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户用型微电网将具有巨大发展潜力(2)

日期:2018-12-08

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  户用型微电网作为用户分布式能源利用和智能用电的有效载体,是智能电网实现用户个性化、差异化供电服务的重要手段,随着分布式发电技术、智能家居技术和网络通信技术的不断成熟,将具有巨大发展潜力。以经济效益最大化为目标的调度策略在给用户带来经济收益的同时,会影响到用户的用电舒适程度。由于用电费用支出占家庭总支出的比例不同,用户对用电经济性的要求呈现出较大差异,因此以用电经济性作为调度目标并不能满足用户的多样化需求。复合绝缘子
  本文针对包含光伏资源、储能资源、负荷资源的户用型微电网,以用户满意度最大为目标函数建立了日前优化调度模型。该模型通过协调控制光伏发电、储能水平及可调节家居负荷,使得用户的满意度最大化。提出了遗传和禁忌混合算法的模型求解方法。通过算例分析了不同峰谷电价比对微电网的削峰填谷能力和用户满意度的影响。避雷器
  主要内容
  1典型户用型微电网模型
  户用型微电网包括分布式发电、储能和负荷。分布式发电为小型光伏发电,工作在最大功率跟踪MPPT)状态,余电对储能单元充电或向电网售电获利。负荷主要来自家居照明、厨用、供热、娱乐及其他生活电器等,根据使用时间、功率等运行特性的不同,分为固定负荷、时移负荷和可调负荷3类。固定负荷是指使用时间和功率比较固定、不能进行调度的负荷,如照明、电冰箱、电炊具等;时移负荷是指使用时间可以根据需要平移到别的时段、但功率比较固定的负荷,如洗衣机、电动汽车、电热水器等;可调负荷是指功率可以根据需要进行调节、但使用时间比较固定的负荷,如空调等。
微电网
  2考虑用户满意度的户用型微电网日前优化调度模型及求解
  用户满意度包括舒适度和经济度两方面,可以看作舒适度和经济度的乘积。假定在各时段电价无差异的情况下,用户在典型负荷曲线的用电方式下其舒适度最高,在电价无差异情况下的负荷曲线称为舒适度最大曲线,根据用户在分时电价条件下的实际用电曲线和舒适度最大曲线的差异计算用户的舒适度。以优化运行后用户的电费支出减少量与优化运行前的电费支出之比作为经济度。
  户用型微电网日前优化调度以用户满意度最大为目标,优化变量为未来日24小时可调负荷和时移负荷的用电计划。采用遗传和禁忌混合算法对模型求解,通过遗传算法对种群进行全局搜索,当遗传算法接近于早熟时,对每个个体进行禁忌搜索操作,使个体趋向于所在区域的局部最优解,从而改善群体质量。
  3算例分析
  1)不同满意度方案下的调度结果分析
  分3种情况对户用型微电网的日前优化调度进行分析:1)只考虑舒适度;2)只考虑经济度;3)综合考虑满意度。
优化调度结果
  综合考虑用户满意度时,通过合理安排可调负荷和时移负荷的使用时间和功率,在尽量减小对用户舒适度影响的情况下,最大限度地提高用户经济收益。与只考虑舒适度的用电习惯相比,舒适度下降了18%,但电费支出减少了33%,总体满意度提升了9%。
  由于空调和电动汽车等设备日用电量较大,在优化调度时应在满足用户基本用电需求的情况下尽可能地降低空调功率,同时将电动汽车的充电时间移至夜间电价低时段,避免在电价高峰时段对电动汽车充电。电热水器和洗衣机等负荷由于使用时间相对较为固定,可在日常习惯的基础上对使用时间作出适当调整,以减少用户的电费支出。在舒适度方面,方案2对用户的舒适度影响最大,方案3次之,方案1对舒适度无影响。
微电网
  优化调度后18:00—22:00负荷高峰时段户用型微电网的交换功率明显下降,尤其在只考虑经济度进行优化调度时最为明显,综合考虑满意度和只考虑经济度的2种调度方式下用户与电网的交换功率峰值分别下降了27%和42%。同时,由于将电动汽车等部分时移负荷的充电时间转移,夜间低电价时段的负荷明显提升,削峰填谷效果明显。
  2)分时电价对用户满意度的影响分析
  以总满意度最大为目标,对不同分时电价比对用户满意度的影响情况进行了仿真分析。
峰谷电价
  随着峰谷电价比的提高,用户的用电经济度逐渐提升,而用电舒适度则逐渐下滑,综合满意度呈现出先升后降的趋势。当峰谷电价比<6时,用户的总体满意度>1,并在峰谷电价比为4.5时达到最大值;当峰谷电价比>6时,用户的总满意度<1,此时峰谷电价比越大,总满意度越低。由此可见,合理的峰谷电价比是引导用户积极参与需求侧响应的重要因素。峰谷电价比设置过低,则用户参与需求侧响应的激励不足,达不到电网削峰填谷的目的;而峰谷电价比设置过高,则会降低用户的满意度,损害用户参与需求侧响应的积极性,同样不利于需求侧响应的实施和推广。
  结论
  1)以满意度最大为目标对户用微电网进行优化调度,可以综合考虑用户的用电舒适度和经济性,为用户提供差异化、个性化的用电方案。
  2)户用型微电网进行合理调度可以有效降低用户的电费支出,同时由于用户将负荷从电价高时段平移至电价低时段,有利于降低上级电网负荷高峰时段的供电压力,实现其削峰填谷的目的。
  3)合理的峰谷电价比是引导用户积极参与需求侧响应的重要因素。若峰谷电价比设置过低,则用户参与需求侧响应的激励不足,达不到电网削峰填谷的目的;而若峰谷电价比设置过高,则会降低用户的满意度,损害用户参与需求侧响应的积极性,同样不利于需求侧响应的实施和推广。
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