微网并网时的经济运行研究

（ ） 功率平 衡约束 １
Ｐ ＝ ｆ ＋ ； ＋ ｆ ＋ ＋ ｆ ＋ （ ） Ｐ Ｔ Ｐｃ Ｐ Ｇ Ｐｖ Ｐ Ｔ Ｐ ｉ ４ Ｍ Ｄ Ｗ 盯 ｃ ｄ
Ｆ（） ＝（／） ・∑ （Ｊ Ｐ ＣＬ Ｐ ） （ ） ／ １ ２
式 中：Ｐ ，Ｐ ， ＰＴ Ｐ Ｍ ｆ， ， Ｐ ， Ｐ ， Ｐ ， 式 中 ：Ｃ为 天 然 气 价 格 ； 为 天 然 气 低 热 热 值 ， Ｐ 分 别 为 ｔ 时段 的 负 荷 、 网损 、微 型 燃 气 轮 机 取 为 ９ ７ Ｗ ・ ／ 。 ｊ 时间段 ‘内 的净 输 出电 ． ｋ ｈ ｍ ；Ｐ 为 ，
式中：
，
“分别 为 第 ｉ 微 电 源 有 功 出 力 率 ，但不 可 以向主 网输 出功率 。 个
的下 限和上 限 。
（ ）微 网与 主 网 间能 够允 许 交 互 的最 大 传 输 的运行优化，仍是可 以从 主网吸收功率 ，不可以 ３
功率约束 ：
Ｐ ｎ≤ＰＩ一≤尸 ｌ ： ｎ ｅ （） ６
第２ ７卷 第 ９ 期
２ １ 年 ９月 ０１
电
力
科
学
与
工
程
Ｖｏ． ７． ． １２ Ｎｏ ９ Ｓ ．２ ｅｐ ， ０１１
Ｅｌｃ ｒｃ Ｐ ｗｅ ｃｅ ｃ ｎｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｅ ｔ ｉ ｏ ｒ Ｓ ｉ ｎ ｅ ａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
微 网 并 网 时 的 经 济 运 行 研 究
２ １ 对粒 子群算 法 的改进 ．
孤 岛运行 时 的平衡 机组设 定 为 Ｄ 。 Ｓ 在传统 的 以火 电机 组 为 主 的 电 网 中 ，等 耗 量 ２ ２ 算法 步骤 ． 微 增率 准则 在 经 济运 行 方 面得 到 了广 泛 应 用 ，但 （ ）输 入机 组 、负 荷 参 数 ；输 入 粒 子 群 算 法 １
（ ） 微 网可 以 与主 网 自由双 向交 换 功 率 ，可 ３ 以从 主 网吸收功率 ，如 果发 电成 本低 于 主 网的话 ，
（ ）蓄 电池运行 约 束 ４
第 ９期
习
朋 ，等 微网并网时的经济运行研究
可 以将 多余 的 电能可 以卖给 电 网。
表 １ 不 同控 制 策 略 时的 微 网与 主 网 的功 率 传 输 限值
厂（ Ｐ） ＝ ｉ ｉ ｃ ａＰ ＋ｂ Ｐ＋ （ １ １）
式 中 ：Ｅ 为微 网的综 合成本 。 ， １ ２ 约束 条件 ．
式 中 ：口，ｂ，ｃ为成本 函数 的系数 。 （ ）燃 料 电池 和微 型燃 气 轮 机 的燃 料 成 本 与 ３
工作 效率有 很大 关 系 ，可用 下式 表示 ：
例 进行 了研 究 ，仿真计 算结果表 明 了所提 方法的正确性和有效性。
关键词 ：微 网；经济运行 ；并 网；改进粒子群算 法
中 图分 类号 ：Ｔ ６ ；Ｔ ７ Ｍ １ Ｍ３ 文献 标 识 码 ：Ａ
式发 电机组 调度 与传 统 电网经 济 调度 有很 多 区别 ：
０ 引 言
（ ）分 布式 电 源 中 的太 阳 能 、风 能 等可 再 生 能 源 １
