竇曉波 ，袁 簡 ，吳在軍 ，倪益民 ，樊 陳 ，曉 宇

（1.東南大學(xué) 電氣工程學(xué)院，江蘇 南京 210096；2.中國電力科學(xué)研究院電力自動化研究所，北京 100192）

0 引言

風(fēng)速和光照強度的隨機性導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電和光伏電池的輸出功率不穩(wěn)定，在一定程度上降低了電網(wǎng)對風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的容納能力。微電網(wǎng)作為解決分布式清潔能源大規(guī)模應(yīng)用的有效形式已被各國學(xué)者所關(guān)注。由于風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電輸出功率的隨機性，要保證微電網(wǎng)運行的安全可靠性，配置儲能系統(tǒng)是必不可少的。因此，合理利用自然資源，協(xié)調(diào)配置儲能和微電源的容量以滿足負荷需求，成為了微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域中的核心課題。

根據(jù)微電網(wǎng)的運行狀態(tài)，可以將其分為獨立運行的微電網(wǎng)和并網(wǎng)運行的微電網(wǎng)。文獻［1-7］介紹了獨立運行微電網(wǎng)的容量優(yōu)化配置方法。其中文獻［1-4］以微電網(wǎng)經(jīng)濟成本最小為優(yōu)化目標(biāo)，考慮容量、可靠性以及蓄電池運行工況等約束條件，選擇不同的優(yōu)化算法來確定各微電源的最優(yōu)容量，均為單目標(biāo)優(yōu)化計算方法。文獻［5-8］采用多目標(biāo)優(yōu)化計算方法，其中文獻［5］以微電網(wǎng)經(jīng)濟成本、供電可靠性、燃料消耗量等為主要優(yōu)化目標(biāo)，采用二元對比定權(quán)法確定不同指標(biāo)的權(quán)重后轉(zhuǎn)換為單目標(biāo)問題來求解最優(yōu)容量；文獻［6-7］則以經(jīng)濟性、可靠性和環(huán)境效益等為主要目標(biāo)，通過多目標(biāo)進化算法來獲取其Pareto最優(yōu)解集。對于并網(wǎng)運行的微電網(wǎng)，文獻［9-10］的優(yōu)化方法與獨立微電網(wǎng)相似，以計及購電成本的系統(tǒng)總成本為目標(biāo)，計算考慮可靠性等約束條件的最優(yōu)容量配置。文獻［11-12］介紹了微電網(wǎng)在獨立運行和并網(wǎng)運行情況下的容量優(yōu)化方法，其中文獻［11］以孤島運行微電網(wǎng)的優(yōu)化配置容量為基礎(chǔ)，采用分時優(yōu)化策略對其并網(wǎng)運行時的儲能進行修正；文獻［12］分2步來確定微電網(wǎng)的最優(yōu)容量，首先以經(jīng)濟最優(yōu)為目標(biāo)來確定各微電源的容量，然后根據(jù)儲能系統(tǒng)的運行模式來進一步確定儲能的優(yōu)化容量。

隨著微電源成本的下降以及微電網(wǎng)運行控制等技術(shù)的日趨成熟，并網(wǎng)型微電網(wǎng)將逐步在城市和農(nóng)村中推廣。在微電網(wǎng)運行過程中，上述文獻優(yōu)先利用微電網(wǎng)內(nèi)部資源來達到供求平衡。但以目前的成本來看，使用儲能系統(tǒng)中單位能量的成本高于電網(wǎng)電價，因此，在聯(lián)絡(luò)線交換功率未超標(biāo)的情況下，采用該策略的經(jīng)濟性不足。另一方面，相對于獨立運行的微電網(wǎng)，并網(wǎng)型微電網(wǎng)在容量優(yōu)化過程中需考慮微電網(wǎng)的接入對配電網(wǎng)的影響，上述文獻在考慮其接入條件時，一般采用聯(lián)絡(luò)線交換功率上下限來約束，但該限值的確定方法卻少有提及。

