[發(fā)明專利]一種交直流混合微網(wǎng)的優(yōu)化運行方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610604292.9
• 申請日: 2016-07-28
• 公開（公告）號: CN106100002B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李鵬;狄開麗;李鑫明;陳安偉;周金輝;趙波
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）;國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H02J5/00
• 分類號: H02J5/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所12201
• 代理人: 杜文茹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微網(wǎng)的優(yōu)化運行方法。特別是涉及一種基于協(xié)同進化黑洞算法的交直流混合微網(wǎng)的優(yōu)化運行方法。

背景技術(shù)

當(dāng)今能源與環(huán)境問題日益凸顯，發(fā)展利用可再生能源已成為共識。微網(wǎng)作為一種包含可再生能源等分布式發(fā)電技術(shù)的綜合集成技術(shù)，憑借其對可再生能源的高度兼容性和對分布式發(fā)電的靈活調(diào)控能力，在日益強調(diào)節(jié)能環(huán)保的今天得到了業(yè)內(nèi)的普遍重視。交直流混合微網(wǎng)可綜合發(fā)揮交流微網(wǎng)與直流微網(wǎng)的互補優(yōu)勢，擁有更加廣泛的適用領(lǐng)域。

交直流混合微網(wǎng)經(jīng)濟運行問題是一個高維度、非線性、多目標(biāo)的復(fù)雜優(yōu)化問題。傳統(tǒng)數(shù)學(xué)優(yōu)化方法及其改進算法計算精確，但通常對問題模型有很高要求，而且求解難度大；智能算法，如遺傳算法、粒子群算法等，通過群體搜索以快速找到工程可行解，此類方法對模型要求較低，亦可保證滿足要求的精度，但是維數(shù)較多時求解依然會變得困難。智能算法在求解的問題維數(shù)較多時，求解難度加大，這一弱點可通過對問題合理分解并整體協(xié)調(diào)的方法克服。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠降低交直流混合微網(wǎng)的經(jīng)濟運行問題求解難度的交直流混合微網(wǎng)的優(yōu)化運行方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種交直流混合微網(wǎng)的優(yōu)化運行方法，包括如下步驟：

1)采集交直流混合微網(wǎng)的交流區(qū)域和直流區(qū)域的負荷信息數(shù)據(jù)、氣象信息數(shù)據(jù)，綜合微網(wǎng)運行的歷史數(shù)據(jù)，對未來一天的數(shù)據(jù)進行預(yù)測，得到未來一天內(nèi)交直流混合微網(wǎng)的交流區(qū)域負荷、直流區(qū)域負荷、風(fēng)能和太陽能功率預(yù)測數(shù)據(jù)；

2)統(tǒng)計交直流混合微網(wǎng)的微電源特性，建立微網(wǎng)內(nèi)所有可控型微電源的出力數(shù)學(xué)模型；

3)將交直流混合微網(wǎng)未來一天內(nèi)的經(jīng)濟運行分為24個時段，以交直流混合微網(wǎng)全天運行燃料成本、運行維護成本、購電成本和環(huán)境成本最小為目標(biāo)函數(shù)，考慮微網(wǎng)內(nèi)部的各時段電能平衡約束、并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線容量約束、可控微源的出力限制、可控微源的最短啟停時間約束、蓄電池的電量容量約束、蓄電池的功率容量約束、蓄電池的容量連續(xù)性約束和計算蓄電池的周期始末電能平衡約束，建立交直流混合微網(wǎng)優(yōu)化運行數(shù)學(xué)模型；

4)基于步驟1)中的交流區(qū)域負荷、直流區(qū)域負荷、風(fēng)能和太陽能功率預(yù)測數(shù)據(jù)，采用協(xié)同進化改進黑洞優(yōu)化算法對步驟3)中的交直流混合微網(wǎng)優(yōu)化運行數(shù)學(xué)模型進行求解，得到各時段可控型微電源的出力及混合微網(wǎng)購電量優(yōu)化方案。

步驟2)所述的出力數(shù)學(xué)模型包括：

(1)燃料電池的出力模型：

其中，各符號的定義如下：f_fuel,FC為燃料電池的燃料成本，C_gas,FC為燃料電池使用的燃料價格，LHV_gas,FC為燃料的低熱值，P_FC為燃料電池的出力大小，η_FC為燃料電池的效率。

(2)微型燃氣輪機的出力模型：

其中，各符號的定義如下：f_fuel,MT為微型燃氣輪機的燃料成本，C_gas,MT為微型燃氣輪機使用的燃料價格，LHV_gas,MT為微型燃氣輪機的燃料的低熱值，P_MT為微型燃氣輪機的的出力大小，η_MT為微型燃氣輪機的的效率。

步驟3)所述的的交直流混合微網(wǎng)優(yōu)化運行數(shù)學(xué)模型包括目標(biāo)函數(shù)和約束條件，其中，目標(biāo)函數(shù)為：

其中，各符號定義如下：F為目標(biāo)函數(shù)，C_fuel為燃料成本，C_om為運行維護成本，C_buy為購電成本，C_w為污染折算成本；t為時段，N為微源總個數(shù)，f^t(·)為第i個微源在t時段的燃料成本函數(shù)，P_i(t)為第i個微源在t時段的實際輸出功率，k_i為第i個微源的運行維護成本系數(shù)，α^t為t時段時的購電電價，P_buy(t)為混合微網(wǎng)在t時段時的購電量，M為污染物總數(shù)，β_j為第j種污染物的環(huán)境評價標(biāo)準(zhǔn)，λ_i,j為第i個機組的第j種污染物的排污系數(shù)；

約束條件為：

(1)發(fā)電單元功率限額：

(2)最短啟停時間約束：