微电网的日优化方案

微电网的日优化方案
本文针对了当前流行的微电网系统，通过某一地区某一用户的实际情况首先使用平滑模型得到负荷和发电效率随时间变化的关系，并且建立了经济费用模型，之后根据用户的实际情况建立了优化模型得到其全天购电费用最低价和最低平均购电费用。

标签：微电网；平滑模型；优化
可再生能源根据其接入电力系统方式的不同，分为大规模集中接入和分布式接入，分布式接入主要应用于微电网。

微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、監控和保护装置等组成的小型发配电系统。

如何妥善管理微电网内部分布式电源和储能的运行，实现微电网经济、技术、环境效益的最大化成为重要的研究课题。

下图示意了一个含有风机、光伏、蓄电池以及常规负荷的微电网系统。

一、平滑模型建立
由于电力负荷检测通常为15分钟一次，所以为了得到更加精确的负荷和发电效率关系使用指数平滑模型。

利用Holt两参数指数平滑对该序列进行拟合，每期都递增r或递减r，那么第t期的估计值就应该等于第t-1期的观察值加上每期固定的趋势变动值，即：
但是由于随机因素的影响，每期的递增值或递减值不会恒为r，它会随时间变化上下波动，所以趋势序列实际上是一个随机序列，因而。

最终得出Holt两参数指数平滑法的构造思想，平滑公式为：
其中：
——负荷值；t——时间；α，β为两个平滑系数，它们满足0<α，0<β。

使用matlab编程可以得到负荷与时间的关系，如图所示：
同理，可以得到风力发电与光伏发电效率与时间的关系：
二、经济费用模型
首先调查此地区的售电与购电价格：
由于购电单价在不同时段不同，因此将其分为6个时间段，设立如下参数：
所以可以很容易地得到全天的购电费用：
由于蓄电池的变换是比较复杂的，所以将时间段分为15分钟一次也就是96个阶段得到蓄电池的充放电费用：
通常为了保护蓄电池单位时间内充放电最大功率为蓄电池组额定容量的20%，且对于充放电次数也有要求，所以有：
风机发电费用与光伏发电费用为：
综上所述，全天总供电费用为：
三、优化方案的建立与结果
以负荷平均供电单价最小为目标的函数为：
约束条件：
如果不采用微电网的形式而是全额购电，那么可以得到的是总成本变为：1983.9元且平均成本为：0.6011.显然可以看出采用最优方案的微电网形式可以大大节约用户的用电成本。

【参考文献】
[1]王燕.应用时间序列分析[M].北京：中国人民大学出版社，2015（12）.
[2]黄代政.风电功率预测与微电网优化问题研究[D].广西大学，2015.
[3]邱海伟.基于多目标的微电网优化调度研究[D].上海电力学院，2013.。