基于此，本文提出了考慮微電網(wǎng)運營模式并充分利用配電網(wǎng)資源的容量優(yōu)化配置新方法，首先詳細闡述了影響容量配置目標(biāo)函數(shù)運算的商業(yè)運營模式和能量調(diào)度策略，結(jié)合以上2點提出了考慮微電網(wǎng)系統(tǒng)投資收益、可靠性和可再生能源利用率的目標(biāo)函數(shù)及其計算方法；其次提出了包含蓄電池運行、微電源容量約束和微電網(wǎng)友好接入等運行約束的容量配置約束條件模型；綜合上述目標(biāo)函數(shù)及約束條件，建立了風(fēng)光儲容量優(yōu)化配置模型，采用改進的遺傳算法進行了優(yōu)化計算；最后以江蘇某島嶼的風(fēng)光資源統(tǒng)計數(shù)據(jù)為系統(tǒng)輸入，實現(xiàn)了該配置方法的實際應(yīng)用并對優(yōu)化結(jié)果進行了分析。

1 目標(biāo)函數(shù)模型

1.1 微電網(wǎng)的商業(yè)運營模式

微電網(wǎng)項目結(jié)算方式的不同直接關(guān)系到運營商的收益，因此，在容量優(yōu)化配置之前，首先需確定微電網(wǎng)的運營模式。目前關(guān)于微電網(wǎng)項目商業(yè)運營模式的標(biāo)準或政策文件基本處于空白，但分布式光伏的運營模式已較為成熟，歐洲各國主要采用上網(wǎng)電價、凈電量結(jié)算和自消費3種方式對光伏發(fā)電項目進行結(jié)算，我國提出的3種模式（統(tǒng)購統(tǒng)銷；自發(fā)自用；自發(fā)自用、余量上網(wǎng)）與歐洲的運營模式基本一致。借鑒分布式光伏的運營模式，微電網(wǎng)也可采用以下2種方式進行運營。

a.統(tǒng)購統(tǒng)銷：微電網(wǎng)發(fā)出的電能由電力公司統(tǒng)一全部收購，用戶用電則由電力公司統(tǒng)一銷售。微電網(wǎng)中不同的清潔能源收購價格不同，但均高于售電電價，超出部分由國家補償。該方式對能量調(diào)度策略依賴性小，不同微電源的上網(wǎng)電價可執(zhí)行現(xiàn)有的分布式光伏和風(fēng)電并網(wǎng)標(biāo)準，但因要對每個微電源出口和負荷進行準確計量，且采用不同的標(biāo)準進行結(jié)算，該運營方式增加了電力公司管理成本。

b.自發(fā)自用、余量上網(wǎng)：微電網(wǎng)發(fā)出的電能首先滿足自身用電需求，若不能滿足，則按正常電價從配電網(wǎng)購電；若有結(jié)余，則統(tǒng)一按照協(xié)議電價上網(wǎng)。這種方式下，電力公司僅需將計量點設(shè)在公共耦合點（PCC）處，管理方便，且電力公司可根據(jù)微電網(wǎng)地理位置及發(fā)電形式的不同，與微電網(wǎng)運營商協(xié)商，合理確定購電和售電的價格。而該方式下的微電源容量配置依賴于能量調(diào)度策略。

1.2 綜合能量調(diào)度策略

微電網(wǎng)容量優(yōu)化配置實質(zhì)上是利用合適的算法從不同的容量組合中選擇使目標(biāo)函數(shù)達到最佳狀態(tài)的組合方式。各微電源的出力大小決定了容量組合方式，而微電源各時刻的出力大小由能量調(diào)度策略決定。傳統(tǒng)的調(diào)度策略（以下簡稱傳統(tǒng)策略）大多將配電網(wǎng)作為微電網(wǎng)的備用電源來處理，即負荷與微電源間的不平衡功率優(yōu)先由儲能系統(tǒng)來平抑，超出部分則通過向配電網(wǎng)購電或售電來維持平衡［13］，這顯然未能較好地利用配電網(wǎng)資源，且目前儲能系統(tǒng)成本普遍較高，因此，傳統(tǒng)策略的經(jīng)濟性明顯偏低。

基于此，本文提出一種微電網(wǎng)綜合能量調(diào)度策略，旨在滿足微電網(wǎng)基本功率平衡的基礎(chǔ)上，盡量減少對高成本儲能系統(tǒng)的調(diào)度，以提高微電網(wǎng)經(jīng)濟性。

