[发明专利]一种适于三端口电力电子变压器的交直流混合微网两层优化方法

权利要求书

1.一种适于三端口电力电子变压器的交直流混合微网两层优化方法，其特征在于：该交直流混合微网采用两层优化结构，以三端口电力电子变压器为上层决策者，优化主网、交流微网和直流微网的功率调度曲线，以交流微网和直流微网为下层从属者，将上层调度曲线作为约束协调各微源出力，上层决策者以降低公共联结点负荷曲线方差、提高负荷率为上层目标，下层从属者以降低交流微网区和直流微网区运行费用为下层目标；

(一)上层优化模型

1.1上层优化模型：

1.2上层优化模型的约束条件：

P_Grid+P_AC+P_DC＝0 (4)

上层优化模型及其约束条件中涉及的字母含义如下：N为调度周期时段数，P(i)为i时段公共联结点负荷功率，P_max为公共联结点的最大负荷功率；P_Grid、P_AC和P_DC为主网、交流微网和直流微网的净负荷功率，P_pet为三端口电力电子变压器的额定功率；

(二)下层优化模型

2.1交流微网优化模型：

2.2交流微网优化模型的约束条件：

功率平衡约束：

交流微源有功约束：P_k.min≤P_k≤P_k.max (13)

燃机爬坡约束：

燃机爬坡约束：

交流微网优化模型及其约束条件中涉及的字母含义如下：F_AC为交流微网的运行费用，f_AC.1、f_AC.2、f_AC.3、f_AC.4和f_AC.5分别表示交流微源的折旧成本、维护成本、燃料成本、治污成本和购电成本，N为调度周期时段数，m为交流微源个数，l、m_k、Q_mk、u_k、n_k、T、c_l和Q_kl分别表示贷款年利率、还款期、交流微源单位容量建设成本、交流微源使用率、维护系数、污染物种类、环境成本系数和污染物排放量，P_k为第k个交流微源的功率，n_MT为燃机个数，为第k个燃机的燃料成本和该燃机的功率间的函数关系，和P_G-AC表示交流微网向主网的购电价格和购电量，和P_AC-DC表示交流微网向直流微网的售电价格和售电量；P_load.AC为交流微网负载功率，P_AC为交流微网的净负荷功率，P_k.max和P_k.min为第k个交流微源的功率上限和下限，R_up和R_down为燃机增大和降低出力的限值，t和t-1表示t时刻和t-1时刻；

3.1直流微网优化模型：

3.2直流微网优化模型的约束条件：

功率平衡约束：

直流微源有功约束：P_k.min≤P_k≤P_k.max (24)

蓄电池运行状态约束：P_SB.min≤P_SB≤P_SB.max (25)

蓄电池运行状态约束：SOC_min≤SOC≤SOC_max (26)

直流微网优化模型及其约束条件中涉及的字母含义如下：F_DC为直流微网的运行费用，f_DC.1、f_DC.2、f_DC.3、f_DC.4、f_DC.5和f_DC.6分别表示直流微源的储能损耗成本、折旧成本、维护成本、燃料成本、治污成本和购电成本，N为调度周期时段数，C_SB为储能初始投资成本、Q_SB全寿命周期充放电量、P_SB(Δt)为燃料电池在Δt时段内的功率，m为直流微源个数，n_FC为燃料电池个数，l、m_k、u_k、n_k、T、c_l和Q_kl分别表示贷款年利率、还款期、直流微源单位容量建设成本、直流微源使用率、维护系数、污染物种类、环境成本系数和污染物排放量，P_k为第k个直流微源的功率，表示第k个燃料电池功率，为燃料电池的燃料成本和间的函数关系，和P_G-AC表示交流微网向主网的购电价格和购电量，和P_AC-DC表示交流微网向直流微网的售电价格和售电量；P_load.DC为直流微网负载功率，P_DC为直流微网的净负荷功率，P_k.max和P_k.min为第k个直流微源的功率上限和下限，P_SB.max和P_SB.min为燃料电池出力的最大和最小值，SOC_max和SOC_min为荷电状态的最大和最小值。