地区的供电问题。然而... 详细信息

随着全球能源危机和环境污染等问题日益严重,以光伏为代表的可再生能源发电在能源结构中的比重逐渐增大。目前,独立型微电网作为集成多类型可再生能源、实现多能互补的重要手段之一,逐步应用于解决海岛、山区等偏远地区的供电问题。然而,受气候条件等因素影响,可再生能源发电具有较强的随机性和不确定性,独立型微电网长期安全、稳定、可靠运行面临巨大挑战。为此,本文重点围绕光伏发电预测和独立型微电网长周期优化调度开展研究,主要工作如下:(1)针对光伏多时间尺度功率/能量预测问题,分析了气象因素和天气类型对光伏出力的影响,以强相关气象因素为特征变量,提出了基于加权灰色关联分析的气象相似日筛选方法;以相似日样本为训练样本,以遗传算法优化的BP神经网络为基础预测模型,分别构建了日前光伏功率预测模型和长时间尺度光伏能量预测模型。(2)针对预测模型气象输入源误差较大的问题,围绕光伏出力的强相关因素——总辐照度,提出了基于多源气象预报的总辐照度修正模型。基于功率序列特征实现了历史数据广义天气类型划分,并按照晴朗程度与公共气象服务天气类型预报实现匹配对应;基于日均直总辐照度比实现了数值天气预报广义天气类型分类,完成了数值天气预报各广义天气类型总辐照度系统误差计算;基于树扩展朴素贝叶斯算法评估预测日数值天气预报和公共气象服务天气类型预报两种气象预报源的准确度;融合两种气象预报源并结合实测总辐照度,实现了预测日数值天气预报总辐照度分步修正;以修正后的总辐照度为前述光伏功率/能量预测模型的输入实现日前光伏功率预测和长时间尺度光伏能量预测。利用我国河南省某光伏电站的实际运行数据和气象预报数据验证了本文模型的有效性。(3)针对独立型微电网长期可靠运行的问题,提出了考虑长周期源荷能量匹配的独立型微电网动态优化方法。长周期能量匹配评估与优化阶段基于光伏和负荷的能量预测信息评估长周期内能量的供需匹配状况和风险,并制定每日能量分配方案,提前获取微电网的备用能量需求和负荷能量转移计划用于指导日前随机优化。日前随机优化阶段应用多场景技术处理光伏和负荷的不确定性问题,并引入条件风险价值衡量不确定性带来的调度风险。利用我国西北某地区独立型微电网的实际运行数据验证了本文方法的有效性。

关键词：数值天气预报多源气象预报光伏预测独立型微电网长周期优化调度

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