本文將全年分為若干個時段（時間間隔為Δt），并假設(shè)在Δt時段內(nèi)風(fēng)機、光伏的出力以及負荷需求恒定。則t時刻微電網(wǎng)功率的不平衡量ΔP（t）為：

其中，Pw（t）、Ppv（t）分別為 t時刻風(fēng)機、光伏電池的輸出功率；PL（t）為負荷功率；Pbat（t）為蓄電池功率（吸收為負，輸出為正）；Pg（t）為聯(lián)絡(luò)線功率（向配電網(wǎng)輸送功率為正）。

具體的能量調(diào)度策略分2步完成，首先判斷蓄電池系統(tǒng)的荷電狀態(tài)（SOC），確定是否采用預(yù)設(shè)優(yōu)先充電SOC值策略，若不是，則計算邊際成本，確定調(diào)度次序，采用負荷跟蹤策略計算各電源出力。

（1）負荷跟蹤策略：微電網(wǎng)首要目標(biāo)是滿足負荷需求。當(dāng)微電網(wǎng)供小于求時，需調(diào)度聯(lián)絡(luò)線或儲能系統(tǒng)功率來滿足基本負荷需求。為保證微電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性，通過比較使用儲能系統(tǒng)和從配電網(wǎng)購電的邊際成本大小來確定電源的調(diào)度順序。邊際成本的計算方法如下：

其中，CBM為使用儲能系統(tǒng)的邊際成本；Crep為設(shè)備的替換費用現(xiàn)值；Elifetime為儲能系統(tǒng)使用壽命；CGM為從配電網(wǎng)購電的邊際成本；p（t）為t時刻電網(wǎng)的電價。

（2）預(yù)設(shè)優(yōu)先充電SOC值策略：當(dāng)儲能系統(tǒng)的SOC低于某一設(shè)定值時，在滿足負荷需求和聯(lián)絡(luò)線交換功率不超標(biāo)的情況下，盡可能給儲能充電。當(dāng)ΔP（t）＞0時，若充電功率不足，從配電網(wǎng)購電來保證儲能系統(tǒng)的充電功率；當(dāng)ΔP（t）＜0時，則盡可能少利用儲能中的容量，當(dāng)功率不平衡量較小時，還可利用配電網(wǎng)資源來給儲能系統(tǒng)充電。該策略能延長儲能使用壽命，同時也可增強微電網(wǎng)的孤島能力。

1.3 目標(biāo)函數(shù)建模及計算

本文充分考慮微電網(wǎng)經(jīng)濟性、供電可靠性和可再生能源利用效率，設(shè)立了微電網(wǎng)總投資收益、全年失負荷率和可再生能源利用率3個微電網(wǎng)評價指標(biāo)，通過懲罰系數(shù)合并為一個目標(biāo)函數(shù)，并給出了結(jié)合綜合能量調(diào)度策略的計算方法。

1.3.1 微電網(wǎng)總投資收益

微電網(wǎng)總投資收益由各微電源全壽命周期成本和微電網(wǎng)運營收入2部分組成。

（1）微電源全壽命周期成本現(xiàn)值。

各微電源的全壽命周期成本包括初期投資、運行維護以及替換成本，其等年值Ccomp可表示為：

其中，Ccomp為微電源總成本；Cins為初始投資費用；Crep為設(shè)備的替換費用；Co&m為設(shè)備的運行維護費用；以上各成本均為現(xiàn)值。

（2）微電網(wǎng)運營收入等年值。

a.統(tǒng)購統(tǒng)銷模式。

當(dāng)微電網(wǎng)采用統(tǒng)購統(tǒng)銷模式進行運營時，其收入主要由微電源發(fā)電收入和儲能系統(tǒng)低充高放的經(jīng)濟效益構(gòu)成，微電網(wǎng)的運營收入I為：

其中，ppv為光伏發(fā)電的標(biāo)桿電價，元 /（kW·h）；pw為風(fēng)力發(fā)電的標(biāo)桿電價，元/（kW·h）。顯然，只有采用峰谷電價時，儲能充放電才會產(chǎn)生經(jīng)濟效益。

b.自發(fā)自用、余量上網(wǎng)模式。

當(dāng)微電網(wǎng)采用自發(fā)自用、余量上網(wǎng)模式進行運營時，其收入主要包括與電力公司進行電力交易而產(chǎn)生的收益Igrid，如下所示：

