[发明专利]独立运行模式下的微电网多时间尺度能量优化调度方法

权利要求书

1.一种独立运行模式下的微电网多时间尺度能量优化调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)统计微电网运行历史数据，建立微电网内所有可控型微电源的成本-出力曲线的非线性函数，并将其分段线性化；

2)采集微电网负荷信息数据、气象信息数据，综合微电网运行的历史数据，对负荷/风能/太阳能进行未来一天的预测，得到未来一天内微电网的负荷/风能/太阳能预测数据；

3)将微电网未来一天内的经济运行分为24个时段，以微电网全天运行成本最小为目标函数，其中所有可控型微电源使用分段线性化模型，考虑微电网内部的各时段能量平衡、各设备元件的出力限制/爬坡率限制/开停机成本，基于步骤2)中的日前负荷/风能/太阳能预测数据，将此微电网日前计划问题构成一个混合整数线性规划问题的数学模型进行求解，得到各时段可控型微电源的机组日前启停优化计划方案；

4)在微电网实时运行过程中，以每15分钟为一调度周期，即将每小时划分为4个调度时段，全天划分为nT＝24*4＝96个调度时段，在每次调度时刻监测储能单元的能量状态SOS，采集微电网负荷信息数据、气象信息数据以，对负荷/风能/太阳能进行超短期预测，得到本调度时段内微电网的负荷/风能/太阳能预测数据；

5)根据步骤3)的机组日前启停优化计划方案得到当前时段处于开机状态的可控型微电源集合，确定处于开机状态的各可控型微电源的基点运行功率的上下限根据步骤4)得到的本调度时段内微电网的负荷/风能/太阳能预测数据确定净负荷功率大小；

6)根据步骤4)监测到的该调度时段储能单元的能量状态所处不同状态区间，以及步骤5)确定的不同净负荷功率大小，为独立运行模式下的微电网制定不同的能量优化策略，并建立相应的能量优化模型，通过模型求解得到该时段的微电网经济运行调度方案；

7)由步骤6)得到的微电网经济运行调度方案形成微电网调度指令，发布给微电网中的可控型微电源、可再生能源发电微电源、卸荷装置以及负荷的控制器，使得微电网在下一时段按照指定方式安全经济运行；

8)在下一调度时刻，判断是否达到第nT个时段，如果不是，则重复步骤4)，如果是，则重复步骤2)。

2.根据权利要求1所述的一种独立运行模式下的微电网多时间尺度能量优化调度方法，其特征在于：所述步骤3)中的混合整数线性规划问题的数学模型为：

min f(x，u)

s.th(x,u)=0g‾≤g(x,u)≤g‾x∈R,u∈{0,1}]]>

其中：

优化变量x，u定义为：

x=PGit,DGit,kΔPno+t,ΔPno-ti∈SG,t∈ST]]>

u=uGit,uGi*t,vGit,k,i∈SG,t∈ST]]>

目标函数f(x，u)定义为：

f(x,u)=Σt∈ST(Σi∈SG(uGitAGi1+Σk=1LGi(FGikDGit,k)+KOMiPGit+SGionuGi*t)+σ(ΔPno+t+ΔPno-t))]]>

等式约束h(x，u)包括：

(1)功率平衡约束：

Σi∈SGPGit+Σi∈SIPIit+ΔPno+t-ΔPno-t=Σi∈SLPLit,t∈ST]]>

(2)可控型微电源出力定义：

PGit=uGitBGi1+Σk=1LGiDGit,k,i∈SG,t∈ST]]>

(3)可控型微电源分段运行归属标记位互斥条件：

Σk=1LGivGit,k=uGit,i∈SG,t∈ST]]>

(4)可控型微电源最小开停机时间约束中的等式约束：

Σt=1Gion(1-uGit)=0,Gion=min{NT,(TGion‾-TGion)uGi0}]]>

Σt=1GioffuGit=0,Gioff=min{NT,(TGioff‾-TGioff)(1-uGi0)}]]>

不等式约束g(x，u)包括：

(1)可控型微电源分段出力值定义：

Σj=k+1LGivGit,j≤DGit,kBGik+1-BGik≤Σj=kLGivGit,j,i∈SG,t∈ST,k=1...LGi]]>

(2)可控型微电源开始开机标记位定义：

uGi*t≥uGit-uGit-1,i∈SG,t∈ST]]>

(3)可控型微电源爬坡率约束：

PGit-PGit-1≤ΔTΔPGi‾PGit-1-PGit≤ΔTΔPGi‾i∈SG,t∈ST]]>

(4)可控型微电源最小开停机时间约束：

Σt=kk+TGion‾-1uGit≥TGion‾(uGik-uGik-1)k∈[Gion+1,NT-TGion‾+1]Σt=kNT(uGit(uGik-uGik-1))≥0k∈[NT-TGion‾+2,NTi∈SG]]>

Σt=kk+TGioff‾-1(1-uGit)≥TGioff‾(uGik-1-uGik)k∈[Gioff+1,NT-TGioff‾+1]Σt=kNT(1-uGit-(uGik-1-uGik))≥0k∈[NT-TGioff‾+2,NTi∈SG]]>

(5)可控型微电源最大开停机次数约束：

Σt∈STuGi*t≤Nonmax,i∈SG]]>

(6)参与压频控制的微电源或储能单元运行状态约束：

Σi∈SVfuGit≥1]]>

其中，各符号定义如下：S_T为时段集合、S_G为可控型微电源集合；S_I为不可控型微电源集合、S_L为内部负荷集合、S_Vf为参与压频控制的微电源或储能单元集合、f(x，u)为目标函数、N_T为总时段数、为可控型微电源成本曲线参数、为可控型微电源分段曲线归属状态、为可控型微电源分段曲线取值状态、L_Gi为可控型微电源成本曲线分段数、为可控型微电源开机成本、K_OMi为可控型微电源运行维护成本、ΔP_Gi为可控型微电源出力变化率界限、为可控型微电源最短连续运行/停运时间、为可控型微电源初始时刻已连续运行/停运时间、为可控型微电源最大开关机次数、为可控型微电源有功出力、为可控型微电源工作状态(0关1开)、为可控型微电源开始开机标记位、为不可控型微电源出力、为负荷功率、为系统总发电功率与总负荷功率之间的差值为系统总负荷功率与总发电功率之间的差值