索引词 |
| 分布式发电机,经济调度,登陆操作,微型智能电网",智能电网。 |
命名法 |
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介绍 |
| E LECTRIC电力系统已经发生深刻变化,以应对不同的需求,如环保合规、节能、更好的电网可靠性,提高运营效率,和客户更好的[1]。“智能电网”、“智能电网”和“下一代电网”的名称应用于未来的电网,电力基础设施和智能信息网络将被整合以满足上述的需求[1]- [4]。同时,分布式能源资源使用的不断增加(接单),包括间歇性的可再生能源,将给未来电网带来许多挑战,特别是关于配电系统[1]。为了解决单个分布式发电机的并网问题(DGs),提出了微型智能电网"的概念[5]- [7]。一个微型智能电网"是一个低收入或中等——电压分布网络,包括各种DGs,存储设备,和可控负载,可以在网格-连接或坐落模式[5],[6]。到目前为止,已经有很多研究项目的设计、控制和操作的微电网在世界各地,如确实的事情微型智能电网"在美国[6]、[7],[8]的微型智能电网"项目的欧洲,新能源项目进行集成测试 |
| 在日本NEDO [9]。 |
| [8]和[10]-[13],一个中央控制器,提出了能量管理系统(EMS)的推导的最大受益于操作的微型智能电网",并实现了DG使用的效率。一个微型智能电网" EMS的主要功能是提供功率和电压。 |
| 在上面的函数,本文关注的问题确定DGs的权力引用优化运行的微型智能电网"。微电网的优化有重要区别很大的情况下电力系统及其传统的经济调度问题(ED) [13]。最重要的区别之一是稳定的模式转型的必要性从短到坐落在电网故障的情况下操作。因此,我们建议对微电网ED的配方问题及其相关约束,并网操作期间产生的燃料成本最小化,同时保证孤岛效应后稳定运行。 |
| 本文的其余部分被分为五个部分。第二部分介绍了几个问题关于DGs的功率控制在一个微型智能电网"。在第三部分,经济调度问题和相关约束制定微型智能电网"。第四部分介绍了制定稳定的约束坐落操作按照DGs之间的分权原则。第五部分讨论了数值模拟结果,利用调查每个约束对运营成本的影响。最后,第六部分包含了一些结论。 |
微型智能电网" ED相关技术问题 |
| 答:有功功率和频率控制在一个微型智能电网" |
| 之前开发的配方ED问题微型智能电网",我们将布里干酪飞讨论一些技术问题相关的DGs的有功功率和频率控制:1)电控模式,2)之间的分权原则DGs在微型智能电网"孤岛效应,和3)能源的可控制性。 |
| 1)掌握模式:DG的输出功率可以由两种不同的模式:控制单元输出功率控制(UPC)或给料机流量控制(FFC) [7]。UPC-mode DG生成常数有功功率根据权力时参考,虽然FFC-mode DG的输出控制,有功功率流给料机保持不变。在这项研究中,功率输出参考UPC-mode DG和馈线流参考FFC-mode DG取决于解决教育问题的优化运行一个微型智能电网"。 |
| 2)分权原则在微型智能电网"孤岛效应: |
| 当一个微型智能电网"断开主电网DGs必须代替主电网在电力需求匹配。在许多研究中,功率和频率下垂控制采用为了确保电力需求动态平衡的DGs [5], [8]。DG的传统,下垂常数被认为是一个固定的参数,确定的负荷需求之间共享DGs额定能力成比例。在nd[15],提出了一种新的权力分享的原则,定期的下垂常数修改根据DG单元的操作点。通过这种方法,DGs分享权力根据他们的运营储备,而不是他们的能力。我们称前者技术为固定下垂,后者技术作为可调下垂,并制定相关的约束坐落操作的微型智能电网"按照分权原则。 |
| 3)能源的可控性:新兴职介技术适用于微型智能电网"应用程序,在一起 |
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| 典型的能力范围,列出在表我[16]。因为大多数DGs与网格通过in-verter界面上的,他们有各种控制功能,包括功率、频率和电压控制。然而,与可再生能源DGs的功率输出,如光伏电池和风力涡轮机,是由天气、而不是系统负载[7]。因此,这些间歇性来源不能用作dis-patchable来源。的教育问题,这些资源将被视为负负载,其功率输出将在一些外界以为是可预测的范围的不确定性。 |
| b .约束与微型智能电网"操作 |