其中，α為協(xié)議電價，其取值與微電網(wǎng)和配電網(wǎng)交換功率的流向有關(guān)，Pg（t）＞0時α為微電網(wǎng)向配電網(wǎng)售電價格，Pg（t）＜0 時 α 為購電價格，通常取 p（t）。

此外，采用自發(fā)自用、余量上網(wǎng)運行模式時，只對聯(lián)絡(luò)線的輸送功率進行計量，微電網(wǎng)內(nèi)部負荷的用電費用被節(jié)省了，而其中絕大部分負荷需求并不是由于建設(shè)微電網(wǎng)而產(chǎn)生的，因此，采用該模式運營時，被節(jié)省的費用應(yīng)計入微電網(wǎng)的運營收入中。該部分收入可按照電網(wǎng)正常電價進行核算：

其中，Ipl為微電網(wǎng)內(nèi)部負荷用電費用。

此時，微電網(wǎng)的運營收入為兩部分之和，即：

（3）微電網(wǎng)投資總收益。

微電網(wǎng)投資總收益的現(xiàn)值［14］為：

其中，Ncompj為第j種微電源的容量；Ccompj為單個微電源（第 j種）全壽命周期成本現(xiàn)值；F（i，Rproj）為資金回收系數(shù)，Rproj為工程壽命。

1.3.2 全年失負荷率

本文在考慮微電網(wǎng)的供電可靠性時，采用系統(tǒng)全年失負荷概率來表征。當(dāng)風(fēng)光資源較差、微電網(wǎng)供電能力不足時，為保證供電質(zhì)量，可以切除部分負荷來維持系統(tǒng)穩(wěn)定運行，令此時切除的負荷功率為PLS（t），則微電網(wǎng)系統(tǒng)全年失負荷概率為：

1.3.3 可再生能源利用率

當(dāng)風(fēng)光資源較好時，微電網(wǎng)供大于求，為防止微電網(wǎng)上送功率過大而導(dǎo)致部分運行約束超標(biāo)等問題，可減少光伏或風(fēng)機的出力來滿足微電網(wǎng)運行要求，令該功率為Pwaste（t），則微電網(wǎng)系統(tǒng)全年可再生能源利用率為：

本文以微電網(wǎng)總投資收益最大為目標(biāo)，根據(jù)用戶要求和配電網(wǎng)相關(guān)規(guī)程設(shè)定全年失負荷率的上限和可再生能源利用率的下限，并通過懲罰系數(shù)引入目標(biāo)函數(shù)。

綜上，考慮綜合能量調(diào)度策略的目標(biāo)函數(shù)計算流程圖如圖1所示。

圖1 目標(biāo)函數(shù)計算流程圖Fig.1 Flowchart of objective function calculation

2 約束條件模型

2.1 優(yōu)化變量約束

容量配置時，在單臺風(fēng)力發(fā)電機、單塊光伏電池板和單塊鉛酸蓄電池的參數(shù)已知情況下，選擇光伏電池板陣列個數(shù)Npv、風(fēng)力發(fā)電機并入臺數(shù)Nw和蓄電池安裝個數(shù)Nbat作為優(yōu)化變量。

考慮微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計過程中微電源的規(guī)劃面積［11］，優(yōu)化變量受到一定約束，即：

其中，Npv_max、Nw_max、Nbat_max分別為光伏、風(fēng)機、蓄電池根據(jù)實際場地確定的最大安裝數(shù)量；Npv_min、Nw_min、Nbat_min分別是其相應(yīng)的最小安裝數(shù)量，一般設(shè)置為0。

2.2 蓄電池運行約束

微電網(wǎng)運行過程中，為確保蓄電池充放電的安全和使用壽命，其充放電過程中的SOC和充放電功率需滿足如下關(guān)系式：

其中，SOCmin和SOCmax分別為蓄電池荷電狀態(tài)的下限和上限；PmaxC和PmaxD分別為蓄電池組額定的最大充電功率和放電功率；ηc和ηd分別為蓄電池充電、放電效率；EbatN為蓄電池組的額定容量。在優(yōu)化過程中，蓄電池的SOC運行范圍設(shè)置為0.3～0.95，最大充放電電流為0.5C（C為充放電倍率）。

