[发明专利]一种结合双主控协作与MPSO算法的微电网动态优化调度方法

说明书

技术领域

本发明属于微电网经济运行技术领域，涉及一种结合双主控协作与MPSO算法的微 电网动态优化调度方法。

背景技术

微电网的经济调度优化是在确保系统稳定可靠运行的基础上，通过优化调配分布 式电源组合及其出力大小实现系统总发电成本最小化的一项关键技术。由于微电网系统中 各分布式电源的种类多样、控制特性各异、运行状态及运行成本各不相同等影响因素，因 此，含多分布式电源微电网的经济调度优化是一个高维的、多时间尺度的、多约束的和非线 性的复杂动态优化问题。相对于传统大电网，风光柴蓄混合能源微电网系统中高渗透率的 风电和光伏等间歇性电源以及具有独特能量双向流动的蓄电池储能系统，使得微电网系统 经济调度相对于传统大电网的经济调度具有非常大的差异性。

经对现有技术的文献检索发现，“基于储能单元运行方式优化的微电网经济运行” (基于储能单元运行方式优化的微电网经济运行[J].电网技术,2012,36(1):45-50.)一文 建立了微电网内各单元数学模型及蓄电池充放电模型，讨论了微电网离并网运行方式，采 用动态规划法先对对蓄电池运行方式进行求解，然后再求解出燃料电池的合理运行方式， 由此形成调度周期内整个微电网的最佳运行方式。申请号为201110121088.9的中国发明专 利申请提出基于多时间尺度协调的微网经济运行优化调度方法，将微电网的经济运行分为 日前计划和实时调度两个阶段；在日前计划中，基于日前预测数据将微电网的经济运行建 模为混合整数线性规划问题；在实时调度中，遵循日前计划的开停机结果，基于实时超短期 预测数据与各电源的实时运行状态，将微电网的经济运行建模为非线性规划。以上方法均 没有针对系统中各分布式电源和蓄电池储能系统在各时段间的相互耦合影响，没有给出相 应的多种不同可控型电源间的动态调度协调控制方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种结合双主控协作与MPSO算法的微电网动态 优化调度方法，该方法设计了蓄电池储能系统和柴油发电机组分别作为微电网系统主控电 源时，系统的经济调度优化策略与基于改进粒子群优化算法的双主控动态协作的微电网经 济调度优化过程，该方法充分利用了蓄电池储能系统和柴油发电机组不同的发电成本，使 得蓄电池储能系统和柴油发电机组根据不同的运行条件而交替作为主控电源来维持和保 证整个微电网系统电压和频率稳定性；该方法根据微电网经济运行的动态能量特性，采用 了具有结构简单、收敛速度快和鲁棒性好的改进粒子群算法(MPSO)对模型进行求解；该方 法能够同时追求系统最优运行控制模式和最小发电成本目标，有效实现了微电网系统经济 运行的最小化发电总成本目标和最大化利用可再生能源，改善微电网经济运行性能。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种结合双主控协作与MPSO算法的微电网动态优化调度方法，所述微电网包含蓄 电池储能系统(BatteryEnergyStorageSystem，BESS)和柴油发电机组(Diesel GeneratorEngine，DE)两种主控电源，以及风力发电机组(WindTurbine，WT)和光伏发电 系统(Photovoltaic，PV)两种非主控电源，该方法包括以下步骤：

步骤一：获得初始阶段的基本数据，包含有系统负荷需求、风电输出功率和光伏输 出功率、可用的分布式电源数量及输出功率限值、蓄电池储能系统的容量及容量限制值；

步骤二：建立微电网经济优化调度模型；

步骤三：对粒子群算法进行改进，建立改进粒子群优化算法模型；

步骤四：采用改进粒子群优化算法对微电网经济调度优化模型进行综合权衡求 解，同时计算求解出整个调度周期内微电网系统的最小发电成本以及最恰当的经济调度方 案，此处，在每个周期内的微电网经济调度优化过程中都有两个不同的时间尺度：时间尺度 t：仅用于优化求解系统的最小发电成本目标；时间尺度t′：仅用于优化选择系统运行控制 模式，求解最恰当的经济调度方案；在整个调度期间，微电网系统的主控电源不是唯一的， 可能是由蓄电池储能系统和柴油发电机组根据不同的运行条件而交替作为主控电源来维 持和保证整个微电网系统电压和频率稳定性。主控电源M(t')需要在控制模式选择的时间 域(t'＝t'+1)内评估主控电源是否满足最短启停时间约束。如果在整个调度周期内，主控 电源总是始终由同一种分布式电源承担，那么t和t′这两个时间尺度相同，即t＝t′。