易晓晖
国网重庆市南供电公司 重庆市 400060
摘要：微电网是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。和传统电网相比，微电网的最大特点是可以对分布式能源进行就地消化、就地平衡，同时也可以和大电网进行能量交换。微电网运行方式的多样性、分布式新能源出力的不确定性，使得微电网能量管理不同于大电网，具有复杂性的特征。
关键字：微电网；电力市场；优化运行；
中图分类号：TM74,TM61 文献标识码：A
引言
微电网参与电力市场竞争，不仅能提高供电质量，促进系统功率平衡，还能提高微电网自身经济效益。通过对微电网的优化调度，促进新能源消纳，减少其建设运行成本，扩大微电网的盈利空间。双层优化之间通过参数传递更新运行状态并交替求解，有效协调内外资源，验证了该模型的可行性和有效性。
一、微电网的基本概述
微电网是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，能够有效促进新能源消纳，提高供电可靠性和电能质量。随着电力市场改革和售电侧开放，微电网的运营和电能交易模式发生了一定的改变，即可以建立售电公司并以用户的身份参与电力市场。因此，在新环境下微电网的运营模式和优化调度将显著影响其运营效益，具有重要的研究价值。随着清洁能源的快速发展，微电网凭借其对分布式电源灵活高效的集成能力，已成为智能电网的重要发展方向。电力市场环境下，微电网如何协调优化好内外部资源，取得最大经济利益对其生存和发展至关重要。为有效促进电力市场环境下微电网的经济优化运营，提出了电力市场环境下的微电网双层经济调度优化模型。模型中上层考虑微电网参与售电侧市场和电力辅助服务市场竞争，制定微电网市场交易计划，优化微电网运营收益；下层考虑微电网内部分布式电源优化调度，协调内部各种资源最优分配，使运行总成本最低。通过算例分析验证建立双层优化，微电网可在电力市场竞争环境下获得更好的经济效益。
二、微电网优化运营模式
微电网传统运行模式为“自发自用，余量上网”，能源供给收益是微电网的主要收益，缺乏经济性。随着电力市场改革，微电网的运营模式也发生了改变，微电网可以以用户的身份参与电力市场，包括售电侧市场和电力辅助服务市场。
（一）参与售电侧市场在开放的售电市场中，微电网运营商可形成售电公司，参与售电侧市场，通过微电网的建设运营，优化能源消费方式，提供更加高效、多样化的能源服务。以微电网为主体的售电公司综合考虑发电成本、市场份额和用户满意度等多种因素，制定合适的售电电价，可将自发的电力售给配电网内的用户，多余电量可以在电力市场中进行交易，也可以从电力市场中购买电量。微电网运营商组建的售电主体以提供优质可靠的能源保证为基础，通过充分的市场竞争，可为微电网内的用户提供更为优质、高效的能源供给方式，从而降低能源供给成本，提高能源利用效率[1]。相比于传统的“自发自用，余量上网”模式，微网参与售电市场交易将减少与外部电网的不平衡能量交换，提高能源利用率，获得更多的收益。
（二）参与电力辅助服务市场电力辅助服务市场是相对于电能生产、输送和交易的主市场而言的，是指电力市场成员为保证电力系统安全、可靠运行和电力商品质量，在正常电能生产、输送、使用外所提供的额外服务。辅助服务市场包括调峰、调频、无功和黑启动，本文仅考虑微电网参与调峰辅助服务市场。微电网以用户的身份参与电力辅助服务市场，用电高峰时按市场需求，将多余电量作为调峰电量出售至电力辅助服务市场，不仅可以获得售电收益，也可以得到调峰补偿。谷段和平段储能优先考虑微电网内部新能源消纳，富裕能力可参与电力辅助服务市场，将储能充电视为调峰辅助服务，获得调峰收益。可控负荷与微电网签订合同，由微电网统一调度，微电网以可中断负荷身份参与电力辅助服务市场并获得收益。微电网参与电力辅助服务市场是优化自身的负荷特性，协调微电网内外资源，提升系统整体能源利用率的有效手段，实现大系统从局部到整体的多级最优化目标。
（三）分布式电源优化调度微电网中风力发电和光伏发电等可再生能源电源的输出功率受自然条件影响，不接受人工调控，因此优先利用风光出力。储能系统在谷时吸收多余的电力，峰时发出电力，可有效减少弃风弃光率，提升电能质量。微型燃气轮机有效率高、污染小、电能质量高等特点，可以作为补充电源或应急电源。根据微电网参与电力市场的交易计划和风光出力预测，由微电网调度中心对储能和燃气轮机机组发布最优调度命令。对微电网内部分布式电源优化调度，能够有效提高微电网供电可靠性和经济性，促进节能减排，实现环境、经济等综合效益最大化。
三、微电网经济运行的方法
传统能源日益减少和环境污染不断恶化的大背景下，我国大力发展以可再生能源为主的分布式电源。微电网（以下简称“微网”）将各种分布式电源、相关负荷及储能装置汇集成一个小型发配电系统，已经成为智能电网中管理分布式能源的一种有效手段，因而受到广泛关注。微网的经济优化运行一直是微网研究的热点，包括微网运行优化数学模型、优化算法以及控制策略等。从发电成本、电压质量和环境污染等３个方面考虑，分别提出了网损最小、电压偏差最小、发电成本最低以及污染物排放量最低的多目标优化调度模型。从不同时间维度出发，建立了一种日前优化调度的２个阶段模型：第１阶段制订分布式能源机组组合、购电量和可中断负荷削减量方案；第２阶段以最小化网损为目标，确定分布式能源和无功补偿装置的出力。提出一种２层嵌套模型：内层以配电网功率和电压波动最小为目标，约束配电网与各微网的交互功率，提高系统的安全可靠性能；外层以最小微网成本和环境惩罚费用为目标。针对含储能的配电网优化调度，以一个完整调度周期的运行成本最低为目标函数，确保了储能系统在整个调度周期的能量守恒以及容量约束，但没有考虑储能充放电对其寿命的损耗。提出一种计及蓄电池损耗特性的微网多目标运行优化模型，并对单目标和多目标的优化结果进行了对比。目前，此类多目标优化问题的求解方法分为２类。第１类通过线性加权法、约束法以及最大满意度法等，将多目标问题转化为单目标问题进行求解。这类方法虽然简单快速，但其最优解对合理的权重系数依赖较大，且对于离散的、非凸非线性的优化问题，往往很难找到Pareto最优解。第２类则是利用进化算法、粒子群优化算法等启发式智能算法，更加有效地协调各个子目标之间的矛盾，提高最优解质量。本文针对含可再生能源和储能等多种分布式电源的微网，以微网发电成本最低、储能寿命损耗最小以及污染物排放最少为优化目标，计及电池储能在调度运行中的容量和功率约束、可控型微电源出力约束以及微网潮流约束，建立了多目标优化运行模型[2]。
结语
随着清洁能源的快速发展，微电网凭借其对分布式电源灵活高效的集成能力，已成为智能电网的重要发展方向。微电网想要在智能电网站稳脚跟，微电网的经济运行必须紧跟脚步，你能知识纸上谈兵，要与市场具体情况相结合。微电网想要在良好的环境下实现经济运行，就要在电力市场环境下，协调优化好内外部资源，取得最大经济利益，这对微电网今后的生存和发展起到了至关重要的作用。
参考文献
[1]樊迪.基于电力系统经济运行的电网经济调度分析[J].电气时代,2020(03):76-77.
[2]孙慧君,闫志彬,余蕾,康健,何永秀.微电网多目标优化运行综述[J].山东电力技术,2020,47(02):37-42.