考虑电能交互的冷热电区域多微网系统 双层多场景协同优化配置 笔记

本文讲解了多个冷热电联供型微网通过区域配电网进行连接构成多微网系统，可有效提高区域冷热电多微网系统的总体运行效益。提出一种考虑电能交互的冷热电区域多微网系统双层多场景协同优化配置方法。考虑风光出力的不确定性和相关性，提出基于非参数核密度估计和Frank-Copula 函数的风光出力场景生成方法，得到典型日风光出力序列；以多场景下多微网系统年化总投资成本、维护成本与运行成本综合最低为目标，建立多微网系统规划与运行相结合的双层多场景协同优化配置模型；基于某地实测数据生成典型日风光出力场景，通过算例分析多微网系统中设备配置、设备出力和负荷平衡情况，结果表明，考虑电能交互会影响多微网系统中设备出力，并能够降低多微网系统的年化总成本，验证了所提配置方法的有效性和经济性。

本文利用非参数核密度估计法求得风光出力的概率密度函数，基于Frank-Copula函数建立两者的联合概率分布函数。

首先讲解了区域多微网系统，区域多微网系统结构及设备出力模型。本文借鉴其他文献的多微网结构，并对其进行改造与结合，组成区域CCHP 型微电网进行考虑电能交互的多微网系统容量协同优化配置的研究。然后讲解了 区域多微网系统能量管理策略，包括区域各微网独立运行、区域多微网协同运行。其次是考虑风光不确定性和相关性的场景生成，风光等可再生能源出力的不确定性和相关性给系统的设计带来了极大的复杂性，若忽略这些因素，势必会在系统规划阶段引入次优决策风险。因此，在确定系统最佳配置方案时，必须要考虑风光出力的不确定性和相关性。然后讲解了多微网系统双层多场景协同优化配置模型及其求解算法，为了在系统规划阶段充分考虑其实际运行策略，使规划与运行紧密耦合，且计及不确定性因素对系统优化配置及运行的影响，所以本文建立多微网系统规划与运行相结合的双层多场景协同优化配置模型。包括上层规划模型、下层运行模型。接着是双层多场景协同优化配置模型求解算法。

最后是算例仿真与分析。本文提出了一种考虑电能交互的冷热电区域多微网系统双层多场景协同优化配置方法，建立了多微网系统规划与运行相结合的双层多场景协同优化配置模型，通过对区域各微网独立规划和区域多微网协同规划的优化结果进行对比分析，得出以下结论：1）协同规划与独立规划相比，可以降低多微网系统的年化总投资成本，各微网蓄电池的配置容量有所减小，其余设备的配置无大幅度变化。2）当多微网间通过联络线进行电能交互时，缺电微电网的功率缺额优先由相邻微网或由配电网补充，会造成微网内部设备出力情况不同，以使运行成本较多微网间无电能交互时有所降低。3）多微网系统协同规划时，以系统年化总投资成本、维护成本与运行成本综合最低为目标，可能会提高某个或某些微网的某部分运行成本，但多微网系统的总体运行成本会有所降低。情况下，区域多微网可能隶属不同的投资与运营主
体，考虑多方投资主体利益的区域多微网系统协同优化配置有待做进一步的研究。然而，实际在不确定性因素方面，本文仅考虑了风光等可再生能源出力的不确定性对冷热电多微网系统规划与运行的影响，然而在系统规划周期内，受技术、经济、政策的影响，电价、气价、污染物排放系数、设备价格等均存在不确定性，如何在规划与运行问题中考虑些不确定性是本文的下一步研究工作。