[发明专利]一种交直流混合微电网优化方法

说明书

本发明公开了一种交直流混合微电网优化方法，包括如下步骤：依据在预设历史周期内光伏发电和负荷用电的历史数据，通过最小二乘支持向量机获取待预测日的光伏发电预测数据与负荷用电预测数据；依据光伏发电预测数据和负荷用电预测数据，通过交直流混合微电网的综合经济优化模型和综合成本模型对光伏利用率与交直流混合微电网的综合成本进行优化均衡，将多目标函数求解归一化处理为单目标函数；采用粒子群算法对单目标函数求解，得到待预测日的光伏、储能、潮流控制器、电力电子变压器、微电网与大电网交换功率调度值。上述方案有效实现了自发自用、余量上网目的，延长了交直流混合微电网生命周期，降低微网从大电网购电成本，实现综合效益最大化。

技术领域

本发明涉及电力网络控制技术领域，特别涉及一种交直流混合微电网优化方法。

背景技术

微电网是由各种分布式电源，储能系统，负荷组成的独立可控系统，由电力电子设备完成电能的转换，可灵活运行在并网和离网条件下，在节能降耗、削峰填谷、提升供电可靠性、需求侧响应等方面拥有巨大潜力。按照母线电压等级及形式划分为交流微电网、直流微电网、交直流混合微电网3类；而随着光伏、风电、电动汽车充电桩、微型燃气轮机、储能等分布式电源，交直流负荷类型和数量的日益增多，单一的交流微电网或者直流微电网已不能满足人类发展对能源的需要，于是出现了交直流混合微电网，因结合了交流微电网、直流微电网的优点，相比之下交直流混合微电网更具突出优势，其典型拓扑结构具有如下优点：一是有效降低过多的交直流电能变换环节，达到了节能效果；二是便于交直流负荷有序接入，兼容性强，需求侧的变流装置有效减少，减少了设备购置成本；三是母线形式多样，既可以提供大功率电能传输，又可灵活接入多类型负荷，适用范围广；四是在交流侧接入大电网，可有效支撑微电网电压和频率，减少了自身控制复杂程度。

微电网的出现为解决能源环境危机、分布式电源高渗透率接入等，提供了很好的解决方案；然而如何优化微电网运行作为微电网研究的重要领域，对其发展意义深远。当前，海内外的学者和专家对微电网中分布式电源、大电网、负荷等对象的综合优化运行展开了广泛的研究。文献《智能电网经济运行的多目标调度优化策略》中计及有功功率网络损耗、污染物综合排放量、系统母线电压稳定这三个要素，建立衡量微电网安全经济环保的多目标优化模型；为智能微型电网的监测与控制提供了思路，但文中对微电网的经济优化运行并没有深入研究。文献《多时间尺度协调控制的独立微网能量管理策略》建立了适用于独立型微电网能量管理调度统一优化模型，时间尺度从日前、日内展开，分别对微电网运行进行协调优化，但没有考虑分布式电源在高渗透率情况下的利用率和网络损耗率之间的矛盾。文献《基于粒子群优化算法的含多种供能系统的微网经济运行分析》建立了考虑最低温室气体、污染物综合排放作为微网经济运行模型，虽然从设备成本和经济效益这两方面进行了分析和研究，但是各类分布式能源模型安全运行约束条件较少，离实际工程应用还较远；文献《微网系统的动态经济调度》以动态经济优化作为微电网调度模型，对于模型求解采取蒙特卡罗模拟改进遗传算法，但模型没有涵盖储能类的分布式电源，因此对整个系统安全供电会造成不利影响。

综上，都是在传统交流微电网拓扑结构基础上进行的优化运行研究，目前还很少有文献专门针对交直流混合微电网开展；建模也没有考虑在分布式能源高渗透率场景下利用率和网络损耗之间的均衡。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种交直流混合微电网优化方法，通过依据预设周期内的相似日的光伏发电和负荷用电历史数据，采用最小二乘支持向量机生成待预测日光伏发电与负荷用电曲线；在交直流混合微电网拓扑结构下考虑光伏利用率最大与由潮流控制器，电力电子变压器，光伏、风机、储能变流器设备自身损耗转换成本，储能全生命周期购置成本构成的综合成本最小之间的均衡，作为运行最优目标，建立与实际工程相结合的单目标综合经济优化模型，其目标函数将多目标函数求解归一化处理为单目标函数，简化模型求解复杂度；最后采用粒子群算法求解，得出待预测日光伏、储能、潮流控制器、电力电子变压器、微电网与大电网交换功率调度值。可有效实现自发自用、余量上网目的，延长交直流混合微电网生命周期，降低微网从大电网的购电成本，实现综合效益最大化。