2.3 微電網(wǎng)友好接入約束

高滲透率的間歇性能源發(fā)電必然會給配電網(wǎng)穩(wěn)定運行和電能質(zhì)量方面帶來負面影響。目前的解決方案是在微電網(wǎng)入網(wǎng)前，其運營單位與當(dāng)?shù)仉娏具_成供求協(xié)議，按指定的聯(lián)絡(luò)線交換功率曲線運營。但大部分微電網(wǎng)在規(guī)劃設(shè)計階段還未制定該曲線，因此，為保證微電網(wǎng)友好接入，本節(jié)提出用聯(lián)絡(luò)線極限輸送功率、電壓損耗、電壓波動約束、分布式電源接入條件等確定聯(lián)絡(luò)線交換功率限值的方法。

（1）聯(lián)絡(luò)線極限輸送容量。

聯(lián)絡(luò)線極限輸送容量由導(dǎo)線靜穩(wěn)極限功率、經(jīng)濟輸送容量和熱穩(wěn)定下最大輸送功率共同決定：

其中，Pg（t）為聯(lián)絡(luò)線輸送功率（以微電網(wǎng)輸送功率為正）；Pgmax_ab為微電網(wǎng)能夠從配電網(wǎng)吸收的最大功率；Pgmax_su為微電網(wǎng)能夠向配電網(wǎng)輸送的最大功率。

（2）聯(lián)絡(luò)線電壓損耗約束。

聯(lián)絡(luò)線電壓損耗ΔU可表示為（忽略橫分量）：

其中，l為聯(lián)絡(luò)線長度；UN為并網(wǎng)點額定電壓；RL和XL分別為單位長度導(dǎo)線的電阻和電抗；φ為聯(lián)絡(luò)線負荷的功率因數(shù)角。為減少微電網(wǎng)對配電網(wǎng)的影響，一般要求將聯(lián)絡(luò)線功率因數(shù)限定在較高的水平運行，本文取 cosφ=0.9。

根據(jù)《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》的相關(guān)規(guī)定，配電線路的最大允許電壓損失值為5%，即：

（3）聯(lián)絡(luò)線電壓波動約束［15］。

對于三相對稱系統(tǒng)，其電壓波動d可表示為：

其中，ΔPg（t）為聯(lián)絡(luò)線有功波動；R和X分別為配電網(wǎng)的等效電阻和電抗。根據(jù)電能質(zhì)量的相關(guān)要求，35 kV以下電壓等級的電力系統(tǒng)，公共連接2 h的電壓波動應(yīng)小于等于4%，即：

（4）分布式電源接入條件。

本文將《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》中的相關(guān)要求轉(zhuǎn)換為配電網(wǎng)對微電網(wǎng)接入的要求［16］。

a.分布式電源總?cè)萘吭瓌t上不宜超過上一級變壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負荷的25%。

本文將該約束轉(zhuǎn)換為聯(lián)絡(luò)線最大上送功率不得超過上一級變壓器額定容量的25%，即：

b.分布式電源并網(wǎng)點的短路電流與分布式電源額定電流之比不宜低于10。

對于分布式電源接入方式，PCC處的最大功率波動一般小于等于其額定容量，因此，若采用微電網(wǎng)接入方式，當(dāng)聯(lián)絡(luò)線最大電流小于PCC處短路電流的10%，可近似認為與微電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率等效的分布式電源額定容量小于PCC短路容量的10%，即：

綜上，微電網(wǎng)友好接入約束，即聯(lián)絡(luò)線功率限值約束由式（18）（20）（22）（23）（24）等條件共同決定。

3 微電網(wǎng)容量配置的數(shù)學(xué)模型

結(jié)合上述目標(biāo)函數(shù)與約束條件模型，得到的并網(wǎng)型風(fēng)光儲微電網(wǎng)容量配置數(shù)學(xué)模型如下：

s.t. 優(yōu)化變量約束式（12）（13）（14）

蓄電池運行約束式（15）（16）（17）

聯(lián)絡(luò)線功率限值約束式（18）（20）（22）（23）（24）其中，λi為權(quán)重系數(shù)；fi為1.3節(jié)中定義的3個評價指標(biāo)；w為懲罰項系數(shù)。此處不再對權(quán)重系數(shù)及懲罰項系數(shù)的選擇進行專門討論。

