[发明专利]基于集中式和分布式双层优化策略的微电网经济调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于集中式和分布式双层优化策略的微电网经济调度方法，属于微电网技术领域。

背景技术

随着电网规模迅速增大，由于传统电网能源消耗大，环境污染严重，网络损耗高，越来越难以满足用户高可靠性和多样化的供电策略的要求。分布式发电具有能源利用率高、环境污染小、可靠性高、安装灵活方便以及低成本高回报等诸多优点，能够有效地解决传统电网地很多潜在问题。分布式电源主要包括以气体或者液体为燃料的内燃机、燃料电池、微型燃气轮机、可再生能源，如：风能或太阳能发电的分布式电源位置分散灵活，低碳环保等特点极大地适应了分散的资源和电力需求，延缓了由于负荷的增加而造成输配电系统维护所需要的巨额投资，降低了由于远距离传输电能而带来的损耗成本。除此之外，分布式电源和传统电网互为补充，极大地提高了供电的可靠性。

微网可以使得分布式电源灵活、高效的运行，充分挖掘分布式发电的价值和效益。微网规模介于分布式发电与大电网之间，可以联接缓冲分布式发电与大电网，也可以独立运行。它是分布式电源发展的高级形式。微网从系统观点看问题，将发电机、负荷、储能装置及控制装置等结合，形成一个小型可控发输配电系统。微网具有一定的能量管理能力，通过微网接入分布式电源成为理想的选择。微网中的DG按输出功率特性可分为间歇性电源和连续性电源两类，间歇性电源包括风力发电和光伏发电，其输出功率受天气等自然条件的影响较大，具有明显的波动性和不确定性，连续性电源包括微型燃气轮机和燃料电池等，其具有相对可靠的一次能源供给和连续的处理调节能力。

当今的电力系统规模与复杂度在不断增加，电网互联带来的数据爆炸性增长，以及引入新能源发电带来的网络协调问题，都是对传统电力系统分析的巨大挑战。而本发明能够很好地解决上面的问题。

发明内容

本发明目的在于提供了一种基于集中式和分布式双层优化策略的微电网经济调度方法，该方法在微电网能量优化管理中应用于分布式调度方式，结合传统集中式调度方式，形成了双层集中式和分布式能量优化管理策略。该分布式方法可以调动所有被调度对象参与调度计算任务，实现计算任务分散处理，充分利用了微电网中各个单元的计算资源。

本发明解决其技术问题所采取的技术方法是：一种基于集中式和分布式双层优化策略的微电网经济调度方法，该方法将微电网经济调度优化过程分为基于预测数据的集中式调度层和基于实时数据的分布式调度层，具体包括如下步骤：

步骤1：微电网的控制中心收集未来一个预测周期中微电网的不可控微电源的预测出力数据，诸如风电和光伏发电单元的出力，以及微电网总的负荷预测数据。

步骤2：微电网控制中心根据预测信息，以经济最优为目标，在考虑各约束条件的前提下，采用粒子群优化方法经行优化计算，得到整个预测周期的分布式电源出力。在实时调度时刻到来之前各DG单元均按预测出力进行生产。其目标函数为：

min f＝f_DG+f_L

其中f表示成本，U表示状态，同一时刻只能取0或1。P表示功率。DG表示可控微电源，N表示对一整个预测周期划分的时段数，L表示可切断负荷，Q表示单元数量，K表示微电源的维护成本，c表示价格，on表示微电源的启停，*表示微电源状态的改变，F表示微电源的发电成本函数。记优化结果为和分别为各可控微电源的计划出力和预测切负荷状态。

集中优化过程所遵循的约束条件如下：

(1)功率平衡约束

unctrl表示不可控微电源。

(2)状态约束

该式表示在连续的m个调度时段之内不能多次切断某一负荷。

(3)DG出力约束

分别为每个DG单元的出力上限与下限。表示各单元最大爬坡率。

步骤3：新实时调度时刻到来时，集中控制中心检测到不可控电源的实时出力以及负荷的实时数据。根据具体地网络通信拓扑图，确定分布式优化的起始节点。根据实时数据与预测数据计算得该调度时刻的误差。并在起始节点的预测出力值上加入误差的量。误差ΔP^t的计算公式为：

带有realtime上标的是实时数据。

在选定优化起始节点后，将误差传入其预测出力，计算公式为：