本文是一篇电力论文，电力的产生方式主要有：火力发电（煤等可燃烧物）、太阳能发电、大容量风力发电技术、核能发电、氢能发电、水利发电等。（以上内容来自百度百科）今天为大家推荐一篇电力论文，供大家参考。
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
当前，全球能源供需关系日益趋紧。尽管化石能源供需关系在总体上保持着供略大于求的脆弱的平衡，然而需要警惕的是，现阶段化石能源的生产能力增速缓慢，能源需求量却不断上升。近 20 年来，在世界范围内新发现的油田，尤其是特大油田越来越少。目前世界范围内的四个超级油田中，仅有墨西哥的瓦尔油田依然保持较高产量。此外，部分拥有丰富资源的国家出于保护生态环境等方面的考虑出台政策限制化石能源开采。2015 年，BP 集团发布《BP 2035 世界能源展望》报告书，预测 2035 年世界范围内能源需求量与 20 年前相比增长 37%[1]。人类的生存环境面临着化石能源日益枯竭带来的能源危机、大量燃烧化石能源引发的环境危机造成的双重威胁。为了应对严峻的能源形势，我国在《能源管理体系要求》中明确提出，充分利用无污染可再生能源，不断提高新能源在整个能源结构中的占比，建立高能源利用率和低能耗的能源管理体系，实现能源的可持续发展道路。目前应用较成熟的可再生能源包括太阳能、风能、生物能和水能，光伏发电与其他发电形式具有以下优势[2][3]：（1）光伏发电的能量投入产出比高。在光照良好的地区，新建电站所消耗能量与电站运行周期内的发电量的比值高达 15-20 倍。（2）光伏发电经济优势显著。上游晶体硅产业和光伏发电技术的日趋成熟，从 2007年到2014年，7年内光伏电池组件成本从4.8美元/瓦降至0.62美元/瓦，仅为原来的1/10，预计未来 3～5 年中，成本将下降至 0.4 美元/瓦左右。光伏发电的经济优势已经超过其他可再生能源。（3）太阳能资源蕴含量高。我国可开发的可再生能源蕴含量如下：生物质能蕴含量为 1 亿千瓦，水电蕴含量为 3.78 亿千瓦，风电蕴含量 2.53 亿千瓦，而太阳能蕴含量为 2.1 万亿千瓦，占比高达 96.64%，只需开发 1%的蕴含量即达到 210 亿千瓦。
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1.2 研究现状
1.2.1 微电网发展概况
美国的电力可靠性技术解决方案协会（CERTS）公布白皮书，基于“即插即用”和“对等”的理念提出微电网的概念[8]-[11]。微网研究获得美国政府的大力支持，能源部在“Grid2030”中提出将微电网作为未来电力系统的三大基础技术之一。目前，橡树岭国家实验室、国家可再生能源实验室、GE 公司研究中心等研究机构相继建立了微电网示范平台，推动微网的进一步研究。欧洲结合自身需求，开展了“Microgrids”和“More Microgrids”两个项目。“Microgrids”项目重点研究分布式电源建模、并网/孤网切换、中央控制技术等单个微电网的运行研究。“More Microgrids”项目主要关注协调控制策略、能量管理系统的研发、多微电网的现场试验、微网综合收益及商业协定制定等方面。初步形成了微电网在优化控制、安全运行及电力市场等方面的理论。很多欧盟国家相继建立微电网示范工程对微网深入研究。希腊的 NTUA 微电网采用多代理技术对微电网的控制与调度策略进行研究；英国搭建微电网测试平台进行配电网试验和负荷试验。德国建成了配有能量管理系统的微电网示范工程，研究分布式电源随机性对微网的稳定性的影响。西班牙的 Labein 微电网重点关注电力市场中的能量交易。由于资源短缺和能源需求大的危机感，日本在微电网的研究领域程处于领先地位，新能源与工业技术发展协会（NEDO），陆续开展了 Sendai Project、Aomori Project、KyotoProject 等微网示范工程，提出将微电网视为大电网的可控负载，以储能和能量管理技术为研究核心。
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第二章 微网体系结构研究
2.1 微电网的结构
本文在实验室已有风光互补发电系统基础上进行一定的扩展，建立的含风光柴蓄和多种负荷的微电网体系结构如图 2-1 所示。从图 2-1 可以看出，该微电网系统由风力发电机组、光伏阵列、柴油发电机组、蓄电池、逆变器等实体单元以及能量管理系统构成，并通过交流母线向负荷供电，利用各类控制器以及控制策略实现微电源的电压/电流/功率以及蓄电池的充放电控制等。能量管理系统可以进行数据采集和信息传输，实时监测各单元运行状态（各微源的输出功率、铅酸蓄电池的荷电状态、负荷状态，单元节点电能质量信息等），并根据环境变化综合调度，对微电网进行协调调度，实现能量的科学管控。负荷：对负荷进行分级管理，本文将负荷不可中断负荷，可平移负荷和可中断负荷。1) 不可中断负荷：即重要负荷，必须按时按量保证供电，不能推迟或中断供电情况，为用户的最低负荷需求，包括冰箱、重要照明等。2) 可平移负荷：可以从当前时段转移到其他时段的负荷，负荷转移前后其供电总量相同，如洗衣机、热水器、电动汽车充电桩等。3) 可中断负荷：需求量可变的弹性负荷，用户可以依据分时电价等激励政策有选择的切除负荷，如普通照明、空调等。
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2.2 微电网能量管理系统架构设计