4 改進遺傳算法

4.1 改進措施

微電網(wǎng)容量優(yōu)化規(guī)劃中需要考慮的因素會越來越多。具有強大全局搜索能力的遺傳算法特別適合于解決這類大規(guī)模并行計算問題，但傳統(tǒng)的遺傳算法存在早熟收斂或收斂速度慢等問題，本文針對微電網(wǎng)的特點，對遺傳算法提出如下改進措施。

a.改進優(yōu)化變量編碼解碼形式［17］：編碼時，將各微電源的上、下限作為遺傳算法的輸入量，保證搜索范圍始終在有效區(qū)域里，增強全局搜索能力。個體基因采用二進制編碼，基因長度為：

其中，Lj、ξj分別為第j種微電源容量的片段長度和精度；ceil（x）函數(shù)返回大于或等于x的最小整數(shù)；Nj_max、Nj_min分別為第j種微電源容量的上、下限。

相應(yīng)地，解碼時假設(shè)Gj為個體基因中表示第j種微電源容量的片斷（列向量），引入系數(shù)CM=［1 2 4 8 … 2Lj］，則其容量Nj表示為：

b.建立優(yōu)秀個體庫：選取滿足各項約束條件且適應(yīng)度值最高的M個微電源組合構(gòu)成優(yōu)秀個體庫，并從中選取父本進行交叉進化，利用優(yōu)秀個體對種群的推動作用來加速算法的收斂速度。

c.增加隨機變量：迭代過程中加入一定比例的隨機種群參與交叉變異，增加種群的多樣性，從而有效地避免早熟收斂現(xiàn)象。

4.2 求解流程

結(jié)合以上改進措施，該算法具體求解流程如圖2所示。初始化時設(shè)定種群規(guī)模NP、進化代數(shù)NG、交叉概率、變異概率、優(yōu)秀個體庫個體數(shù)M，以及各變量的上、下限和精度。圖中r為隨機個體的比例，可隨著進化代數(shù)的增加而增加。

5 案例分析

5.1 工程概況

江蘇某島嶼現(xiàn)由一條10 kV支線供電，但該供電線路事故率高、停電次數(shù)多且修復(fù)時間長，影響島上居民正常供電。為解決此類問題，當(dāng)?shù)毓╇姽緵Q定在島上建設(shè)微電網(wǎng)示范工程，采用1回線路就近接入一會所臺變（630 kV·A）低壓側(cè)母線，并網(wǎng)電壓等級為380 V，并規(guī)劃在島上荒地至少安裝2臺100 kW的風(fēng)力發(fā)電機組。結(jié)合搜集的風(fēng)光資源月均值，本文利用HOMER軟件仿真獲取風(fēng)光資源及負荷的全年離散數(shù)值，并以此作為輸入進行仿真分析。

5.2 仿真結(jié)果及分析

針對不同的運營模式和能量調(diào)度策略，運用改進的遺傳算法求解得到最優(yōu)配置結(jié)果如表1所示。

圖2 改進遺傳算法求解流程圖Fig.2 Flowchart of improved genetic algorithm

表1 不同策略及運營模式下最優(yōu)配置方案比較表Table 1 Comparison of optimal configuration scheme between different dispatch strategies and operating modes

由表1可以看出，不論采用何種運營模式，仿真計算所得的容量優(yōu)化配置方案，其投資收益均為負值，即在當(dāng)前的市場條件下，在該島建設(shè)微電網(wǎng)不盈利，這是由現(xiàn)階段微電源和儲能成本偏高和當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)光資源不足造成的。但不難看出，采用綜合能量調(diào)度策略后，投資微電網(wǎng)的經(jīng)濟效益有所改善，同時蓄電池壽命也有所提高。2種策略下的失負荷率相差不大，均低于0.8%，有效保證了供電可靠性。而由于增加了對配電網(wǎng)資源的利用，相較于傳統(tǒng)策略，綜合策略下可再生能源利用率有所下降。

