[发明专利]孤岛模式下直流微电网的能量优化调度方法

权利要求书

1.孤岛模式下直流微电网的能量优化调度方法，其特征在于：该直流微电网包括电源单元、储能单元、负载单元、母线、微机，电源单元发出的电转换成直流电后连接直流母线，储能单元连接直流母线，负载单元连接直流母线，电源单元包括可控电源和可再生能源，负载单元包括非可中断重要负荷和可中断非重要负荷，孤岛模式下直流微电网的能量优化调度方法包括如下步骤

步骤一、对电源单元的每种电源分别进行建模，对储能单元进行建模；

步骤二、制定日前调度计划，以可再生能源发电功率的预测数据和负载单元短期消耗功率的预测数据作为已知条件，以包含可中断非重要负荷的中断补偿成本在内的运行维护成本和治污费用和的最小值作为日前调度计划目标函数，以满足系统安全稳定运行的约束条件为日前调度计划目标函数约束条件进行限制，对日前调度计划目标函数求解后，得到可控电源、储能单元、可中断非重要负荷的运行状态的短期调度结果，将可中断非重要负荷的运行状态与对应时间的功率相乘即可得到可中断非重要负荷日前调度的功率；

步骤三、以日前调度计划得到的结果作为参考值，规定日内调度保持日前调度结果中的可中断非重要负荷的中断时间和储能电池的充放电状态不变，得到日内调度的可中断非重要负荷的超短期功率和储能单元的超短期功率，可控电源出力作相同的处理即将日前调度结果的短期功率变为超短期功率，可再生能源发电功率的短期预测数据和重要负荷消耗功率的短期预测数据作为已知条件；

步骤四、制定日内调度计划，将日内可控电源发出的功率变化同日前可控电源发出的功率比较，以日内日前可控电源结果偏离对应日前结果的和最小作为日内调度计划的目标函数，建立日内调度计划目标函数约束条件，对目标函数求解后，得到各可控电源的超短期功率调度结果；

可控电源包括燃料电池、燃气轮机，可再生能源包括太阳能电池、风力发电机，可再生能源发出的电能被负载单元最大化消纳，储能单元为蓄电池，可控电源作为稳定分布式电源发出功率供给负载，储能单元维持直流母线功率平衡，在需要的时候可中断非重要负荷进行中断，在中断时给出中断补偿。

2.根据权利要求1所述的孤岛模式下直流微电网的能量优化调度方法，其特征在于：步骤一中对电源单元的每种电源分别进行建模，对储能单元进行建模，具体如下

太阳能电池发电系统工作在最大功率点跟踪模式，根据太阳能电池的标准测试条件下的PV最大输出功率，以太阳能辐射强度S和环境温度T为输入变量，光伏发电系统输出功率的计算公式为:

P_PV为太阳能电池的实际输出功率，P_m为太阳能电池在标准测试条件下的最大输出功率，S为实际太阳辐照强度，S_ref为在标准测试条件下的太阳辐照强度，T为电池的实际温度，T_ref为在标准测试条件下的电池温度，k_PV为功率温度系数；风力发电机的输出功率主要由风速和风能利用系数决定，风力发电机功率与风速的关系为：

P(v)为风电机组实际输出功率，v为实际风速，v_ci为切入风速，v_r为额定风速，v_co为切出风速，P_r为风电机组额定输出功率；

燃料电池采用天然气燃料电池，它的有功输出与燃料输入量成一定比例，燃料成本与输出功率的关系为：

C_fc为燃料电池的成本，C_fuel为燃料价格，L为燃料低位热值，P_fc为燃料电池的输出功率，η_fc为燃料电池发电效率；

燃气轮机采用天然气燃料进行发电，根据燃料量确定燃气轮机发出的功率，燃气轮机的燃料成本与输出功率间的关系为：

C_mt为燃气轮机燃料成本，C_fuel为燃料价格，P_mt为燃气轮机发出的功率，η_mt为燃气轮机发电效率；

蓄电池的荷电状态为

C_r为t时刻蓄电池中的剩余容量，C_N为蓄电池完全充电时的容量；

蓄电池的充放电功率为

P_bat(t)＝P_dis(t)I_dis(t)-P_ch(t)I_ch(t)

P_bat(t)为t时刻蓄电池的充放电功率，P_dis(t)为放电功率，I_dis(t)为0-1整数变量，表示放电状态，0表示不放电，1表示放电，P_ch(t)为放电功率，I_ch(t)为0-1整数变量，表示充电状态，0表示不充电，1表示充电。