基于Matlab的区域多微电网社区分层协同能源管理系统设计与实现

目录

1 概述

2 能源管理系统&＃xff08;EMS&＃xff09;

3 微电网社区的结构

4 Matlab代码 

5 结果

1 概述

本文是一种新的分层协调能源管理系统 (EMS)&＃xff0c;适用于由多个小型微电网 (MG)&＃xff08;例如房屋&＃xff09;组成的区域社区&＃xff08;例如住宅区、校园、工业园区等&＃xff09;。 、建筑物等&＃xff09;。它旨在最小化 MG 社区的总运营成本&＃xff0c;同时最大化每个 MG 的个人利益。在每个MG内部的局部层面&＃xff0c;对包括光伏&＃xff08;PV&＃xff09;、储能&＃xff08;ES&＃xff09;、电动汽车&＃xff08;EV&＃xff09;和可调度负载在内的各种能源进行详细建模&＃xff0c;将个体优化问题表述为混合整数线性规划。本地 EMS 为所有可控单元做出电力调度决策&＃xff0c;以最大限度地降低单个 MG 的运营成本。在社区层面&＃xff0c;提出了一种新的配对算法来明确地找到具有盈余和赤字的 MG 配对。社区级 EMS 采用配对算法来确定 MG 之间的特定电力交换&＃xff0c;并最大限度地减少与上游电网的能源交易。社区级 EMS 获得的额外经济效益进一步降低了每个单独 MG 的运营成本。该方法在建模通用性、计算复杂度和隐私保护方面具有显着优势&＃xff0c;仿真结果验证了其性能。

2 能源管理系统&＃xff08;EMS&＃xff09;

能源管理是提高能源效率、增加经济效益和保持运行可靠性的核心组成部分。一般来说&＃xff0c;能源管理系统&＃xff08;EMS&＃xff09;通过不同的拓扑框架和控制策略分为集中式和分散式两种&＃xff0c;以强调能源效率、系统鲁棒性等具体问题&＃xff0c;其中中央化方案通常需要来自可调度组件的完整信息&＃xff0c;并为每个单独的实体做出决策。然而&＃xff0c;随着 MG 社区规模的扩大和电力电子元件种类的增加&＃xff0c;由于经常需要密集的计算能力&＃xff0c;运行策略的调度策略可能会变得非常复杂。不同 MG 的优化目标不一致和信息安全/隐私问题也可能是阻碍集中能源管理部署到 MG 社区的严重问题。

3 微电网社区的结构

研究中考虑的 MG 社区的协调控制和通信架构如图 1 所示。它被描述为一个小型区域分布式电力系统&＃xff0c;包括社区级 EMS 和位于不同位置的多个 MG。 MG 通过公共交流母线与变压器连接到上游电网。所有 MG 和变压器有共同连接的点被认为是 PCC。每个 MG 在本地配备 PV、ES、EV 和不同类型的负载。

4 Matlab代码 

区域多微电网社区的分层协调能源管理&＃xff08;Matlab实现&＃xff09;

5 结果

随着所提出的方法的实施&＃xff0c;总运营成本不仅降低了每个单独的 MG&＃xff0c;而且降低了整个社区&＃xff0c;如表 IV 所示。与上游电网直接交易相比&＃xff0c;每台MG的运营成本从5.109%降低到21.544%。另一方面&＃xff0c;通过使用协调策略&＃xff0c;即使增加了 1.245 美元的输电损耗&＃xff0c;与上游电网的交易成本也降低了 8.231 美元。因此&＃xff0c;总运营成本降低了 9.474%。因此&＃xff0c;单个 MG 可以通过降低本地运营成本从拟议的 EMS 中受益&＃xff0c;这可能会吸引外部 MG 积极参与社区。