此外，由于采用統(tǒng)購統(tǒng)銷運營模式時風(fēng)機和光伏的上網(wǎng)電價分別為 0.61、1.25 元/（kW·h），高于自發(fā)自用模式時的0.6元/（kW·h），故統(tǒng)購統(tǒng)銷運營模式時投資商的經(jīng)濟效益更好。另一方面，由于高上網(wǎng)電價的推動作用，采用統(tǒng)購統(tǒng)銷模式時，最優(yōu)配置組合中的微電源容量較大，而儲能容量相對偏小。因此，統(tǒng)購統(tǒng)銷運營模式更鼓勵用戶安裝微電源，并向配電網(wǎng)輸送功率。而在自發(fā)自用、余量上網(wǎng)模式下，由于高峰時的電價高于微電網(wǎng)上送電量的電價，微電源所發(fā)電量在用電高峰時自用的經(jīng)濟效益較上送配電網(wǎng)高，進而導(dǎo)致最優(yōu)結(jié)果中微電源容量較統(tǒng)購統(tǒng)銷模式時更小，而儲能系統(tǒng)容量反而更大，主要用于低谷時存儲能量。因此，自發(fā)自用、余量上網(wǎng)運營模式更鼓勵用戶所發(fā)電量自用，用戶用電價格越高，其經(jīng)濟效益越明顯。

為進一步驗證綜合調(diào)度策略的有效性，本文針對第一種容量配置方案（光伏194.6kW，風(fēng)機200kW，儲能285 kW·h），對不同策略的運行情況進行了仿真，蓄電池組的全年SOC如圖3所示。

2種策略下SOC最低值分別為0.3（傳統(tǒng)策略）和0.67（綜合調(diào)度策略），顯然綜合調(diào)度策略下放電深度大幅減小，可以有效延長電池壽命；且綜合策略下，蓄電池組在運行過程中保持著較高的SOC水平，具備更強的轉(zhuǎn)孤島運行的能力，在對微電網(wǎng)孤島能力要求不高的情況下，儲能配置容量則可降低很多。這樣的配置方案在離網(wǎng)情況下，能夠維持微電網(wǎng)穩(wěn)定運行一定的時間，等待恢復(fù)供電。

6 結(jié)論

a.本文歸納了微電網(wǎng)的2種運營模式，并通過仿真結(jié)果分析了2種運營模式對容量優(yōu)化配置結(jié)果的不同引導(dǎo)作用，電力公司可根據(jù)其特點，結(jié)合微電網(wǎng)安裝地電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和負荷特點等現(xiàn)狀，靈活地設(shè)置微電網(wǎng)的運營模式，運用其杠桿作用來引導(dǎo)投資商，建設(shè)與配電網(wǎng)更加契合的微電網(wǎng)。

b.針對并網(wǎng)型的風(fēng)光儲微電網(wǎng)系統(tǒng)，本文從投資商的角度出發(fā)，提出了以微電網(wǎng)投資收益最大為主要目標(biāo)的容量配置方法。該方法基于微電網(wǎng)的運營模式，采用了經(jīng)濟性優(yōu)于傳統(tǒng)策略的綜合能量調(diào)度策略，實驗仿真證明該策略還利于延長蓄電池壽命、增強微電網(wǎng)的孤島能力。

c.為充分利用配電網(wǎng)資源、保證微電網(wǎng)友好接入，結(jié)合配電網(wǎng)運行和分布式電源接入的相關(guān)規(guī)范，確立了通過聯(lián)絡(luò)線熱穩(wěn)定、電壓損耗和波動限值及逆流等約束計算聯(lián)絡(luò)線功率限值的一般方法。該方法所用計算參數(shù)在規(guī)劃設(shè)計階段更易獲取，考慮的因素更貼近實際工程，該方法也更利于工程應(yīng)用。

d.結(jié)合本文中的容量配置模型的特點，針對傳統(tǒng)遺傳算法的局限性，引入了限定搜索范圍、建立優(yōu)秀個體庫和增加隨機個體的措施，設(shè)計了一種改進的遺傳算法，并對實際配置問題進行了求解，優(yōu)化結(jié)果體現(xiàn)了改進算法的可行性和優(yōu)越性。

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