[发明专利]含岸电的微电网系统及其电能调控方法

权利要求书

1.一种含岸电的微电网系统的电能控制方法，其特征在于，所述的微电网系统包括：港口变电站、公共连接点、岸电系统通讯中心、微电网能量管理系统、若干并联的储能单元、光伏单元以及风电单元，其中：港口变电站的输出端连接公共连接点，公共连接点分别与储能单元、光伏单元、风电单元、岸电系统和码头负荷相连，港口变电站通过公共连接点和岸电系统向停靠在码头上的船舶供能；岸电系统通讯中心收集船舶的停靠信息和码头负荷的负荷使用信息，并发送至微电网能量管理系统；微电网能量管理系统收集储能单元的荷电状态、风电单元和光伏单元的发电预测信息，经过综合后将相应的调度指令发送至储能单元、风电单元和光伏单元从而调整发电量；

所述的光伏单元为太阳能光伏发电装置；

所述的风电单元为风机；

所述的岸电系统包括：岸电变压器、电子静止式岸电电源和码头岸电接线箱，其中：岩电变压器和电子静止式岸电电源并联，并分别提供50Hz和60Hz的电能至不同码头的码头岸电接线箱；

所述的港口变电站通过地下电缆分别接入岸电变压器和电子静止式岸电电源的输入端；

所述的码头岸电接线箱通过连接电缆将电能输送至船舶的岸电设备，为船舶供能；

所述的电能控制方法，通过网能量管理系统根据工作目标方程收集相应参数的信息，对调度时长内的每个时间段进行各参数的约束，通过相应计算得到调度时长内的优化调度计划；

所述的参数包括：流过公共连接点PCC的功率、可再生能源的发电量和储能单元的功率；

所述的工作目标方程为：其中：P_absorb为流过公共连接点PCC的功率，ΔP_PCC为流过PCC功率的波动，P_clean为可再生能源的发电量，λ₁和λ₂为权重因子，λ₃为惩罚因子，T₁为无船舶停靠在岸电系统微电网的时间段，T₂为有船舶停靠在岸电系统微电网的时间段；

所述的对各参数的约束为：

1)流过PCC的功率约束：流过PCC的功率P_PCC,t必须在功率上限与功率下限P_PCC之间，即：其中：t为调度时刻；

2)风电出力约束：风电机组的发电功率P_wi,t在出力预测值与出力最小值P_wi,min之间，即：

3)光伏单元出力约束：光伏单元的出力小于光伏最大出力P(N_t)，单个光伏单元的出力小于其预测值其中：

4)储能单元约束：储能单元的充电功率P_ESUci,t小于最小充电功率P_cm与SOC充电限制值P_SOC,c的较小值，即：P_ESUci,t≤min{P_SOC,c,P_cm}；放电功率P_ESUdi,t大于最小放电功率P_dm与SOC放电限制值P_SOC,d的较小值，即：P_ESUdi,t≥max{P_SOC,d,P_dm}；

所述的优化调度计划通过以下计算得到：

S1：输入负荷预测数据、可再生能源发电预测数据、船舶负荷数据和调度时长，设定循环终止定值；

S2：按照15min为一个调度时间段对调度时间段进行划分，将每个调度时刻t时PCC的吸收功率P_absorb、风机发电功率P_w,t、光伏发电功率P_PV,t与储能单元放电或充电功率P_ESU,t列作为变量，并列出包含上述变量的目标函数表达式与包含上述变量的每个时间段的约束条件；

S3：根据船舶停靠信息，将没有停靠的时间段纳入集合T₁，T₁(i)是第i个没有船舶停靠的时间段；将有船舶停靠的时间段纳入集合T₂，T₂(i)是第i个有船舶停靠的时间段，对T₂(i)中储能单元的SOC数据进行假定；

S4：令迭代次数k为0，按照能量管理系统的目标函数计算T₁(i)的优化调度计划，即T₁(i)时间段内的P_absorb、P_w,t、P_PV,t与P_ESU,t，更新调度计划；

S5：根据更新的优化调度计划值，按照能量管理系统的目标函数计算T₂(i)的优化调度计划，即T₂(i)时间段内的P_absorb、P_w,t、P_PV,t与P_ESU,t，更新调度计划；

S6：计算调度计划值更新前后的差值，计算更新前后的目标函数值差值，若小于循环终止定值，则得到计算值；若大于定值，则令k＝k+1，回到S4；

所述的微电网在运行时需要实现可再生能源的高效利用与码头上负荷的自给自足，微电网能量管理系统具有负荷预测与可再生能源发电预测功能，同时能够通过港口与停靠的船舶的通讯获得船舶的负荷量。