| 图1表明,微型智能电网"配置考虑在本研究中是一个multiple-FFC配置是最以何种微型智能电网"的DGs的主导[17],[18]。我们假设的变化负载和电源输出每个控制区的nondispatch能力DGs compen-sated的可分派DGs在同一地区。为此,每个地区的fi rst DG FFC模式运作,而其他人则在UPC经营模式,如图1所示(b)。在这个配置中,任何变化在一个区域可以compen-sated FFC - DG模式,以及两个adja-cent区域之间的流动保持不变在预定的时间段[17]- [20]。这个属性是有利于系统运营商,因为微型电网可以被认为是控制子系统。 |
| 基本的教育问题是扩展到包括额外的约束相关操作的微型智能电网"。摘要本研究约束考虑如下: |
| 我)预订负载的变化需求 |
| ii)的变化准备nondis——patchable DGs的功率输出 |
| 3)流两个相邻区域之间的限制 |
| (四)稳定坐落准备操作。 |
| 自从前三个约束已经作为ED问题常规电力系统的一部分,他们只是修改申请到一个微型智能电网"。独特的约束,关于稳定坐落opera-tion的储备,将在第四节中详细讨论。 |
ED问题公式化的微型智能电网" |
| 答:制定的基本问题 |
| 在电力系统中,ED的主要目标是min-imize代总成本英尺,同时满足能量平衡和生成单元的限制[21],[22]。这可以制定如下: |
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制定稳定的约束 |
| 来源是假定为预测每一个时间间隔。 |
| 坐落操作 |
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| 热备用需求约束:热能 |
| 当一个微型智能电网"坐落,DGs调整红外力量areuncertainties参与预测和风速和/或辐照度。此外,负载需求为了弥补损失的主要网格。自从和间歇的功率输出来源通常不同径向系统拓扑结构,从任何DG持续输出功率的变化。为了弥补这些变异,会影响上游的功率流。例如,操作系统稳定,额外的储备是非常必要的,如果权力从主电网在grid-con-and进口风速和/或辐照度。nected操作,此外,负荷需求DGs将增加他们的力量输出,或提出的微型智能电网"的配置,所有因此向上流动在每一行将会增加。协议——变化是由FFC-mode DG在每个区域,荷兰国际集团(ing)如果两个领域之间的功率流仍接近它的约束可以5)和(6)制定。旋转最大限度在并网操作权力准备金率是反映最大减少在转换过程中不能传播,这可以限制Pmax和最低限度的增加使系统不稳定第一DG在每个区域。在这项研究中,假设在[8]和[23],卸载算法提出了负载需求变化在r %的预测价值,并稳定运行,以防此类事件。然而,在non-dispatch的功率输出能力在本文来源不同,我们假设DGs能够提供所有的预测价值负载没有缩减在坐落操作。对于这个 |
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| 两个相邻区域之间的功率流是限制功率输出DGs的参考。越流限制物理限制。这个约束可以制定为(7)-(10)坐落时系统将更稳定。无论,假设的数量地区支线n这样的限制会增加运营成本在并网运行。 |
| 答:约束制定与固定下垂 |
| 这种分权原则,每个DG将改变其输出功率成正比的逆预定 |
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| 约束可以制定不同的,这取决于最初进口或出口到主网格。 |
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| 自从DGs减少功率输出,向下的地区之间流动会增加在过渡。因此,稳定坐落操作在不违反物理国际区域流动限制,下行流应该保持在一个适当的水平低于限制并网操作期间。张额外的数量从区域面积的总和权力共享的DGs区和下游的地区。因此,向下流动极限应减少额外的流量,而向上流动限制保持不变。 |
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| 2)权力最初进口:如果权力是进口从主电网并网操作期间限制也应该细化我> 0 |
| DGs将增加功率输出时,微型智能电网"断开主网格。与前者相反,所有DGs应该有额外的热备用,攸关流inter-area线将会增加。因此, |
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| 约束制定与可调下垂 |