图 2-2 所示为本文设计的微电网能量管理系统架构。系统架构包括硬件层、操作系统层、支撑平台层和应用层四个版块。硬件层具体指分布式结构的系统的硬件设备，主要以计算机，可实现系统的扩展性和维护性；操作系统层采用兼容性较好的 windows 操作系统，方便对系统的开发和维护提供支持；支撑平台层包括三部分：分布式通信网络层、数据库层和公共服务层，分布式通信网络层的功能是负责 MEMS 与各分布式微源、负荷之间进行信息传输，主要模块为工业以太网、无线网络和 RS485 通信；数据库层指的是系统的数据库平台，微电网包含多种形式的分布式电源及负荷，数据体量较大，有必要搭建完善的实时数据库平台；公共服务层主要包括普通软件的通用服务，实现降低软件设计的难度和运行时间。由负荷预测单元、发电预测单元、电价预测单元和预测统计单元几个单元组成。负荷预测单元用于分析计算负荷模型、采用优化算法得到负荷预测数据。发电预测单元用于分析计算发电单元模型、采用优化算法得到发电预测数据。电价预测单元用于分析计算电力市场电价模型、采用优化算法得到电价预测数据。预测统计单元的功能是对比分析预测值与实际值，输出报表。
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第三章 微网底层单元优化策略研究....22
3.1 微网底层单元优化策略概述............ 22
3.2 光伏系统传统变步长 MPPT 控制策略分析 ..... 23
3.3 光伏系统改进型变步长电导增量 MPPT 控制策略 ........... 26
3.3.1 步长转换函数....... 26
3.3.2 初始定步长整定.... 29
3.4 仿真与实验.... 30
3.5 本章小结........ 41
第四章 微电网能量管理系统优化算法研究..........43
4.1 博弈论概述..... 43
4.1.1 博弈论简介........... 43
4.1.2 博弈论的基本要素........ 43
4.1.3 博弈论的分类....... 44
4.2 微网能源侧和负荷侧互动博弈...... 45
4.3 仿真结果及算例分析.... 51
4.4 本章小结........ 57
第四章 微电网能量管理系统优化算法研究
4.1 博弈论概述
博弈论（在数学领域被称作对策论），是利用严谨的数学模型分析具有竞争或者对抗性质的决策主体（在给定的信息架构下）行为发生相互作用时，是否存在最为合理的行为决策及如何找出最优的行为决策的数学理论[64]-[66]。博弈论的思想起源可以追溯到 19 世纪初，19 世纪三十年代法国经济学家奥古斯丁·古诺(Augustin Cournot)利用博弈思想进行了开拓性的研究，针对经济市场分析提出双寡头模型，是纳什均衡应用的最早版本。但是博弈思想的早期应用更多地是从经验角度出发，缺乏理论化的发展。上世纪初，冯·诺伊曼(John von Neumann)证明了博弈论的基本原理，博弈论发展为一门正式学科。冯·诺伊曼创造性的提出借助数学概念定义博弈论，并将二人博弈推广到 N 人博弈，奠定了博弈论学科的理论体系，此后博弈论被广泛应用于经济学中。20 世纪 50 年代，约翰纳什（John Nash）提出纳什均衡概念及均衡存在定理；60 年代，海萨尼（John Harsanyi）将不完全信息引入博弈论研究，提出贝叶斯纳什均衡（Bayesian Nash equilibrium）；80 年代,瑞普斯(D Kreps)和威尔孙(B Wilson)对不完全信息动态博弈的研究作出了突出的贡献,提出了贝叶斯精练纳什均衡[67]。发展至今，博弈论已经融入了主流学科研究，借助全新的视角、理念和思维广泛应用于经济学、管理学、政治学等领域，此外随着科技的不断进步，博弈论在信息科学、人工智能、数值计算等领域的运用也日益广泛[68]-[71]。#p#分页标题#e#
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总结
随着能源供需关系趋紧，增加可再生能源发电的需求日益提高。微电网可以有效解决可再生能源分布式发电与电网之间的矛盾，有效提高可再生能源利用率。通过对分布式电源的实现优化控制与调度决策，可以实现科学管控可再生能源，提高可再生能源利用率；此外，光伏作为最为理想的能源生产方式，有必要通过 MPPT 策略研究提高光伏发电系统的发电效率，从而满足微电网经济性、供电可靠性及环保性的要求。本文的主要研究工作如下：
（1）建立了含风光柴储和多种负荷的微电网体系结构，将负荷分为不可中断负荷、可平移负荷和可中断负荷三类，实现负荷的分级管理；设计了微电网能量管理系统架构，包括硬件层、操作系统层、支撑平台层和应用层四个版块，从而实现人机交互、预测、系统分析、调度与控制和系统管理五项功能；对分布式微源进行数学物理建模，重点介绍了光伏电池工程用数学建模方案，分析了光伏电池的输出特性，作为微网优化及光伏最大功率跟踪策略研究的基础。
（2）研究了微电网底层单元中光伏发电系统的MPPT优质策略，通过分析现有MPPT控制策略当光照强度发生剧烈变化时存在跟踪死区的问题，本文提出一种改进型变步长优化算法，设计了步长转换函数和算法流程，同时对算法在 MPP 左右两侧的初始定步长进行整定。通过搭建光伏系统仿真模型和 5kW 光伏系统实验平台，仿真和实验均证明：本文所提改进型变步长算法有效解决了传统 MPPT 算法中，选择扰动步长造成的稳态特性与动态特性之间的矛盾，即使在光照强度发生剧变的情况下，依然可以良好地兼顾动态响应特性和稳态跟踪特性两方面的要求；MPP 左右两侧采取整定后的不同初始扰动步长的改进型变步长控制算法与采取相同初始扰动步长的算法相比，系统的稳态跟踪精度表现接近，但动态响应速度有了进一步的提升；此外，所提改进型变步长算法控制逻辑简洁，计算量较小，可较为方便的利用 DSP 实现，在光伏发电系统中有较好的应用前景。
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参考文献（略）
