[发明专利]基于多目标调度模型的并网运行方式下微网能量控制方法

权利要求书

1.一种基于多目标调度模型的并网运行方式下微网能量控制方法，所述的微网包括多个微源和负荷，各微源和负荷通过联络线连接，所述的负荷包括电负荷和热负荷，其特征在于，所述的方法具体包括以下步骤：

1)处理器获取微网中各微源和联络线的信息，以发电成本和环境成本最小为目标建立多目标经济调度模型；

2)建立隶属度函数，对多目标经济调度模型进行模糊化，获得非线性单目标微网经济调度模型；

3)采用改进型遗传算法对非线性单目标微网经济调度模型进行优化求解，获得各微源和联络线的最优有功和无功功率数据，并将该数据传输给微网功率控制器；

4)微网功率控制器根据接收到的最优有功和无功功率数据控制各微源和联络线的有功和无功功率输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于多目标调度模型的并网运行方式下微网能量控制方法，其特征在于，所述的微源包括光伏、风机、微型燃气轮机、燃料电池和蓄电池。

3.根据权利要求2所述的一种基于多目标调度模型的并网运行方式下微网能量控制方法，其特征在于，所述的多目标经济调度模型包括目标函数和约束条件，所述的目标函数F(t)为一天内的发电成本F₁(t)最小，同时污染物对环境影响的环境成本F₂(t)最低，具体为：

min F(t)＝{F₁(t)F₂(t)}t＝1，2...24    (1)

F₁(t)＝C_f(t)+C_DP(t)+C_OM(t)+C_grid(t)-C_sh(t)    (2)

F₂(t)＝C_e(t)    (3)

式中：

Cf(t)=Σi=1nfi(Pi(t))---(4)]]>

CDP(t)=Σi=1n[Caz,i8706ki·r(1+r)ni(1+r)ni-1·Pi(t)]---(5)]]>

COM(t)=Σi=1nKOM,i·Pi(t)---(6)]]>

C_grid(t)＝CP(t)×PR_grid(t)    (7)

C_sh(t)＝Q_he(t)×K_ph    (8)

Ce(t)=Σi=1n+1(Σj=1m((Vej+Vj)·Qij·Pi(t)))---(9)]]>

C_f(t)、C_DP(t)、C_OM(t)分别为t时刻各微源的燃料成本、投资折旧成本和运行维护成本；C_grid(t)为t时刻微网向外网的购电成本；C_sh(t)为t时刻热电联产系统的制热收益；C_e(t)为t时刻各微源的环境成本与微网向外网购电的环境成本总和：f_i为第i个微源的燃料成本函数；P_i(t)为第i个微源t时刻的有功功率输出；n为微源的个数，第n+1个为联络线功率；C_az，i为第i个微源的单位容量安装成本；k_i为第i个微源的容量因数，k_i＝第i个微源的年发电量/(8760×该微源的额定功率)；r为年利率；n_i为第i个微源的投资偿还期；K_OM，i为第i个微源的单位电量运行维护成本系数；CP(t)为t时刻微网向外网的购电电价；PR_grid(t)为t时刻微网向外网的购电量；Q_he(t)为t时刻微网的制热量；K_ph为单位制热量的售价；V_ej为第j项污染物的环境价值；V_j为第j项污染物所受罚款；Q_ij为第i个微源单位电量的第j项污染物排放量；m为污染物的种类；

所述的约束条件包括：

a、潮流约束：

ΔPf=Pfs-Σg∈fhVfVg(Gfgcosθfg+Bfgsinθfg)=0---(10)]]>

ΔQf=Qfs-Σg∈fhVfVg(Gfgsinθfg+Bfgcosθfg)=0---(11)]]>

式中：h为微网的节点数，f＝1，2，…，h；G_fg、B_fg、θ_fg分别为节点f和节点g之间的导纳和相角差，g∈f表示与节点f相连的节点；

b、运行电压约束：

V_f，min≤V_f≤V_f，max    (12)

式中：V_f，min、V_f，max分别为节点f上运行电压的最小、最大值；

c、光伏、风机和微型燃气轮机的有功功率约束：

P_i，min≤P_i≤P_i，max    (13)

式中：P_i，min、P_i，max分别为第i个微源有功功率的最小、最大值；

d、微型燃气轮机爬坡率约束：

增负荷时    P_MT(t)-P_MT(t-1)≤R_up，MT    (14)

减负荷时    P_MT(t-1)-P_MT(t)≤R_dowm，MT    (15)

式中：P_MT(t)为t时刻微型燃气轮机的有功功率输出，R_up，MT、R_down，MT分别为微型燃气轮机增加和降低有功功率的限值；

e、微网与外网允许交互的传输功率约束：

0≤P_Grid(t)≤P_Grid，max    (16)

0≤Q_Grid(t)≤Q_Grid，max    (17)

式中：P_Grid(t)、Q_Grid(t)分别为t时刻微网与外网允许交互的有功功率和无功功率；P_Grid，max、Q_Grid，max分别为允许交互的最大有功功率和无功功率；为联络线传输功率的功率因数；c为联络线传输功率的功率因数限值；

f、蓄电池运行约束：

P_SB，min≤P_SB(t)≤P_SB，max    (19)

-S_inv，SB≤P_SB(t)≤S_inv，SB    (20)

-Sinv,SB2-PSB2(t)≤QSB(t)≤Sinv,SB2-PSB2(t)---(21)]]>

SOC_min≤SOC(t)≤SOC_max    (22)

式中：P_SB，max、P_SB，min分别为蓄电池的最大和最小有功功率；S_inv，SB为蓄电池逆变器的容量；P_SB(t)、Q_SB(t)、SOC(t)分别为t时刻蓄电池交流侧的充放电有功功率、无功功率和蓄电池剩余容量；SOC_min、SOC_max分别为蓄电池的最大和最小剩余容量；

g、燃料电池运行约束：

P_FC，min≤P_FC(t)≤P_FC，max    (23)

P_FC(t)≤S_inv，FC    (24)

0≤QFC(t)≤Sinv,FC2-PFC2(t)---(25)]]>

式中：P_FC，min、P_FC，max分别为燃料电池有功功率的最小、最大值；P_FC(t)、Q_FC(t)分别为t时刻燃料电池交流侧的有功功率和无功功率；S_inv，FC为燃料电池逆变器的容量；

h、旋转备用约束：

PPV(t)+PWT(t)+PMT(t)+min{PSB,max,(Sinv,SB)2-(QSB(t))2,(SOC(t-1)-SOCmin-]]>

                                                               (26)

DBQBS)ηD}+min{PFC,max,(Sinv,FC)2-(QFC(t))2}+PGrid,max>=PD(t)+Ploss(t)+R(t)]]>

式中：P_PV(t)、P_WT(t)分别为t时刻光伏、风机的有功功率；η_D为放电效率；D_B为蓄电池每小时的自放电比例；为蓄电池的总容量；P_D(t)、P_loss(t)、R_D(t)分别为t时刻微网系统的总负荷、总网损和所需备用容量。