[发明专利]基于能量管理的并网状态下的微电网系统调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微电网能量调度优化方法，涉及微电网能量管理技术领域，适用于微电网能量管理的日前经济调度。

背景技术

随着能源危机加剧和环境污染日益严重，微电网作为一种新型能源网络化供应和管理技术，受到越来越多的关注。随着微电网工程的不断发展完善，微电网能量管理系统成为微电网研究的重点。

微电网能量管理系统是针对微电网的智能控制系统，其能优化分布式电源的功率分配，并使系统经济安全的运行。作为微电网能量管理的核心部分，其调度优化模型的设计对微电网能量管理的效果起着至关重要的作用。如何选择算法快速准确的求解考虑各种复杂约束条件的调度优化问题均给该课题带来较大的挑战。解决这一系列问题将提高能量的利用效率，减少微电网系统的运营成本，具有较好的社会效益。

现阶段，一些微电网调度优化的研究建立了线性的调度模型，但是这种模型过于粗糙，不利于深入研究。当前大多数模型建立的是非线性优化模型，一般采用粒子群算法、蚁群算法、遗传算法等智能优化算法求解。随着规模的增加，智能算法往往不容易收敛并且求解速度较慢。同时，当前模型一般只适用于少数微电网算例，模型的适用性有待提高。

发明内容

为了克服现有技术下的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种基于能量管理的并网状态下的微电网系统调度方法，该方法预测更加精准，在保证较高求解精度的基础上还能获得较快的求解速度。

本发明的技术方案是：

一种基于能量管理的并网状态下的微电网系统调度方法，其以微电网系统并网运行成本最少为目标，通过对下列并网运行目标函数的运行成本最小化求解获得相应的调度参数，以满足微电网系统内所有用电设备的用电需求：

并网运行目标函数为：

其中，C为微电网系统的运行成本，P_i(t)为可控电源i的t时刻的输出功率，C_i(P_i(t))为可控电源i的t时刻的燃料成本，所述可控电源包括微型燃气轮机、柴油机和燃料电池；

S_i(t)为可控电源i的t时刻的启动成本；U_open,i(t)为可控电源i的t时刻0、1开机决策变量，0表示非启动(保持原启停状态或者停机)，1表示启动；

C_OM,i(P_i(t))、C_DP,i(P_i(t))、C_e(P_i(t))分别为可控电源i的t时刻的维护成本、折旧成本和环境成本；

P_k(t)为蓄电池k的t时刻的输出功率，C_OM,k(P_k(t))、C_DP,k(P_k(t))分别为蓄电池k的t时刻的维护成本和折旧成本；

C_buy、C_sell分别为微电网从外部购电和向外部售电的电价；P_buy(t)、P_sell(t)分别为微电网t时刻从外部购电和向外部售电的功率；

I为可控电源的数量；K为蓄电池的数量；T为一个调度周期内的优化时段数。

本发明的有益效果为：

由于对微电网的各类电源分别进行了分类归纳，对不同类型的电源分别建模，由此可以将微电网大部分电源纳入日前经济调度模型中，且新增元件也很简单，因此具有很强的适用性。

由于模型中综合考虑了设备折旧费用、燃料费用、维护费用、启停费用、环保费用等设备运行成本及购售电成本、线路损耗成本等，同时满足了功率平衡、备用、爬坡率、出力上下限、最小启停时间、蓄电池容量上下限、蓄电池充放电功率上下限、蓄电池周期充放电总能量、购售电功率上限等约束条件，比现有技术下的调度方法更贴近微电网的实际需求，由此建立起的微电网日前经济调度模型也更为完善。

由于模型求解过程中采用了按时间分层求解的优化求解方法，可根据需要设置不同时间尺度，获得很短时间范围(自由设定，例如可以为10min或者15min等)的求解结果，因此可以显著提高调度的精度。

由于引入了采用前推回代法的三相潮流计算方法，可以在三相不平衡的情况下计算微电网的潮流，得出微电网的线损，计算出微电网平均线损系数。