| 采用固定下垂时,每个DG储备的贡献决定之前解决教育问题,因此一个单元的输出限制修改根据(13)或(15)。然而,当可调下垂,每个DG的功率输出参考最佳决定,然后储备的贡献是决定根据其运营利润率[14],[15]。因此,输出限制的DGs不需要修改。inter-area流动限制,另一方面,应该改进的固定下垂。 |
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| 应该下载流量限制减少的方式类似于(14)。然而,在这种情况下,由于权力共享的每个单元是未知的,直到ED问题已经解决了,向下流动的趋势值限制不能直接计算在固定下垂的情况下行功率流从张区域到区域我在并网操作差异之和be-tweed区域的负荷需求和电力输出我和下游的地区。 |
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| 测试系统包括三个控制领域是利用分析。我们假设五DGs安装在每个区域;DGs的成本数据和日常负荷需求表II和III summa-rized,分别。我们还假设负载需求表III包括non-dispatch-able DGs的影响,为简单起见。自每个约束对成本变化的影响根据载荷分布,我们测试了两个案例关于每个条件。 |
| 例1)每个区域的载荷分布系数= 0.35:0.25: |
| 例2)每个区域的载荷分布系数= 0.30:0.35:0.35 |
| 各种数学方法和优化tech-niques已经发展为解决教育问题。陈提出了一种直接搜索方法(DSM)和ED问题传输约束[27],并应用教育问题与各种类型的约束,如wind-thermal协调调度和generation-reserve分派[28],[29]。在这项研究中,应用了DSM(一些modifica-tions)为了解决微型电网的教育问题,因为它提供了这些明确的优点:1)该算法简单,容易实现,和2)可以包括各种不等式和等式约束。多层次conver-gence策略,提出在[27],也用于改善DSM的性能。 |
| b .测试1:Inter-Area流动极限和负载变化 |
| 第一个模拟旨在调查inter-area流量限制的影响和负载变化生成成本。为此,燃料总成本计算在各种条件下的载荷分布,存款准备金,inter-area流量限制。主要的力量注入电网,PMain,被认为是0在这个测试。每日燃料成本的不同条件下两种情况的总结在图2中。 |
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| 这两个因素的影响可以概括为fol-lows成本。代成本增加inter-area流动极限日渐式微的小,这发生因为in-cremental成本较高的单位应该增加他们的输出流极限下降。在测试系统中,区域2的DGs增量成本相对较低,但这个区域的负载级别在案例1中只有25%的总需求。因此,为了这种代总成本,区域2中的DGs应该生产更多的权力比当地负荷需求,和剩余权力转移到其他领域。例如,1500千瓦的系统负载,大约22千瓦和118千瓦的电力从区域2区域1和3,分别,当inter-area流不是有限的。然而,随着inter-area流动限制de-creases,区域2的权力转移限制,较高的地区和单位1和3增量成本应该增加他们的输出,也增加了发电总成本。 |
| 我们也可以看到,成本会增加趋势与存款准备金对负载变化。FFC-DGs在每个区域的输出功率应限制为了补偿负载变化,依照(5)和(6)。因为FFC DGs的增量成本相对较低,存款准备金的增加导致更高的发电成本。另一个观察图2是国米的影响——区域流动极限是在案例1中占据主导地位,而负载变化的影响储备案例2中是至关重要的。 |
| c .测试2:准备坐落稳定操作 |
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结论 |
| 经济调度问题是制定与相关的各种制约accor-dance操作的微型智能电网"。一些限制被修改存在的约束制定适合的配置微型智能电网"。我们提出了一个额外的约束,确保稳定坐落操作的微型智能电网",并提供一个详细的配方根据有关DGs的权力共享的原则。测试系统对数值simula-tions 15 DG单元的开发,考虑到源类型和每个DG的部分负荷性能。然后我们调查了各种参数的影响(包括负载varia-tion存款准备金,流量限制,载荷分布模式,和主要的力量注入电网)的成本。虽然成本增加了0.7%,在并网微型智能电网"可能是经济运行模式,和良好坐落模式,使用修改后的调度解决方案,考虑了更多的反对 |
引用 |
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