[發(fā)明專(zhuān)利]一種獨(dú)立微網(wǎng)混和儲(chǔ)能容量?jī)?yōu)化配置方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410293628.5
• 申請(qǐng)日: 2014-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104092231A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭道剛;鐘永;張浩;錢(qián)玉良;李輝;夏飛;黃麗;黃超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/32
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/32
• 代理公司: 上海申匯專(zhuān)利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微網(wǎng)容量配置技術(shù)，特別涉及一種獨(dú)立微網(wǎng)混和儲(chǔ)能容量?jī)?yōu)化配置方法。

背景技術(shù)

在微電網(wǎng)中，風(fēng)力、光伏等分布式電源的發(fā)電情況受到天氣情況的制約，具有不穩(wěn)定性和不可控性，再加上負(fù)荷也存在一定的隨機(jī)性，因此在獨(dú)立運(yùn)行的微電網(wǎng)中很難做到電量的供需平衡。通過(guò)配置一定的儲(chǔ)能單元，可以有效的提高微電網(wǎng)的供電可靠性，實(shí)現(xiàn)能量的供需平衡。目前，各種儲(chǔ)能設(shè)備的價(jià)格均比較昂貴，因此在配置儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)，力求達(dá)到分布式電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能系統(tǒng)在容量上的最佳組合，從而較為經(jīng)濟(jì)的解決微電網(wǎng)供電可靠性問(wèn)題，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

目前，對(duì)微電網(wǎng)中混和儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量配置問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外的相關(guān)學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了研究，并取得了一些理論和實(shí)踐方面的成果。如孫耀杰、康云龍等建立了蓄電池容量?jī)?yōu)化約束規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型，在考慮蓄電池充放電的約束條件和分布式電源隨機(jī)特性的基礎(chǔ)上，將蓄電池容量最優(yōu)化問(wèn)題歸結(jié)為機(jī)會(huì)約束規(guī)劃問(wèn)題。劉建濤、曾贛生等針對(duì)獨(dú)立光伏混合發(fā)電系統(tǒng)，以混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的投資成本最低作為目標(biāo)函數(shù)，以獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)為約束，基于一典型日氣象數(shù)據(jù)提出了基于單純形法的容量?jī)?yōu)化配置方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對(duì)獨(dú)立運(yùn)行的微電網(wǎng)中很難做到電量的供需平衡的問(wèn)題，提出了一種獨(dú)立微網(wǎng)混和儲(chǔ)能容量?jī)?yōu)化配置方法，針對(duì)獨(dú)立運(yùn)行的風(fēng)光互補(bǔ)微電網(wǎng)進(jìn)行儲(chǔ)能容量的優(yōu)化配置，在綜合考慮了發(fā)電單元、儲(chǔ)能單元負(fù)荷特性的基礎(chǔ)上，建立了以混和儲(chǔ)能系統(tǒng)投資成本最低的目標(biāo)函數(shù)，提出了能量約束和功率約束，并用粒子群優(yōu)化算法對(duì)算例進(jìn)行了求解，證明了這種容量?jī)?yōu)化配置方法的正確性。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種獨(dú)立微網(wǎng)混和儲(chǔ)能容量?jī)?yōu)化配置方法，具體包括如下步驟：

1）設(shè)定微電網(wǎng)電源包括風(fēng)力發(fā)電單元、光伏發(fā)電單元、儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中儲(chǔ)能系統(tǒng)為蓄電池和超級(jí)電容器組成的混和儲(chǔ)能系統(tǒng)；

2）對(duì)微電網(wǎng)電源建模，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)計(jì)算各個(gè)電源發(fā)電量和負(fù)荷用電量；

3）容量?jī)?yōu)化的目標(biāo)函數(shù)：以?xún)?chǔ)能系統(tǒng)的一次性投資最小為目標(biāo)函數(shù)；

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式中：n₁、n_2?分別為蓄電池、超級(jí)電容器的個(gè)數(shù)；M_bat為蓄電池的單價(jià)；M_uc為超級(jí)電容器的單價(jià)；

4）儲(chǔ)能系統(tǒng)約束：

A:?發(fā)電盈余約束，設(shè)第i月電量盈余最大，12≥i≥1，電量盈余用E(i)表示，平均每天的電量盈余為E(i)/d，其中d為當(dāng)月天數(shù)，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠儲(chǔ)存的總?cè)萘啃∮?i>d₁E(i)/d，其中d₁為儲(chǔ)能系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間，即

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B：發(fā)電不足約束，設(shè)第j月電量缺口最大，12≥j≥1）月電量缺口用E(j)表示，平均每天的電量缺口為E(j)/d，儲(chǔ)能系統(tǒng)的總?cè)萘看笥?i>d₂E(j)/d，其中d₂為儲(chǔ)能系統(tǒng)自給時(shí)間，即

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C:?功率約束，在沒(méi)有分布式電源出力時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率輸出能力應(yīng)大于峰值負(fù)荷，蓄電池組的功率輸出P_bat，超級(jí)電容器的功率輸出P_uc，即

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負(fù)荷出現(xiàn)大波動(dòng)的時(shí)候，儲(chǔ)能系統(tǒng)能應(yīng)變負(fù)荷變動(dòng)，即????????????????????????????????????????????

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式中：t為沖擊負(fù)荷持續(xù)時(shí)間；P_Lmax為沖擊負(fù)荷功率；

5）把目標(biāo)函數(shù)和約束條件轉(zhuǎn)化為具體可求解的優(yōu)化方程；

6）使用粒子群優(yōu)化算法對(duì)優(yōu)化方程進(jìn)行求解；

7）最終輸出最優(yōu)解即為在滿(mǎn)足系統(tǒng)可靠性前提下混和儲(chǔ)能系統(tǒng)的最省投資。