PDF《含风/光/抽水蓄能并计及负荷响应的海岛微网优化配置》

1 4 ] , 随着智能家居的发展, 未来多数家 用电器将成为可控的需求侧资源, 在微网中考虑负 荷响应具有现实意义.在微网运行中已有较多研究 考虑了负荷响应, 负荷响应被证实具有平滑功率波 动[

1 5 G

1 8] 、 降低微网运行成本[

1 6 G

1 7,

1 9] 、 减少污染物的排 放[

1 6] 、 增加可再生能源利 用率[

1 9 ] 等作用.在微网配置中考虑负荷响应的研究较少.文献[

2 0 G

2 1] 研 究了考虑负荷响应的海岛微网配置问题, 但需求侧 资源仅考虑了海水淡化可时移负荷.负荷响应所带 来的利益与用户负荷响应参与度( d e m a n dr e s p o n s e p a r t i c i p a t i o nd e g r e e , D R P D) [

1 5,

1 8 ] 密切相关, 而目前 的很多研究忽视了 D R P D 的影响.

5 6 第4 1卷第1期2017年1月1 0日Vol.41N o . 1J a n .

1 0,

2 0

1 7 D O I :

1 0.

7 5

0 0 / A E P S

2 0

1 6

0 1

0 6

0 0

8 在居民用电为主要负荷并且能够建设抽水蓄能 的海岛微网中, 需求侧资源主要是可时移家用电器. 本文针对这类海岛微网建立了优化配置模型, 并利 用粒子群算法进行求解.与现有海岛微网配置方面 的研究相比, 本文的主要特点有: ①考虑抽水蓄能储 能方式, 进行微网发电装置与蓄能装置的联合优化 配置;

②考虑家用可时移负荷的负荷响应对配置的 影响;

③通过算例对基于蓄电池储能和抽水蓄能储 能的两种微网配置方案进行了比较;

④分析了家用 可时移电器的单机功率、 D R P D、 微网负荷总量及抽 水蓄能系统水头高度等对微网配置的影响.

1 微网主要设备模型 1.

1 含抽水蓄能系统的海岛微网结构 含抽水蓄能系统的海岛微网的典型结构如图1 所示.电源部分包含光伏和风电机组, 储能部分为 微型双水道海水抽水蓄能系统, 负荷部分包含不可 调负荷和可时移家居负荷.母线 A 为直流母线, 母线B为交流母线.风电机组和光伏所产生的直流 电经逆变后供给负荷或水泵, 在可再生能源不足时, 发电机组发电或者调节可时移负荷工作时段.使用 双水道海水抽水蓄能系统而非通常的可逆式抽水蓄 能系统, 是因为双水道系统有助于调节系统电压和 保持频率稳定[ 8] , 同时当前并未有适合微网的微型 可逆式抽水蓄能机组[

1 2 ] . 图1 海岛微网结构 F i g .

1 S t r u c t u r eo f i s l a n dm i c r o g r i d 1.

2 风电机组发电模型 风电机组的输出功率与风速大小相关, 可用以 下分段函数表示[

2 2] : PWT( t) =

0 V( t) <

Vc i NWT( V3 ( t) - V3 c i) Pr V3 r- V3 c i Vc i<

V( t) <

Vr NWT Pr Vr<

V( t) <

Vc o

0 V( t) >

Vc o ì ? í ? ? ? ? ? ? (

1 ) 式中: NWT为风电机组数量;

Pr 为额定功率;

V( t) 为 实际运行风速;

Vc i为切入风速;

Vr 为额定风速;

Vc o 为切出风速. 1.

3 光伏发电模型 光伏输出功率受光照强度, 工作温度和光伏板 清洁度的影响, 采用式(

2 ) 计算: PP V( t) =NP V ηP V PS T C I r a d( t) IS T C (

2 ) 式中: NP V为光伏板数量;

I r a d( t) 为光照强度;

IS T C为 标准测试条件下的光照强度;

PS T C 为标准测试条件 下的功率, 即光伏板额定功率;

ηP V 为系统效率, 与工 作温度和光伏板清洁度有关. 1.

4 抽水蓄能系统模型 海岛淡水资源通常并不丰富, 但可以非常方便 地使用海水储能.海水抽水蓄能系统以大海作为下 水池, 只需修建一个上水池. 蓄水池水量变化关系如下: W ( t+1 ) =W ( t) +( QP( t) -QT( t) ) Δ t (