PDF《含风/光/抽水蓄能并计及负荷响应的海岛微网优化配置》

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a e p s G i n f o . c o m 含风 / 光/ 抽水蓄能并计及负荷响应的海岛微网优化配置 荆朝霞,胡荣兴,袁灼新,朱继松,吴青华 ( 华南理工大学电力学院,广东省广州市

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4 0 ) 摘要:利用可再生能源的微网是解决小型海岛供能问题的一种理想方案, 但是高昂的投资成本阻 碍了它的应用.为此, 针对地理条件允许的海岛, 使用微型抽水蓄能系统储能, 同时以负荷响应参 与度标度居民的负荷响应参与意愿, 并将可时移电器视为能源资源参与微网的配置优化, 提出了考 虑负荷响应的含风/光/抽水蓄能的海岛微网优化配置模型, 并利用粒子群算法对微网中主要设备 的数量或容量进行优化.算例验证了所提方法的有效性, 家用可时移电器的负荷响应及抽水蓄能 替代蓄电池储能可显著减少微网投资成本.此外还对负荷总量、 可时移电器功率, 以及抽水蓄能系 统水头高度对配置成本的影响进行了敏感度分析. 关键词:微网( 微电网) ;

负荷响应;

微型抽水蓄能;

优化配置 收稿日期:

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修回日期:

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1 5. 上网日期:

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2 6. 国家自然科学基金资助项目(

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0 引言 目前 偏远小型海岛通常采用柴油发电机供电[

1 G 2] , 但柴油发电机发电产生噪音, 排放大气污染 物并且可靠性差.海岛通常拥有比较丰富的可再生 能源, 而微网作为灵活高效的可再生能源利用平台, 在保障用户供电、 提高可再生能源利用率和改善电 能质量方面具有优势, 利用可再生能源的微网被认 为是解决小型海岛供能问题的一种最佳选择[

2 G 3] . 由于可再生能源的随机性和间歇性[ 4] 、 负荷的 波动以及风 G 光G荷预测的误差, 利用可再 生能源的 孤立微网均需配置储能系统.现有研究大多考虑在 微网中利用蓄电池储能[

5 ] , 但是蓄电池存在寿命短、 投资高、 对环境不友好及维护难度大等问题.抽水 蓄能因其可靠性高, 对环境友好, 成本低, 成为大电 网中最主要的储能方式, 抽水蓄能电站与可再生能 源站的联合运行也被证实有助于减少弃风弃光[ 6] . 文献[

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1 2 ] 对小型或者微型抽水蓄能系统在孤立微 网中的应用做了相关研究.文献[ 7] 设计了由可再 生能源和抽水蓄能供能的海水淡化系统.文献[ 8] 对海岛风/光/抽水蓄能系统进行技术可行性分析, 结果表明, 以小型海水抽水蓄能储能的离网型微网 在技术上具有可行性.文献[ 9] 开发了一个含风/ 光/蓄电池/抽水蓄能/海水淡化混合系统的设计软 件.文献[

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1 1 ] 使用遗传算法优化含可再生能源 与抽水蓄能的微网电源容量和蓄水池容量. 不少海岛拥有海水抽水蓄能资源.文献[

1 3 ] 对 中国海南、 广西和广东的海水抽水蓄能资源进行了 分析, 结果表明这3个沿海省份适于建设海水抽水 蓄能的地点有8 1个, 而海岛占据了3 0个.在具有 建设抽水蓄能条件的海岛, 需通过技术经济分析来 决定采用何种储能方式.文献[

1 2 ] 在给定的海岛微 网储能需求下, 对多种储能方案( 蓄电池、 海水抽水 蓄能以及两者构成的混合储能系统) 下微网的全寿 命周期成本进行了分析.结果表明, 大多数情况下, 抽水蓄能储能方案下的微网成本低于蓄电池储能方 案下的微网成本, 成本差异的具体数值与储能需求 量、 资产的投资回报率等因素有关.该研究基于固 定的电源及负荷构成, 并没有考虑微网整体的优化 配置. 据统计, 具有可控潜力的居民负荷约占居民总 负荷的6 0% [