[發(fā)明專利]一種含光伏電源的城市微電網(wǎng)多孤島動態(tài)劃分與運(yùn)行方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210214558.0
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN102738834A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊強(qiáng);李承熹;顏文俊
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

1.一種含光伏電源的城市微電網(wǎng)多孤島動態(tài)劃分與運(yùn)行方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）對配電網(wǎng)故障處下游失電的各負(fù)荷需求功率曲線以及各光伏電源的輸出功率曲線進(jìn)行未來24小時(shí)的短期預(yù)測；

（2）對各負(fù)荷進(jìn)行行業(yè)分類及綜合，具體把按行業(yè)負(fù)荷分為第三產(chǎn)業(yè)、輕工業(yè)、重工業(yè)和市政生活四類，并利用模糊C均值聚類方法對步驟1中預(yù)測得到的各負(fù)荷需求功率曲線進(jìn)行行業(yè)綜合；

（3）利用三次樣條插值方法對各預(yù)測時(shí)段上的光伏電源輸出功率曲線及各行業(yè)負(fù)荷綜合等效功率曲線進(jìn)行三次多項(xiàng)式模擬，得到各光伏電源日輸出曲線和四類行業(yè)綜合日負(fù)荷曲線；

（4）將各負(fù)荷按供電優(yōu)先級劃分為重要負(fù)荷與非重要負(fù)荷，對于重要負(fù)荷要優(yōu)先對其供電；利用網(wǎng)損最小的原則對重要負(fù)荷進(jìn)行孤島劃分，決定對各重要負(fù)荷進(jìn)行供電的具體光伏電源，即判斷各重要負(fù)荷應(yīng)由哪個(gè)光伏電源所供給；

（5）若某時(shí)段內(nèi)光伏電源的輸出功率小于重要負(fù)荷的需求量時(shí)，電源的輸出功率要全額供給重要負(fù)荷，其不足量由其他類型的分布式電源進(jìn)行供給；若該時(shí)段光伏電源的輸出功率大于重要負(fù)荷的需求量時(shí)，則有剩余的功率輸出量可以供給非重要負(fù)荷；由下式確定光伏電源輸出大于等于所屬重要負(fù)荷需求的時(shí)間段，即光伏電源輸出可以供給非重要負(fù)荷的時(shí)間段T：

式中，P_s為光伏電源的額定功率；n為光伏電源所必須供給的重要負(fù)荷的個(gè)數(shù)；P_i為各重要負(fù)荷的額定功率值；f_s(t)為光伏電源的日輸出功率曲線的函數(shù)解析式，f_i(t)為各重要負(fù)荷所屬行業(yè)的綜合日負(fù)荷曲線解析式；

（6）對于非重要的負(fù)荷在步驟5所確定的時(shí)間段內(nèi)，可以建立優(yōu)化模型，將總時(shí)段T劃分為粒度更小的分時(shí)段，采用粒子群優(yōu)化算法對各光伏電源供給各行業(yè)非重要負(fù)荷的功率進(jìn)行優(yōu)化，使得負(fù)荷需求及光伏電源輸出之間的適配度達(dá)到最大；其優(yōu)化模型如下：

minF=∫t1t2|Ps·fs(t)-Σi=1nPi·fi(t)-ω1fC(t)-ω2fL(t)-ω3fH(t)-ω4fR(t)|dt,]]>

s.t.∀t∈[t1,t2],]]>Ps·fs(t)≥Σi=1nPi·fi(t),]]>

式中，P_s為光伏電源的額定功率；n為光伏電源所必須供給的重要負(fù)荷的個(gè)數(shù)；P_i為各重要負(fù)荷的額定功率值；t₁、t₂分別為某一分時(shí)段起始時(shí)刻及終止時(shí)刻；ω₁、ω₂、ω₃、ω₄分別為光伏電源應(yīng)該供給非重要負(fù)荷中第三產(chǎn)業(yè)負(fù)荷、輕工業(yè)負(fù)荷、重工業(yè)負(fù)荷、市政生活負(fù)荷的額定功率值，是模型中需要優(yōu)化的變量；f_s(t)為光伏電源的日輸出功率曲線的函數(shù)解析式；f_C(t)、f_L(t)、f_H(t)、f_R(t)分別為該地區(qū)第三產(chǎn)業(yè)負(fù)荷、輕工業(yè)負(fù)荷、重工業(yè)負(fù)荷、市政生活負(fù)荷的綜合日負(fù)荷曲線函數(shù)解析式；f_i(t)為各重要負(fù)荷所屬行業(yè)的綜合日負(fù)荷曲線解析式，即f_i(t)∈{f_C(t)、f_L(t)、f_H(t)、f_R(t)}；F即表示在時(shí)段[t₁、t₂]內(nèi)光伏電源輸出總功與供給的負(fù)荷所消耗的總功之間的偏差，可將其作為光伏電源輸出與負(fù)荷需求之間適配度的指標(biāo)；

（7）根據(jù)各負(fù)荷的行業(yè)屬性及步驟6中得到的優(yōu)化功率值ω₁、ω₂、ω₃、ω₄值，以各光伏電源的安裝節(jié)點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)，利用廣度優(yōu)先搜索算法，周期性地對各光伏電源的孤島供電區(qū)域進(jìn)行動態(tài)劃分；在完成對各光伏電源單獨(dú)的孤島規(guī)劃后，假如有兩個(gè)以上的光伏電源的孤島供電范圍路徑有重合，則將此多個(gè)光伏電源的供電范圍進(jìn)行合并，在所合并的微網(wǎng)孤島范圍內(nèi)的各負(fù)荷均可由多個(gè)光伏電源對其同時(shí)供電；最終在整個(gè)配電網(wǎng)的失電區(qū)域中形成完整的多孤島供電方法。