[发明专利]基于万有引力算法的独立微网系统设计方法有效

专利信息
申请号: 201611116833.X 申请日: 2016-12-07
公开(公告)号: CN106549419B 公开(公告)日: 2019-03-15
发明(设计)人: 喻志成;徐瑞林;朱小军;陈涛;刘玲;李小菊;董光德;朱晟毅;杨爽;文一宇;赵科;张友强;胡晓锐 申请(专利权)人: 国网重庆市电力公司电力科学研究院;国家电网公司
主分类号: H02J3/46 分类号: H02J3/46;H02J3/32
代理公司: 北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246 代理人: 胡柯
地址: 401123 重庆市渝*** 国省代码: 重庆;50
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摘要: 发明提供一种基于万有引力算法的独立微网系统设计方法,其包括如下步骤:步骤S1,建立具有多目标评价指标的独立微网系统模型;步骤S2,将多目标评价指标的独立微网系统模型转换为单目标评价指标的独立微网系统模型;步骤S3,选取可并入的风机台数Numwt、光伏电池阵列的并联串数Numpv、蓄电池并联串数Numbat作为优化变量;步骤S4,确定独立微网系统的运行控制策略,优先考虑用可再生能源发电量满足负荷需求,根据可再生能源发电量与负荷所需电量的差值,来决定蓄电池的充放电状态及柴油发电机的开停;步骤S5,利用万有引力算法对独立微网系统模型进行求解。采用该设计方法设计出的独立微网系统具有经济性好、环保性高、可再生能源利用率高、供电安全可靠性高等优点。
搜索关键词: 基于 万有引力 算法 独立 系统 设计 方法
【主权项】:
1.一种基于万有引力算法的独立微网系统设计方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤S1,建立具有多目标评价指标的独立微网系统模型;步骤S2,将多目标评价指标的独立微网系统模型转换为单目标评价指标的独立微网系统模型;步骤S3,选取可并入的风机台数Numwt、光伏电池阵列的并联串数Numpv、蓄电池并联串数Numbat作为优化变量;步骤S4,确定独立微网系统的运行控制策略,优先考虑用可再生能源发电量满足负荷需求,根据可再生能源发电量与负荷所需电量的差值,来决定蓄电池的充放电状态及柴油发电机的开停;步骤S5,利用万有引力算法对独立微网系统模型进行求解;所述步骤S1中建立具有多目标评价指标的独立微网系统模型过程如下:采用多目标优化模型,确定微网内各分布式电源、储能系统的最佳容量配置方案;其具体方案包括四个可量化评价指标:经济性指标,用全寿命周期内的总净现成本NPC表示;环保性指标,用碳排放量表示;可再生能源利用率指标,用Rren表示;微网安全可靠性指标,用负荷缺电率LPSP表示;总净现成本NPC是指微网在全寿命周期内所产生的净费用,其包括初始投资成本、工程寿命内各部分运行维护成本、燃料成本及置换成本,收入部分包括售电收益和设备残值;数学表达式为:式中:x为优化变量,N为微网的工程寿命[年],r为贴现率,C(i)、B(i)分别为第i年的成本和收入[¥/年];C(i)计算公式如下:C(i)=CI(i)+CM(i)+CF(i)+CR(i)式中:CI(i)、CM(i)、CF(i)、CR(i)分别为第i年的初始投资成本、运行维护成本、燃料成本和置换成本;具体变量计算公式分列如下:CI(k)=CIwt+CIpv+CIbat+CIde+CIconverter+CIcontrol其中,CIwt、CIpv、CIbat、CIde、CIconverter、CIcontrol分别为风力发电机、光伏电池、蓄电池、柴油发电机、变流器和微网管理控制系统的投资成本;CM(i)=CMwt(i)+CMpv(i)+CMbat(i)+CMde(i)+CMconverter(i)其中,CMwt(i)、CMpv(i)、CMbat(i)、CMde(i)、CMconverter(i)分别为第i年的风力发电机、光伏电池、蓄电池、柴油发电机和变流器的运行维护成;CF(i)=CFde(i)CFde(i)表示第i年的柴油发电机的燃料成本;CR(i)=CRwt(i)+CRpv(i)+CRbat(i)+CRde(i)+CRconverter(i)CRwt(i)、CRpv(i)、CRbat(i)、CRde(i)、CRconverter(i)分别为第i年的风力发电机、光伏电池、蓄电池、柴油发电机和变流器的置换成本;B(i)=Bsell(i)+Bsal式中,Bsell(i)、Bsal分别为第i年的售电收入、设备残值;设备残值是指已达到独立微网系统使用周期时,部分设备还未到使用年限而残留的剩余价值;碳排放量是指全寿命周期内微网向环境排放的CO2量,引入排放处罚来计算环境成本:式中:为柴油产生单位CO2导致的处罚收费标准[¥/kg];为柴油排放系数[kg/L],即平均单位柴油所产生的CO2量;vdiesel(i)为第i年微网的年柴油消耗量[L];将可再生能源年发电量与独立微网系统内全部微源年发电量的比值定义为可再生能源利用率Rren;对全寿命周期内未利用的可再生能源能量进行经济惩罚:式中:pun为单位未利用的可再生能源导致的处罚收费标准[¥/kWh];Tun(i)为第i年未利用的可再生能源能量[kWh]。
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