24、微电网建模与时间序列分析：经济、环境与预测洞察

微电网建模与时间序列分析：经济、环境与预测洞察

在当今对可持续能源需求不断增长的背景下，微电网（MG）作为一种有效的能源供应解决方案，正受到越来越多的关注。它结合了可再生能源和传统能源，旨在提供可靠、经济且环保的电力。本文将深入探讨微电网的建模、经济影响、环境效益以及时间序列分析等关键方面。

1. 微电网能源供应与成本分析

微电网的能源供应涉及多种能源的协同工作，其中柴油发电机和太阳能光伏板是常见的组成部分。燃料消耗公式为：$F_{fuel}=F_{c}DG + F_{1}PG$，其中$F_{c}$代表燃料系数，$DG$代表柴油发电机，$F_{1}$代表燃料曲线的斜率，$PG$是柴油发电机的功率输出。当系统检测到潜在的电力短缺时，控制器会自动启动柴油发电机以满足需求，且整个过程无需人工干预。

太阳能光伏板在微电网中具有重要的经济优势。一般来说，太阳能系统的成本在1 - 3年内就可以通过节省的柴油成本收回，并且能够在10 - 25年内持续提供经济的电力服务。

2. 停电模拟与系统配置优化

为了评估微电网的弹性，需要考虑最坏情况和最好情况的场景。在进行模拟时，假设每个建筑物都有临界负载，其占总负载的60%。每次停电间隔为84小时，频率为每15年一次。通过HGS软件估算每个位置可再生能源的80%输出，并计算临界负载与可再生能源输出之间的能量差异。

根据模拟结果，最坏情况的停电通常发生在冬季，而最好情况的停电则出现在夏季和春季。这可能是因为春季某些日子光伏产量高且负载需求低。

通过HGS软件进行了7000次设计模拟，结果显示整体最优的系统设计包含电网和光伏系统。以下是四个系统在不同参数下的比较：