[发明专利]一种基于协同模型预测控制的多微网能量管理方法

说明书

一种基于协同模型预测控制的多微网能量管理方法，包括以下步骤：S1建立多微网能量管理系统模型，由N个可相互作用的微电网和一个聚合器组成，每个微网中都含有光伏、热泵、充电桩、空调和可控冷/热/电负荷，S2分布式协同算法建立，过程如下：2.1)初始化阶段，并行解决每个子系统的局部优化问题；2.2)功率分配阶段，首先解决优化问题以协调微网，然后根据聚合器所得的能量管理计划并行计算出微网中局部问题的解；2.3)功率再分配阶段，在该阶段微网级问题被依次解决，为了再分配有聚合器计算而得的功率偏差。本发明提出一种基于协同模型预测控制的多微网能量管理方法，以实现系统整体运行成本最小，减少与主网之间的能量交换。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，提供一种基于协同模型预测控制的多微网能量管理方法。

背景技术

由于能源需求的不断增加以及传统发电对环境的污染，导致以风电、光伏为代表的可再生能源得到快速的发展，也促进了微电网的形成。与此同时，多能源转换技术的发展，也使得以电力为单一能源的传统微电网转换为了含有电、冷/热和天然气的多能源系统。微电网能够协调系统中分布式电源、可控负荷以及储能来提高能源利用率，减少系统运行成本。但微电网大范围接入电网，一定区域内微电网形成了微网群，如何协调管理微网群，对维护微网的稳定运行以及经济成本具有重要意义。

发明内容

为了协调管理多微网系统，本发明提出一种基于协同模型预测控制的多微网能量管理方法，以实现系统整体运行成本最小，减少与主网之间的能量交换。

本发明所采用的技术方案如下：

一种基于协同模型预测控制的多微网能量管理方法，所述方法包括以下步骤：

S1建立多微网能量管理系统模型

多微网能量管理系统由N个可相互作用的微电网和一个聚合器组成，每个微网中都含有光伏、热泵、充电桩、空调和可控冷/热/电负荷，其中燃料电池和储能系统作为共享资源；同时每个微网都配置一个基于模型预测控制的本地能源管理系统，该系统能够计算出分布式能源的本地控制器设定值以及该微网中可用的可控负荷；共享资源单独配有一个本地控制器，用于跟踪由所提策略决定的功率设定值；N个相互连接的微电网通过聚合器进行协调，同时聚合器也管理了共享资源的使用；假设本地管理系统信息同步，信息交换内容仅包含由本地决策系统计算而得的功率信息；

S2分布式协同算法建立，过程如下：

2.1)初始化阶段，并行解决每个子系统的局部优化问题；

2.2)功率分配阶段，首先解决优化问题以协调微网，然后根据聚合器所得的能量管理计划并行计算出微网中局部问题的解；

2.3)功率再分配阶段，在该阶段微网级问题被依次解决，为了再分配有聚合器计算而得的功率偏差。

进一步，所述2.1)中，在初始化阶段，每个微网中能量管理系统将根据本地的测量信息、预测信息和相应约束，并行计算得到最优能源计划；

问题1:微网i初始化问题

式中，k为采样时刻，i为微网数量，为k时刻向电网购电价格，和为在k时刻微网i中热泵耗电量和产热量，和为在k时刻微网i中储能系统充放电功率，和为在k时刻微网i中可移动负荷的总功率需求和总能量需求，和分别为在k时刻微网i中充电桩和空调消耗电功率，为在k时刻微网i中光伏发电功率，分别为微网i中热泵、储能系统、可移动负荷、充电桩以及空调的最大混合线性模型定义的集合，为微网i向主网所能购买的最大电功率；

为了保证功率分配阶段功率约束的可行性，令

式中，为k时刻第i个微网最大功率容量；

设利用表示微网i在初始化阶段计算所得的最佳功率。