基于SoS体系结构的多微电网协同优化调度研究

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随着我国对可再生能源发电战略的愈发重视,高渗透率的新能源开始不断渗透配电网。微电网系统通过对自身内部资源的协调管理,能够降低新能源发电对配电网影响,同时保持自身的经济运行,但是相比于单个的微电网独立运行,多微电网系统的能量管理更为复杂,不仅要考虑子微电网内部微源之间、子微电网与子微电网之间、子微电网与配电网之间复杂的交互行为,还要兼顾各子微电网的发电、用电特征以使得微电网群能够放大优势、弥补劣势。此外,多微电网系统在内部子微电网不断加入、退出,系统结构不断变动时系统能量管理更为不易。首先,引入系统科学、复杂科学交叉领域中的体系或系统之系统(system of systems,SoS)的概念研究多微电网能量管理方式,将体系与多微电网的特征进行对比,对运用体系方法论对多微电网系统能量管理的可行性进行分析。其次,建立多微电网系统的SoS架构,研究建立多微电网中子微电网内部微源的数学模型以及多微电网系统双层能量管理模型,并以多微电网整体经济运行为目标对各子微电网调度计划进行求解。再次,以子微电网在多微电网系统协调调度能量互济传输中的电力传输量等指标作为依据,建立涌现收益模型以及涌现收益贡献度模型,并给出多微电网系统涌现收益合理分配给参与调度的子微电网的博弈求解方法,提高子微电网参与协调调度的积极性。最后,考虑子微电网在多微电网系统调度期间,动态加入、退出多微电网系统的行为,采用数学中图论的方式对子微电网动态行为进行分析,并将动态行为造成的影响加入到多微电网系统能量管理模型中去,结合子微电网在动态链接行为下的自主性、内部鲁棒性等特征,重新构建涌现收益的分配模型以及计算方法;采用交替乘子法对模型求解,并通过仿真分析验证了能量管理方案以及收益分配方式的有效性。仿真结果表明,SoS架构下的多微电网系统控制策略在能量管理方面能够综合各子微电网的特征,增大本地可再生能源的消纳,同时降低多微电网系统与配电网之间的功率传输,减少高渗透率可再生能源对配电网电能质量和稳定运行的影响,多微电网系统在SoS架构以及动态架构下运行产生的涌现特征能够为多微电网系统带来涌现收益,收益的合理分配提高了子微电网参与多微电网系统能量协调调度的积极性。
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