[发明专利]孤岛模式下直流微电网的能量优化调度方法

说明书

本发明涉及直流微电网领域，孤岛模式下直流微电网的能量优化调度方法，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。本专利在推进节能减排和能源可持续发展方面，考虑了微电网运行产生的环境污染治理费用，将微电网的运行维护成本和环保成本共同作为系统运行的目标，在提高微电网运行经济性的同时，促进了社会环境的可持续发展。

技术领域

本发明涉及直流微电网领域，具体涉及一种孤岛模式下直流微电网多时间尺度的能量管理与优化调度方案。

背景技术

太阳能和风能等新能源发电在微电网中的渗透率逐步增大，用电负荷多样化，直流微电网的优势显著。微电网在很多情况下运行在孤岛模式，例如偏远山区供电不便，气候原因导致主网断开及主网计划停电等，因此孤岛运行下的能量优化调度是十分必要的。

微电网对推进节能减排和能源可持续发展具有重要意义，根据微电网的能源特点进行合理的能量管理是系统安全稳定运行、可再生能源有效利用的重要保障。能量管理策略主要是根据日前的分布式电源发出的功率和负荷用电预测数据，根据不同的优化目标和约束条件制定策略，对储能单元、可控电源及可控负载等进行调度，基于功率平衡条件实现对微电网各单元的优化调度。对于孤岛直流微电网的能量管理研究大多集中在运行成本目标上，很少的考虑到新能源参与调度带来的环保性能，而且也很少考虑新能源发电的波动性。故在孤岛直流微电网的能量管理中加入微电网运行的环保性目标，提高微电网运行经济性和环保性，当然在兼顾环保性的同时会牺牲掉一部分经济性，从本质上来说，有利于能源的可持续发展；从日前和日内两个时间尺度进行优化调度，从而减小新能源波动性带给微电网的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何解决孤岛模式直流微电网的能量管理处理预测数据波动的问题，提高能量管理后运行成本计算的精确性。

本发明所采用的技术方案是：孤岛模式下直流微电网的能量优化调度方法，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(如燃料电池和燃气轮机等消耗化学燃料发电的能源)和可再生能源(太阳能电池、风力发电机等通过可再生能源发电的电源)，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和负载单元短期(以1小时为单位时间间隔)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(以1小时为单位时间间隔)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和储能单元的超短期(以15分钟为单位时间间隔)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(以1小时为单位时间间隔)功率变为超短期(以15分钟为单位时间间隔)功率，可再生能源发电功率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，得到各可控电源的短期功率调度结果。