[發明專利]一種多能源船舶微網的多目標電源配置優化方法

有效

• 申請號: 201710177368.9
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN106877406B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 廖衛強;俞萬能;王國玲
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J7/35;H02J15/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明涉及一種多能源船舶微網的多目標電源配置優化方法，針對一類包含柴油發電機、風力發電、光伏發電和電池儲能的船舶微網系統，通過研究動態負荷下儲能系統臨界出力點，并以此作為柴蓄進行出力優先的判斷，構建基于動態臨界點的柴蓄優先選擇的儲能系統調度策略，本發明能夠實現真正意義上的動態多目標微電網的電源配置優化。

技術領域

本發明涉及多能源船舶能源規劃領域，特別是一種多能源船舶微網的多目標電源配置優化方法。

背景技術

在現代社會，交通運輸是經濟發展的基本需要和先決條件，而水運作為第二大能源消費運輸方式，具有運量大、成本低等特點。隨著運輸行業納入溫室氣體減排目標，綠色環保低碳的造船模式將成為未來船舶制造業發展的必然方向。在國家加快推進“中國制造2025”的背景下，新能源在船舶上的應用得到了廣泛的關注，而如何有效、合理地利用清潔能源如風能、太陽能以及波浪能等來獲取電能的純綠色船舶可以從根本上解決柴電船舶電力推進系統的污染問題。而微網作為一種包含可再生能源的分布式電源(distributedenergy resource，DER)綜合集成技術，是分布式發電的有效管理形式。因此，船舶微電網這樣一種新型船舶電力系統由此產生。而在船舶微電網系統中，由于船舶平臺在空間環境上的限制，并不是所有類型的船舶平臺都適合安裝風力發電或太陽能發電裝置。船舶微電網的規模、各分布式電源容量以及電壓等級與系統所在船舶的用電需求、航運線路、運輸距離、環境條件、經濟條件等多方面因素有關。對于遠洋運輸船舶如集裝箱船、散貨船、游輪、客輪等各類型的船舶構造差異巨大，對船舶微電網系統的需求也各不相同，導致分布式電源的配置也各不相同。由于分布式電源的規格和數量在船舶微電網中受到很大的限制。如何實現合理配置分布式電源，合理協調電源能量分配，最優化經濟效益和環境效益等問題亟待解決。多能源船舶微電網電源優化配置目的在于選擇出能夠實現系統經濟性、供電可靠性、節能減排性等目標最優化的分布式電源組合配置，配置包括分布式電源種類、型號、數量、容量、安裝位置等。獨立微電網電源優化配置的結果是根據所要優化的目標來確定的，優化規劃目標通常包括經濟性、可靠性、環保性三大類。經濟性目標包括全壽命周期內的標準化購置、燃料、維護、更換等成本；可靠性目標包括負荷缺失率、電力不足時間、電力不足概率等；環保性目標主要是CO₂、CO、SO₂、未燃燒碳氫化物、顆粒物、氮氧化物等污染物的排放水平。對于多能源船舶微電網，不同能源之間的運行控制策略具有多樣性，而運行控制策略將直接影響系統配置方案的各項技術經濟指標。

現有技術都是在特定靜態控制策略下對微電網電源類型和容量參數進行優化，即在整個調度過程，固定使用柴油發電機來滿足系統的要求，儲能系統只是作為補充能源，或者固定使用儲能系統來滿足系統的要求，柴油發電機只是作為補充能源，而沒有充分考慮蓄電池儲能系統具有動態吸收能量或釋放能量，蓄電池儲能系統中能量來源組成比例的不確定性的特點，導致了蓄電池儲能系統充放電所造成的使用經濟性和環保性的不確定性；因此，從經濟性層面考慮，根據儲能系統的實時能量來源比例情況，柴油發電機和儲能系統哪個作為補充能源應該是個動態變化的情況。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提出一種多能源船舶微網的多目標電源配置優化方法，通過研究動態負荷下儲能系統臨界出力點，并以此作為柴蓄進行出力優先的判斷，構建基于動態臨界點的柴蓄優先選擇的儲能系統調度策略，實現真正意義上的動態多目標微電網的電源配置優化。

本發明采用以下方案實現：一種多能源船舶微網的多目標電源配置優化方法，具體包括以下步驟：

步驟S1：構建由柴油發電機組、可再生能源以及儲能系統組成的船舶電力微網系統；其中所述柴油發電機組采用同步發電機發電，直接并入交流微網；所述可再生能源以及儲能系統通過各自的交流器接入交流微網；

步驟S2：確定所述儲能系統的實時臨界最佳放電點；

步驟S3：基于步驟S2確定的所述儲能系統的實時臨界最佳放電點的能量協調構建調度控制策略；