[發明專利]考慮可再生能源隨機性的微電網經濟性與穩定性優化方法

有效

• 申請號: 201710120084.6
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN106849189B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 閆秉科
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖北省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/00;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

1.一種考慮可再生能源隨機性的微電網經濟性與穩定性優化方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1、對可再生能源功率出力預測：采用拉丁超立方采樣法將可再生能源輸出功率離散化為多個場景，并采用場景削減方法得到十個計算場景；

步驟2、建立微電網經濟優化模型：微電網經濟優化目標為

式中：N_t,N_i,和N_k分別為時段數、可控微源數，排污類別數，P^t_i,new是第i個可控微源在t時刻的輸出功率，是其燃料成本，α_k是第k種廢棄物的處理成本，EF_i,k是第i個可控微源的廢物排放因子；第i個可控微源DDER在t時刻的燃料成本可由其輸出功率的二次函數表示：

式中：a_i、b_i、c_i為可控機組的燃料成本系數；

步驟3、建立微電網穩定性評價指標體系：以ITAE為穩定性評價指標的目標函數為：

其中：k為離散時間，k₀是風力及負荷變化起始時間；T₀是微電網達到新穩態時間；W是E_abs(k)的加權矩陣；E_abs(k)表示各被測量在k時刻的絕對誤差相量，可由下式求得：

其中：是t時刻微電網的新穩態頻率，是t時刻微電網母線j的新穩態電壓，N_j是母線節點數，是第i個可控微源t時刻輸出的無功功率，f^t(k)，分別是t時刻測量的系統頻率、母線電壓、可控微源的輸出有功功率與無功功率；

步驟4、確定微電網有功功率控制策略：可控微源i輸出的有功功率由m_pi決定，在場景s情景下，可控微源i在t時刻輸出功率P_i^t,s與系統頻率ω^t,s關系由下式推導：

式中：m_pi^t-1為可控微源i在t-1時刻的下垂系數；

步驟5、對微電網經濟性與穩定性協調優化

(1)確定綜合協調優化模型

min C＝ω₁×f₁+ω₂×SC×f₂

其中：f₁為步驟2確定的微電網經濟優化目標，f₂為步驟3確定的ITAE評價指標，SC是縮放因子，ω₁和ω₂是相應的加權因子，利用模糊邏輯理論對每個子目標函數進行歸一化處理，對兩個子目標函數f₁、f₂的歸一處理，則綜合協調優化模型為

F_i＝ω₁·μ(f_1,i)+ω₂·μ(f_2,i)

綜合協調優化模型的約束條件為常規的功率平衡、發電機出力、儲能、運行備用、系統頻率與電壓以及相應的場景約束；

(2)對綜合協調優化模型進行優化求解：首先對經濟性及穩定性指標的加權因子ω₁和ω₂進行確定，然后通過微分進化算法對綜合協調優化模型進行優化求解。

2.如權利要求1所述的考慮可再生能源隨機性的微電網經濟性與穩定性優化方法，其特征在于：所述步驟1具體為：首先通過采樣不同時段風機及光伏發電輸出功率，生成具有概率分布的場景集合，然后通過消減聚合的方式選取具有代表性的期望場景。

3.如權利要求1所述的考慮可再生能源隨機性的微電網經濟性與穩定性優化方法，其特征在于：步驟5中對綜合協調優化模型進行優化求解具體步驟為：

a、確定加權因子

將ω₁和ω₂兩個區間分別以0.1的步長劃分為10個子區間，從而得到兩組子目標函數f_1,I和f_2,I；

b、優化求解

在不同的權重分配情景下，對綜合協調優化模型進行優化求解，得出一系列的優化結果，當下式中C_i為最小時，即為最優解：