本文 主要 研 究 了 微 网并 网运 行 模 式 下 的微 网 方案 ，优化 和 提高 能 源 利 用 效 率 ，减 轻 能 源 动力 经 济运行 问题 ，即 在 满 足 系统 约 束 条 件 下 如 何 优 系统 对环境 的 影 响 ，推 动 分 布 式 电源 上 网 ，降低 化微 网中各微 电源 的 出力 ，使 微 网 的 目标 成 本 最
（） １
基金项 目：国家 自然科学基金项 目 （ ０７ ０ ９ 。 ５ ９ ７ ２ ）
作者简介 ：习朋 （ ９６一 ，男 ，硕士研究生 ，主要研究 方 向为分 布式 发 电与微 网新 技术 、电力 系统分 析运行 与 控制 ， １８ ）
Ｅ ｍａｌ ｉ ｉ ａ ＠ １ ６ ｃ ｍ。 — ｉ：ｘ ｒ ｈ ｎ ｕ ２ ．ｏ ２ 电力科学与
工
程
２１ ０ １正
式 中：
Ｐ ｌ 脚 ｍ ≤Ｐ ≤Ｐ ｘ “
（） ７
式 中 ：Ｐ ，Ｐ “ Ｆ 分别 为 蓄 电池 最 大 、最 小充 放 电 Ｅ 为微网运行成本 ；Ｆ （ ： ， Ｐ ）表示微 电源 的运行 功率 ；式 （ ） 表 示 蓄 电 池 一 个 调 度 周 期 的 最 终 ８ 成 本 ，可 由下 式表示 ：Ｆ 尸 （ （ ）＝ Ｐ）＋ （ ）＋Ｊ 储 能 容 量 和 初 始 储 能 相 等 ； 表 示 时 间 间 隔 ； Ｐ ｓ ， 等式右 边三项 分别表 示燃 料成 本 、运行 维 护成 本 、 Ｓｃ ，Ｓｃ ｏ ｏ一分 别 为 蓄 电池 的最 大 和 最 小 剩余 启 动成 本 ；Ｔ为 调 度 时 段 总数 ；Ｎ 为 微 网 内微 电 容 量 。 源 的总数 ；Ｃｕ为微 网从 主 网 的购 电成 本 ；Ｃ 为 １ ３ 微 电源 功率特 性 ｂ ｙ ． 微 网向主 网的 售 电 收益 ；Ｃ ，Ｃ 分 别 为微 网 向 微 电源 的运 行 成 本 主 要 包 括 ：燃 料成 本 、运
ｄ－ ，
（ ）光伏发 电、风力发 电不消耗一次能 源， １
其燃 料 成本为 可计 为 ０ 。
为主电网第 类污染物的排放系数 。
目标 ３ ：微 网系统 的综合 效益 最高 。
ｍｎ ３ １ ２ ｉＥ ＝Ｅ ＋Ｅ （） ３
（ ）柴油发电机与传统火力发 电机的耗量特 ２
性 函数相 似 ，采 用如 下的二 次 函数模 型 ：
（ ｃｏｕｂｎ ，ＭＴ 出 力 、燃 料 电池 （ｕ ｌｃｌ 功率 ；ｒ 为 时间段 ．内的机 组效率 。 ｍｉ ｔｒｉｅ ｒ ） ｆｅ ｅ ， ｌ ／ ， ， Ｆ ） 出力 、柴 油 发 电 机 （ ｉ ｅ Ｇ ｎｒｔ ，Ｄ ） １４ 微 网系统运 行控 制策 略 Ｃ Ｄ ｅ ｌ ｅ ｅａ ｒ Ｓ ． ｓ ｏ 出力 、光 伏 （ ｈｔ ｏ ａｃｃｌ Ｖ） 出 力 、风 电 ｐ ｏ ｖ ｈ ｉ ｅ ，Ｐ ｏ ｌ 根据微 电源 是 否 优 先 调 度及 微 网与 主 电网 之 分为 如下 ３种 ： （ ｉｄｔｒｉｅ ｗ ｎ ｂｎ ，ＷＴ 出力 和 微 网与 主 电 网之 间 的 问 的功率交 互 方 式 ，将 微 网 经 济运 行 的控 制 策 略 ｕ ）
习 朋 ，李 鹏 ，刘金鑫。
（ 华北 电力大学 丑 电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验 室 ，河北 保定 ０ １０ ； ７ ０ ３
ｂ 州 研 究 院 ，江 苏 苏 州 ２ ５ ２ ） ．苏 １１３
