基于遗传算法的孤岛模式下的微电网优化调度模型研究(Matlab代码实现)
孤岛型微电网由多种分布式电源(如光伏发电系统、风力发电系统、柴油发电机等)、储能系统(如蓄电池)、负荷以及控制系统等组成。其运行特性包括:电力供求关系和负荷特性存在较大的不确定性;可再生能源的发电具有间歇性和波动性。
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💥1 概述
一、研究背景与意义
随着新能源技术的快速发展,孤岛型微电网的建设越来越受到关注。孤岛模式即微电网不与大电网进行能量交换,其内部的能源系统需要在保证供电可靠性和稳定性的前提下,实现经济、环保的优化调度。遗传算法作为一种全局优化搜索算法,在解决微电网优化调度问题中具有显著优势。本研究旨在构建基于遗传算法的孤岛模式下的微电网优化调度模型,以实现微电网的经济、环保运行。
二、孤岛型微电网系统概述
孤岛型微电网由多种分布式电源(如光伏发电系统、风力发电系统、柴油发电机等)、储能系统(如蓄电池)、负荷以及控制系统等组成。其运行特性包括:电力供求关系和负荷特性存在较大的不确定性;可再生能源的发电具有间歇性和波动性。
三、基于遗传算法的微电网优化调度模型
-
目标函数:
- 最小化微电网运行成本:包括燃料成本、运维成本、储能系统的充放电成本等。
- 最大化可再生能源利用率:减少化石能源的消耗,降低环境污染。
- 最小化电力损耗:优化分布式电源的出力,减少线路损耗。
-
约束条件:
- 功率平衡约束:微电网内部各分布式电源的出力之和应等于负荷需求。
- 微电源出力约束:各分布式电源的出力应在其额定容量范围内。
- 储能系统约束:储能系统的充放电功率和电量应在其允许的范围内。
-
遗传算法实现:
- 编码方式:采用实数编码,将分布式电源的出力、储能系统的充放电功率等作为决策变量。
- 适应度函数:根据目标函数和约束条件构建适应度函数,用于评估个体的优劣。
- 遗传操作:包括选择、交叉、变异等,通过模拟自然选择和遗传机制来搜索最优解。
- 算法参数:如种群大小、最大迭代次数、交叉概率、变异概率等,需根据具体问题进行调整。
四、算例分析与验证
-
算例设置:
- 采用典型的孤岛型微电网系统作为研究对象,包括光伏发电系统、风力发电系统、柴油发电机和蓄电池等。
- 设置不同的负荷需求和可再生能源发电情况,以验证模型的适应性。
-
优化结果分析:
- 通过遗传算法进行优化调度,得到各分布式电源的出力计划、储能系统的充放电计划等。
- 对比优化前后的运行成本、可再生能源利用率和电力损耗等指标,验证模型的有效性。
- 分析不同参数设置对优化结果的影响,为算法参数的调整提供依据。
五、结论与展望
-
结论:
- 基于遗传算法的孤岛模式下的微电网优化调度模型能够有效降低运行成本、提高可再生能源利用率和减少电力损耗。
- 遗传算法在解决微电网优化调度问题中表现出良好的全局搜索能力和鲁棒性。
-
展望:
- 未来可以进一步考虑微电网与大电网之间的互动关系,研究并网模式下的微电网优化调度问题。
- 可以将遗传算法与其他优化算法相结合,如粒子群算法、模拟退火算法等,以提高算法的求解效率和精度。
- 可以将模型应用于实际微电网系统中,进行实时优化调度和验证。
📚2 运行结果
部分代码:
%% 参数设置
pstc=100;%光伏额定功率 kw
pwind=50;%风额定功率 kw
%% 数据读取
data = xlsread('data-grid.xls',1,'A2:F25');
datalen=size(data,1); %数据长度
%第一列温度
%第二列光照强度
%第三列负荷
%第四列电价
%第五列柔性负荷
%第六列风速
for i=1:datalen
%%%%%风机发电处理
if((data(i,6)<3)||(data(i,6)>25) )
data(i,6)=0;
else if(data(i,6)<=11)
data(i,6)=pwind*(data(i,6)-3)/(11-3);
🎉3 参考文献
文章中一些内容引自网络,会注明出处或引用为参考文献,难免有未尽之处,如有不妥,请随时联系删除。
[1]宋晓英.基于协同进化遗传算法的微网经济环保调度[D].中国石油大学(华东)[2024-10-28].
[2]韩肖清,刘海龙.基于遗传算法的微电网多目标优化控制研究[C]//2011中国电工技术学会学术年会论文集.2011.
[3]冯烁.基于改进细菌觅食算法的微电网优化调度研究[D].广西大学,2016.
[4]冯悦雯,胡东阳.基于模拟退火遗传算法的并网微电网优化调度研究[J]. 2023.DOI:10.16786/j.cnki.1671-8887.eem.2022.06.019.
🌈4 Matlab代码实现
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