基于用户侧需求响应的互联微电网研究.doc

基于用户侧需求响应的互联微电网研究*张巧来,马运东,王愈(南京航空航天大学自动化学院,南京)摘要:微电网是利用分布式能源尤其是可再生能源的有效途径之一。风能和太阳能较高的波动性使微电网难以保持发电侧和需求侧的功率平衡,直接导致微电网较高的运行成本和较差的用户满意度。针对供需侧不平衡的问题,提出了结合单微电网电能管理和多微电网协同优化的解决策略。首先,单个微电网通过采取动态电价策略,引导用户从负荷侧改变电能曲线,缓解微电网自身电能短缺状况,微电网运营商根据采用动态电价后电能短缺值从外部购电。其次,通过互联协同使临近的微电网相互补充,根据各个微电网的动态电价进行最优购电。动态电价与微电网互联二者相互关联、互相促进,实现互联微电网系统的效能优化。仿真结果表明,基于单微电网的动态电价管理策略与多微电网的互联优化策略可以有效的缓解供需侧不平衡问题,同时用户参与度越大,优化效果越好,微电网的运营成本在采用优化策略之后得到了节省,提高了系统总体效能。关键词:动态电价;微电网互联;需求侧响应;互联优化中图分类号:文献标识码:文章编号:(),,(,,,,):.,.,.,.,..,.,.:,,,引言微电网的主要发电单元是可再生设备,这些发电设备的输出功率因为受到天气因素的影响,会表现出发电侧变化频繁且与负荷侧不相适应的特性[]。当前通过切断用户侧负荷来解决这个问题,虽然这种方式直接而且效果明显,却降低了用户的用电满意度。所以仅仅通过单个微电网想要解决负荷和发电的匹配问题难度较大。*基金项目:国家自然科学基金青年项目()为了解决单个微电网表现的问题,人们将目光转向了微电网互联。从目前看来[],微电网互联的优势有:()电能峰谷值的互补。由于相邻微电网的发电和用电配置不同,导致在某一时刻的用电需求不完全相同,即可能出现一个微电网发电大于需求而另一个微电网的需求大于发电的情况,通过互联可以实现电能相互补充;()增强系统的稳定性。微电网系统在互联之后,可调度模块增多,系统操作深度变大;()可再生能源的充分利用。传统发电模式是:当电池充满电,可再生发电电能仍然多余负荷需求时,需要对发电侧进行限制,造成了可再生能源的浪费,而互联之后可以将多余电能传送给系统中电能短缺的微电网;()节约不可再生能源。传统发电方式中,当可再生发电和储能不能满足负荷时,需要调用备用机组,造成了石油和天然气的消耗与环境的污染。目前对于微电网的互联研究中,文献[]将微电网中的各个优化目标利用加权方式结合,最后利用凸优化求出整体的最优解,获得了互联微电网系统整体优化。文献[]根据微电网之间的传输损耗来通过博弈论来决定微电网之间的互联状态与传输电能数值,获得最优传输方式。文献[]提出了一种分布式控制策略,将微电网模拟为一组互联的代理来最小化储能成本和微电网之间的电能交换值。这些研究的共同点是忽略了互联微电网之间的经济行为,同时没有考虑互联之后电能传输、用户响应对于电价、电能状况的影响。实际上,微电网在互联之后,运营商需要将从外部购买的电能以一定价格出售给用户。用户对于电价的反应会改变负荷曲线[],使得电能短缺值达到一个新的状态。因此,微电网的互联优化需要考虑需求侧响应带来的影响。需求侧响应(,)是在电力需求管理()的基础上发展起来的,是指通过动态电价影响用户的用电****惯,改变其消费行为,从而减少高峰电力负荷,达到削峰