微电网优化基于matlab粒子群算法求解综合能源系统优化问题含Matlab源码 1969期

Posted 2022-07-13 海神之光

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二、智能电网简介

1 智能电网的定义
智能电网是以物理电网为基础将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网
1.1 硬件基础：电网和建立在集成的、高速双向通信网络。
1.2 软件基础：智能的控制技术，是指诊断电网状态，防止供电中断，改善电能质量扰动的装置和算法。

2 智能电网的组成
智能电网由很多部分组成，可分为：智能变电站，智能配电网，智能电能表，智能交互终端，智能调度，智能家电，智能用电楼宇，智能城市用电网，智能发电系统，新型储能系统。
它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。

3 微电网的定义
微电网（Micro-Grid）也称为微网，是一种新型网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网是一种由分布式电源组成的独立系统，一般通过联络线与大系统相连，由于供电与需求的不平衡关系，微电网可选择与主网之间互供或者独立运行。
微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。微电网是相对传统大电网的一个概念，是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过静态开关关联至常规电网。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，是传统电网向智能电网过渡。

4 微电网的组成
微电网是一种由分布式电源组成的独立系统，由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护等装置组成的小型发配电系统。它一般通过联络线与大系统相连，由于供电与需求的不平衡关系，微电网可选择与主网之间互供或者独立运行。
微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置。它们接在用户侧，具有成本低、电压低以及污染小等特点。

5 智能微电网
智能微电网能实现从分布式微电网、发电设备群、到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动，从而实现控制过程的数字化、智能化、快速化。

三、部分源代码

clear all;
clc;
tic %tic用来保存当前时间，而后使用toc来记录程序完成时间
%---燃气发电机参数---%
 PGmax=[1200,2800];  %燃气发电机最大电功率
 PGmin=[300,300];  %燃气发电机最小电功率
 PGnom=[1200,2800];        %燃气发电机额定电功率
 Aa=8.935;Bb=33.157;Cc=-27.081;Dd=17.989; %这里的Aa,Bb,Cc,Dd分别对应四台不同的燃气发电机的发电效率
%-----------%
 Pgridmax=600;
 Pgridmin=400;
% Pgridmin=0;

% ----------------蓄电池组参数-------------------%
  SBatmax=180; %蓄电池保持稳定运行时的最大容量 
  SBatmin=40;  %蓄电池保持稳定运行时的最小容量
  SBatnom=200; %蓄电池在协调周期内的额定容量
  RBatcha=0.20;%蓄电池组l在t时段的最大充电率
  RBatdis=0.40;%蓄电池组l在t时段的最大放电率
  dBat=0.04;                  %蓄电池组的自放电率
  yBatcha=0.95;yBatdis=0.95;  %充放电效率
%------------------------------------------------%
% ---燃气锅炉参数---%
Qbolnom=1000; %燃气锅炉额定功率
QHrsnom=1000; %热回收系统的额定功率
QAcnom=400; %吸收冷机的额定功率
QEcnom=300; %电制冷机的额定功率
yHrs=0.60; %热回收效率
Copac=0.80;%吸收制冷能效比
Copec=3; %电制冷能效比
% %
 QDtherm=[1300,1400,1360,1700,1600,2000,3100,3450,3900,4400,4300,4500,5400,5000,5100,4950,4600,4710,4400,4000,3650,3570,2900,2420]; %系统在一天中需要的热负荷
 QDcool=[2350,2800,2850,3400,3800,4000,4700,4350,5100,7500,7600,8450,8700,8050,7700,7450,7200,6650,7300,5700,5100,4450,3600,3080];  %系统在一天中需要的冷负荷
w=0.7;                   
c1=2;             %加速因子
c2=2;

N=100; %粒子个数
SBat=zeros(N,25);QAc=zeros(N,24);
QEc=zeros(N,24);QHrs=zeros(N,24);yg=zeros(N,48);
k=1;D=8; Tmax=1000;            %最大迭代次数
%-----------% 
for i=1:N
  SBat(i,19)=63.5209380080000;%初始储能量，单位为kW.h,   

end

for i=1:N %分时段初始化满足约束的初始值
    %----------%
 for t=1:24
   %-----------%
          %燃气发电机出力初始化
            for j=1:2
              X(i,(t-1)*D+j)=unifrnd(PGmin(j),PGmax(j));
              V(i,(t-1)*D+j)=unifrnd(PGmin(j)-PGmax(j),PGmax(j)-PGmin(j));
            end 
           %锅炉提供的热功率用于热负荷部分量的初始化
              for j=1:2
              yg(i,(t-1)*2+j)=(Aa+Bb*(X(i,(t-1)*D+j)/PGnom(j))+Cc*(X(i,(t-1)*D+j)/PGnom(j))^2+Dd*(X(i,(t-1)*D+j)/PGnom(j))^3)/100; 
             end
              QHrs(i,t)=(X(i,(t-1)*D+1)*(1-yg(i,(t-1)*2+1))+X(i,(t-1)*D+2)*(1-yg(i,(t-1)*2+2)))*yHrs;  %热回收系统在单时段提供的总热功率   
             if  QHrs(i,t)>1000
                 QHrs(i,t)=1000;
             end
                if  QHrs(i,t)-QDtherm(t)>=0
                  X(i,(t-1)*D+3)=0;
                  V(i,(t-1)*D+3)=0;
                else
               X(i,(t-1)*D+3)=unifrnd(abs(min(0,QHrs(i,t)-QDtherm(t))),QDtherm(t));
               V(i,(t-1)*D+3)=unifrnd(abs(min(0,QHrs(i,t)-QDtherm(t)))-QDtherm(t),QDtherm(t)-abs(min(0,QHrs(i,t)-QDtherm(t))));
                end
           %锅炉提供的热功率用于冷负荷部分量的初始化
               X(i,(t-1)*D+4)=unifrnd(0,min((Qbolnom-X(i,(t-1)*D+3)),QDcool(t)/Copac));
               V(i,(t-1)*D+4)=unifrnd(-min((Qbolnom-X(i,(t-1)*D+3)),QDcool(t)/Copac),min((Qbolnom-X(i,(t-1)*D+3)),QDcool(t)/Copac));     
          
           %微网在单个时段内与电网交互的电量初始化
                 X(i,(t-1)*D+5)=unifrnd(-Pgridmin,Pgridmax);
                 V(i,(t-1)*D+5)=unifrnd(-Pgridmin-Pgridmax,Pgridmax+Pgridmin);

四、运行结果

五、matlab版本及参考文献

1 matlab版本
2014a

2 参考文献
[1] 包子阳,余继周,杨杉.智能优化算法及其MATLAB实例（第2版）[M].电子工业出版社，2016.

3 备注
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