[發(fā)明專利]基于雙主控動態(tài)協作的獨立微電網經濟調度優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610006784.8
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105406520B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設計）人: 馬藝瑋
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/38;H02J3/32
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 廖曦

技術領域

本發(fā)明屬于微電網經濟運行技術領域，涉及一種基于雙主控動態(tài)協作的獨立微電網經濟調度優(yōu)化方法，特別是一種基于蓄電池儲能系統和柴油發(fā)電機組雙主控動態(tài)協作的獨立微電網經濟調度優(yōu)化方法。

背景技術

獨立微電網的經濟調度優(yōu)化是在確保系統穩(wěn)定可靠運行的基礎上，通過優(yōu)化調配分布式電源組合及其出力大小實現系統總發(fā)電成本最小化的一項關鍵技術。由于獨立微電網系統中各分布式電源的種類多樣、控制特性各異、運行狀態(tài)及運行成本各不相同等影響因素，因此，含多分布式電源獨立微電網的經濟調度優(yōu)化是一個高維的、多時間尺度的、多約束的和非線性的復雜動態(tài)優(yōu)化問題。相對于傳統大電網，風光柴蓄混合能源獨立微電網系統中高滲透率的風電和光伏等間歇性電源以及具有獨特能量雙向流動的蓄電池儲能系統，使得微電網系統經濟調度相對于傳統大電網的經濟調度具有非常大的差異性。

經對現有技術的文獻檢索發(fā)現，“獨立運行模式下的微網實時能量優(yōu)化調度”(獨立運行模式下的微網實時能量優(yōu)化調度[J].中國電機工程學報,2012,32(16):26-35.)一文針對含風光柴蓄混合能源的獨立微電網能量管理問題，提出了一種獨立微電網的實時能量優(yōu)化調度方法，將作為主控電源的蓄電池儲能裝置能量狀態(tài)劃分為4個區(qū)間，并縮減作為系統主控電源的可控型微電源基點運行功率范圍，從而根據儲能裝置能量狀態(tài)、系統凈負荷大小及被安排運行的可控型微電源的當前出力能力對獨立微電網系統進行實時能量優(yōu)化調度，但此方法對蓄電池儲能裝置的依賴太強。申請?zhí)枮?01110191474.5的中國發(fā)明專利申請?zhí)岢鲆环N獨立運行模式下的微電網多時間尺度能量優(yōu)化調度方法，將微電網的經濟調度分為日前計劃和實時調度兩個階段；在日前計劃中，基于日前預測數據建立日前機組啟停優(yōu)化計劃模型；在實時調度中，遵循日前計劃的開停機結果，基于實時超短期預測數據與各電源的實時運行狀態(tài)，以確定各電源的有功功率調度指令、卸荷功率指令及切負荷指令，但此方法沒有針對系統中各分布式電源和蓄電池儲能系統在各時段間的相互耦合影響，沒有給出相應的多種不同可控型電源間的動態(tài)調度協調控制方案。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于雙主控動態(tài)協作的獨立微電網經濟調度優(yōu)化方法，該方法包括了蓄電池儲能系統和柴油發(fā)電機組分別作為獨立微電網系統主控電源時，系統的經濟調度優(yōu)化策略與基于粒子群優(yōu)化算法的雙主控動態(tài)協作的微電網經濟調度優(yōu)化過程，該方法充分利用蓄電池儲能系統和柴油發(fā)電機組不同的發(fā)電成本，使得蓄電池儲能系統和柴油發(fā)電機組根據不同的運行條件而交替作為主控電源來維持和保證整個微電網系統電壓和頻率穩(wěn)定性；能夠同時追求系統最優(yōu)運行控制模式和最小發(fā)電成本目標，有效實現了獨立微電網系統經濟運行的最小化發(fā)電總成本目標和最大化利用可再生能源，改善微電網經濟運行性能。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種基于雙主控動態(tài)協作的獨立微電網經濟調度優(yōu)化方法，所述獨立微電網包含蓄電池儲能系統(BESS)和柴油發(fā)電機組(DE)兩種主控電源，以及風力發(fā)電機組(WT)和光伏發(fā)電系統(PV)兩種非主控電源，該方法包括以下步驟：

步驟一：獲得初始階段的基本數據，包含有系統負荷需求、風電輸出功率和光伏輸出功率、可用的分布式電源數量及輸出功率限值、蓄電池儲能系統的容量及容量限制值、分布式電源的各種成本值；

步驟二：采用粒子群優(yōu)化算法對獨立微電網經濟調度優(yōu)化模型進行綜合權衡求解，同時計算求解出整個調度周期內微電網系統的最小發(fā)電成本以及最恰當的經濟調度方案，在每個周期內的微電網經濟調度優(yōu)化過程中都有兩個不同的時間尺度：時間尺度t：僅用于優(yōu)化求解系統的最小發(fā)電成本目標；時間尺度t′：僅用于優(yōu)化選擇系統運行控制模式，求解最恰當的經濟調度方案；

在整個調度期間，獨立微電網系統的主控電源不是唯一的，可能是由蓄電池儲能系統和柴油發(fā)電機組根據不同的運行條件而交替作為主控電源來維持和保證整個微電網系統電壓和頻率穩(wěn)定性。主控電源M(t')需要在控制模式選擇的時間域(t'＝t'+1)內評估主控電源是否滿足最短啟停時間約束。如果在整個調度周期內，主控電源總是始終由同一種分布式電源承擔，那么t和t′這兩個時間尺度相同，即t＝t′。

步驟三：以采樣時間段T(通常設定為5分鐘)為基本單位逐次循環(huán)求解，并以一天(24小時)為整個調度周期最大值進行檢驗是否滿足終止條件，如果滿足，則輸出整個調度周期內所有采樣時間段的微電網最小發(fā)電成本總和，即為所求解的獨立微電網經濟調度優(yōu)化結果，否則，則返回步驟一繼續(xù)運行直至滿足終止條件。