[發明專利]一種風光儲柴自治微網群跨域協同能量調度與適配方法

在審

• 申請號: 201410326399.2
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN104200296A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 楊強;房新力;顏文俊;包哲靜;阮冰潔;張賢華
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.一種風光儲柴自治微網群跨域協同能量調度與適配方法，其特征 在于該方法包括以下步驟：

步驟(1)、以時間間隔Δt為采樣時間，周期性監控系統中DG與負 荷的實時出力及用電情況，獲取當前時刻系統的工作狀態信息：

I)當系統中DG的輸出功率大于全部負荷的用電需求時，即 時，保持當前的自治微網結構，并執行步 驟(4)；其中N_DG為DG的總個數，N_CL為重要負荷的總個數，N_NL為非重 要負荷的總個數；

所述的全部負荷包括重要負荷、非重要負荷；

II)當系統中DG的輸出功率大于全部重要負荷的用電需求，但無 法滿足全部負荷要求時，即(Σi_CL=1NCLCLi_CL+Σi_NL=1NNLNLi_nl)>Σi_DG=1NDGDGi_DG>Σi=1NCLCLi_CL,]]>則執 行步驟(2)；

III)當系統中DG的輸出功率無法滿足全部重要負荷用電需求時， 即時，對部分重要負荷做刪除處理，保證盡量多的重 要負荷得到供電滿足，同時保證DG的輸出負荷得到充分的利用，即執 行步驟(6)；

步驟(2)、當判斷系統處于狀態II)時，在每個自治微網i_AMG中 (DG-CL)_{i_AMG}的變化比是否超過設定的劃分觸發門限值θ，即 i_AMG＝1,…,N_AMG(t-Δt)，若是則重新劃分自治 微網結構，即執行步驟(3)；若否則添加或刪除部分非重要負荷非重要 負荷，即執行步驟(17)；其中N_AMG(t-Δt)為(t-Δt)時刻存在的自治微網的 個數，和分別為(t-Δt)時刻和t時刻自治微網 i_AMG中DG與重要負荷的功率之差；

步驟(3)、計算微網當前狀態下各支路線路的實時網損值和風險系 數，并加權二者的歸一化值，形成系統的支路權值，進而以此權值為矩 陣元素，構建當前t時刻的網絡拓撲矩陣A(t)，然后執行步驟(5)；

步驟(4)、當判斷系統處于狀態I)時，即系統中DG的輸出功率大 于全部負荷的用電需求時，則將系統中全部儲能設備作為用電負荷，然 后根據其自身荷電狀態作進一步判斷，執行步驟(7)；

步驟(5)、判斷儲能設備被視為用電負荷或供電電源，需要根據其 自身荷電狀態作進一步判斷，同時執行步驟(7)和步驟(8)；

步驟(6)、當判斷系統處于狀態III)時，即系統DG的總供電負荷 小于系統中所有用電設備的用電負荷，則系統中全部的儲能設備視作電 源，需要根據其自身荷電狀態作進一步判斷，執行步驟(8)；

步驟(7)、判斷每個儲能設備的SOC狀態是否大于最大容量閾值 SOC_max，若是則執行步驟(9)；若否則執行步驟(10)；

步驟(8)、判斷每個儲能設備的SOC狀態是否小于最小容量閾值 SOC_min，若是則執行步驟(9)；若否則執行步驟(11)；

步驟(9)、若某儲能設備的荷電狀態滿足SOC＞SOC_max或SOC_min＞SOC， 則該儲能設備不動作，既不作為電源供電，也不作為用電設備用電，執 行步驟(12)；

步驟(10)、若某個儲能設備沒有大于其最大容量閾值(SOC_max)， 且此時系統滿足DG的輸出功率小于全部負荷的用電需求，則該儲能設 備被用作用電負荷，并執行步驟(12)；

步驟(11)、若某個儲能設備沒有小于其最小容量閾值(SOC_min)， 且此時系統滿足DG的輸出功率大于全部負荷的用電需求，則該儲能設 備被用作電源，并執行步驟(12)；

步驟(12)、以自治微網中每個電源所在的節點為根節點，搜索最 小生成樹；計算每棵最小生成樹中，從根節點到每個重要負荷節點的最 小權值和；以最小權值和為目標決定將每個重要負荷劃歸各個電源，負 責為其供電；

所述的電源包括DG和步驟(11)確定的儲能設備；

步驟(13)、選擇某個重要負荷的全部“最小權值和”中的最小值 所對應的電源作為該重要負荷的供電節點；

步驟(14)、根據步驟(13)確定全部“電源-重要負荷”對應供 電關系集合；

步驟(15)、判斷每個“電源-重要負荷”對應供電關系集合中電源 的供電負荷是否大于重要負荷的用電要求，若是則執行步驟(17)，若 否則執行步驟(16)；

步驟(16)、選擇該重要負荷的“最小權值和”中的次小值所對應 的電源作為該重要負荷的供電節點并執行步驟(17)；

步驟(17)、以供電電源產生的電能被最大限度的充分利用為原則， 采用LMI算法，確定供電電源和重要負荷之間各類型非重要負荷的個數；

步驟(18)、從供電電源和重要負荷之間的各類型非重要負荷中按 步驟(17)確定的個數選擇非重要負荷，并和供電電源以及重要負荷形 成一個新的自治微網；

步驟(19)、按以上步驟將系統中全部節點分配到不同的新自治微 網中，從而形成新的自治微網供電系統。

2.如權利要求1所述的一種風光儲柴自治微網群跨域協同能量調 度與適配方法，其特征在于步驟(3)各支路線路的實時網損值和風險 系數，并加權二者的歸一化值，形成系統的支路權值，進而以此權值為 矩陣元素，構建當前t時刻的網絡拓撲矩陣A(t)；

實時網損值用表達式(1)計算：

Plossij=Pj2+Qj2Uj2·Rij---(1)]]>

其中P_j為自治微網中某一用電負荷j的有功功率，Q_j為自治微網中 某一用電負荷j的無功功率，R_ij為從節點i到節點j的供電支路線路上的 總電阻，X_ij為從節點i到節點j的供電支路線路上的總電抗，U_j為節點j 的電壓；

不可用度K由年線路的故障頻率f和線路的修復時間r決定，即

K=f·r8760---(2)]]>

每一條線路的風險系數

Kriskij=η·Kij+(1-η)·Eij---(3)]]>

其中K_ij為節點i和節點j之間線路的不可用度，由表達式(2)求得； E_ij為節點i和節點j之間線路的專家評估值，η為調節因子；

歸一化后線路的實時網損值和線路的風險系數分別為：

Pnorm_lossij=PlossijΣi,j=1;i≠jNPlossij---(4)]]>

Knorm_riskij=KriskijΣi,j=1;i≠jNKriskij---(5)]]>

其中N為整個網絡系統中的節點數，

利用歸一化后的線路實時網損值和線路風險系數，獲得線路L_ij的最 終支路權值為：

aij=β·Pnorm_lossij+(1-β)·Knorm_riskij---(6)]]>

β為調節因子；

以a_ij為節點i和節點j之間的矩陣權值，得到系統任意兩點間的權 值；將其作為矩陣元素，則可得到任意時刻系統的拓撲關系矩陣A^Δt。