[发明专利]一种交直流混合微电网时间协调能量优化配置方法

说明书

本发明公开了一种交直流混合微电网时间协调能量优化配置方法，包括：获取交直流混合微电网的优化配置模型，优化配置模型包括BC动态转换效率模型、BC成本模型、交直流混合微电网成本模型以及电力系统可靠性指标；通过日前经济能源管理模型使日运行成本最小化：根据BC成本模型和交直流混合微电网成本模型和电力系统可靠性指标，建立日前经济能源管理目标函数；基于BC动态转换效率模型建立运行平衡约束条件；建立滚动预测模型对控制范围内的控制变量进行预测；基于BC动态转换效率模型建立目标函数以及约束方程减小预测误差引起的功率；本发明能有效解决多种不确定性因素带来的不利影响，实现交直流混合微电网的经济运行。

技术领域

本发明涉及交直流混合微电网能量管理，具体涉及一种交直流混合微电网时间协调能量优化配置方法。

背景技术

微电网是集分布式电源(DGs)、电池储能系统(ESs)和负荷为一体的小型发电和配电系统。是大规模分布式可再生能源(RESs)接入现有电网的有效载体。由于自然条件的影响，RESs的输出是间歇性的、随机性的。负荷需求也主要由人的行为决定，难以准确预测。基于如上所述因素对微电网的能源管理提出了很大的挑战。

近年来，已对微电网能源管理进行了大量的研究。目前，微电网能源管理策略主要分为随机优化和鲁棒优化两大类。随机优化利用随机变量描述不确定性信息，利用概率统计和随机分析方法建立随机优化模型，得到最小成本调度。然而，对于不同的情况，随机规划过于依赖于精确的概率曲线。在某些情况下，模型不够准确，不能反映实际情况。而鲁棒优化用不确定集代替随机变量的精确概率分布，得到最坏情况下的最优调度。但由于过分追求稳定运行，鲁棒优化常常导致过于保守的调度。

目前，微电网能量管理的研究主要集中在交流微电网上。近年来，随着直流电源数量和负载的增加。这不仅影响了微电网的电能质量，而且降低了微电网运行的经济性。AC/DC混合微电网通过双向AC/DC变换器(BC)将交流区和直流区分开，消除了大量的AC/DC变换。然而，在能源管理方面，传统交流微电网面临的主要挑战是应对负荷的不确定性。由于交直流混合微电网的交直流互耦完全是通过交流母线和直流母线连接的BC来完成的。BC的运行成本和转换效率对交直流混合微电网的能量管理具有重要影响。此外，BC的转换效率总是变化的。这些因素共同构成了交直流混合微电网的多重不确定性。但在以往的研究中，忽略了多重不确定性。因此，BC调度将不匹配实际的BC操作状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交直流混合微电网时间协调能量优化配置方法，该方法能够有效解决来自可再生能源、电力负荷和双向交/直流变换器的多重不确定性带来的不利影响。

实现本发明目的的技术方案为：一种交直流混合微电网时间协调能量优化配置方法，包括步骤：

步骤1：获取交直流混合微电网的优化配置模型，优化配置模型包括BC动态转换效率模型、BC成本模型、交直流混合微电网成本模型以及电力系统可靠性指标；

步骤2：日前经济能源管理阶段：根据BC成本模型、交直流混合微电网成本模型和电力系统可靠性指标，建立日前经济能源管理目标函数；基于BC动态转换效率模型建立运行平衡约束条件；

步骤3：日内滚动能源管理阶段：建立滚动预测模型对控制范围内的控制变量进行预测；基于BC动态转换效率模型建立目标函数以及约束条件。

进一步的，所述步骤1中BC动态转换效率模型η_BC为：

η_BC＝k₁P_R+k₂+k₃/P_R (1)

其中，k₁、k₂和k₃为与操作有关的参数，通过实验测试获得；P_R为传输功率比，即传输功率与转换器额定功率之比。