[发明专利]一种适用于微电网的能量管理仿真系统及方法

权利要求书

1.一种适用于微电网的能量管理仿真系统，其特征在于，由综合管理功能模块、业务功能模块和辅助功能模块组成，综合管理功能模块包括能量管理模块和能效管理模块，业务功能模块包括功率预测模块、运行监控模块、场景配置模块和微电网配置模块，辅助功能包括数据储存模块、人机交互模块和绘图功能模块；所述人机交互模块完成场景配置和微电网配置，场景配置包括配置微电网运行模式、风速时间序列模型、光照时间序列模型和并网调度设置，微电网运行模式包括离网运行和并网运行，风速时间序列模型为风速模型，光照时间序列模型为光照模型，并网调度设置包括不接受调度和接受调度曲线，微电网配置包括锂电池储能系统、光伏发电系统、风力发电系统、负荷配置和微电网控制策略参数，数据储存通过数据库实现；

配置完成的仿真系统结合数据库中的功率预测原始数据进行仿真，并通过运行监控模块实现对微电网系统运行信息的监控，运行信息包括系统电压率、系统运行模式、光伏系统个数、储能系统个数、风电系统个数和负荷个数，系统运行模式包括并网和离网，将运行信息和仿真结果通过数据储存模块存储到数据库中；

能量管理模块根据优化控制目标，完成微电网的稳定运行控制；

能效管理模块基于能量管理模块对电能质量和用电能效进行评价分析，电能质量分析指标包括电压平衡度、电压畸变率、电流畸变率，用电能效分析指标包括日均二氧化碳减排量、日均光伏发电量、日均风力发电量、日均可再生能源发电量，评价结果通过绘图功能显示。

2.利用权利要求1所述仿真系统的一种适用于微电网的能量管理方法，其特征在于：基于功率预测，采用通用化能量管理控制策略和不同优化目标下的能量管理优化控制策略，功率预测方法包括风力发电功率预测方法、光伏发电功率预测方法和负荷功率预测方法，通用化能量管理控制策略包括并网模式下的能量管理控制策略和离网模式下的能量管理控制策略，不同优化目标包括微电网运行经济效益最大化、可再生能源发电最大化和联络线交换功率波动最小化。

3.根据权利要求2所述的适用于微电网的能量管理方法，其特征在于：风电功率预测方法采用一种基于不同风速段的连续时间段聚类的基于SVM的风电功率预测方法，具体步骤如下：

1）根据当地风电场的历史数据，将不同风向产生的回风现象进行分类；

2）进行预测时，风电机组所处的位置和风速段将作为两个单独的输入量被读取到风电功率预测模型中；

3）进行连续时间段聚类的基于SVM的风电功率预测方法建模；

4）对风特性进行全年相似日无监督聚类；

5）利用相似日聚类结果，再把全年按周、半月或月，分为n个连续时间段，对每个时间段划分类别，类别相同的时间段用基于SVM的建模，用于次年相同时间的预测。

4.根据权利要求2所述的适用于微电网的能量管理方法，其特征在于：光伏功率预测采用核函数极限学习机理论，包括参数寻优和光伏功率预测模型构建两部分；参数寻优以历史光伏输出功率和气象记录信息作为离线参数寻优总集，使用粒子群优化算法获得基于权重的样本筛选与核函数极限学习机算法的最优参数；用离线寻优算法得到的最优参数，结合光伏功率历史数据和运行采样数据构建在线预测模型。

5.根据权利要求2所述的适用于微电网的能量管理方法，其特征在于：微电网并网运行时，以充分利用可再生能源为目的，以微源和负荷预测为参考值，优化调度各微源的出力；微电网离网运行时，通过对各分布式电源的控制模式及控制参数的设置，保证微电网安全稳定运行，同时维持用户侧微电网频率电压在允许范围之内；当储能系统、光伏发电系统和负荷的调节作用不能满足微电网内部功率平衡，引起其电压或频率异常时，需进行电压稳定控制或频率稳定控制。

6.根据权利要求2所述的适用于微电网的能量管理方法，其特征在于：为了实现微电网运行经济效益最大化，在保证微电网安全稳定运行的前提条件下，以全系统运行费用最低为目标，充分利用可再生能源，实现多能源互补发电，保证整个微电网的经济最优运行；

对风力机的功率控制采用爬山搜索法，对光伏发电系统采用扰动观测法；

为了实现联络线交换功率波动最小化，采用ACE实时调整系统建模和ACE实时调整系统优化参数。