摘要 ：微 网是智能电网的重要 组成部分 ，作为大电 网的有效补 充和分 布式能 源的有效 利用形 式 ，微 网已 经引起 各 国学者的广泛关注 ，微 网经济运行是其 中的一 个重要研 究方面。在建立含 多种微 电源 的微 网模 型的基础上 ，提 出了一种通过 改进 粒子群算法对微 网系统进行 经济运行优 化 的方法。对一 个微 网系统算
受 自然 条件 的影 响很 大 ，通 常 工 作 在 最 大 功率 点
微 网是一 种 由负 荷 和 微 电源 （ 即微 网 中 的分 跟踪模 式 ，不遵 循人 工 调度 。 （ ） 光 伏 发 电 、风 ２
布式 电源 ，如 光 伏 发 电 、风 力 发 电等 ） 共 同组 成 力 发 电的发 电成本 较 低 ，而 且 几 乎 无 温 室气 体 排 的系统 ，可 同时提 供 电能 和热 量 ；通 过 整 合 分 布 放 ，因此应 优先 安排 其发 电。 （ ） 不 同类 型 、容 ３
大 电网 的负担 ，改 善 电 网 的 安 全 可 靠 性 ¨ 。微 小 。首先 建立 了微 网经 济 运 行 的数 学模 型 ，然 后 网作 为智能 电 网的 重要 组 成 部 分 ，在 实 现 电 网支 采用 改进 粒子 群 优 化 算 法对 微 网 的经 济 运 行 优 化 撑 、防震 减 灾 、提 高 能 效 、节 能 降 耗 、农 村 电气 进行 了研究 。最 后 通 过 算 例 验 证 了数 学 模 型 与 优 化等方 面具 有 重 要功 能 ，是 未来 智 能 电 网新 的组 化算法 的 正确性 与有 效性 。
， ｖ
Ｅ 微 网经 济运行 可 以从传 统 的大 电网借 鉴经 验 ， ｍｎ， ｉ ＝∑
ｌ １ ：
∑ ［ＦＰ） Ｃｒ ） ｃ ）］ （（：＋ ｂ（ ．Ｐ 一 。 Ｐ ） 。 。 （
‘ ｌ ＝
但 微 网的特 殊 性使 其 有 自身 特 点 。 微 网 中 的分 布
收 稿 日期 ：２ １ — ７— １ ０１ ０ ２。
主电 网的购 电 电价 和售 电 电价 ；Ｐ ｔ为微 网与 主 网 行维 护成 本 。 间的交 互功率 。 运行 维护成 本 可 认 为 与 其 输 出 的功 率 成 正 比
ＣＰ ｛．，： ｂ ＝ Ｐ 兰 ￣ ｙ ｃ ： ＣＰ ｛ 至 ｓ ＝Ｐ ： ｅ ｄ ｌ ｃ ’ ：
Ｔａ ２ Ａｃｉｅ ｐｏ ｒ ｌ ｔ ｅ ｗｅ ｎ ｎ ｃ ｏ ｉ ａ ｄ ａｎ ｂ． ｔｖ ｗｅ ｉ ｓ ｂ ｔ ｅ ｆ ｒ ｇｒｄ ｎ ｍ ｉ ｍｉ ｉ ｇｒｄ ｎ ｉｆ ｒ ｎｔｃ ｎｔ ｏ ｔ ａ ｅ ｅ ｉ ｉ ｄ ｆｅ ｅ ｏ ｒ ｌｓｒ ｔ ｇｉｓ
２ 基 于 改进 粒 子 群 算 法 进 行 求解
式发 电单 元 与 配 电 网之 间 的 关 系 ，在 一 个 局 部 区 量 的分 布 式 电 源 （ Ｅ Ｄ Ｒ） 所 消 耗 的 燃 料 、效 率 、
域 内直接 将分 布式 发 电单 元 、电力 网络 和 终 端 用 运行 和维 护 费用等 有很 大 区别 。 户联 系在 一起 ，可 以方 便 地实 现 热 电 （ ） 联 供 冷
织 形式 。
微 网有 并 网 运 行 和 孤 岛 运 行 两 种 工 作 模 式 。 １ 微 网经 济 运 行 的 数 学 模 型 在 并 网运 行 时 ，大 电 网可 以作 为 微 网 的重要 支撑 ，