[發明專利]基于雙模糊控制的獨立微網能量優化控制方法

有效

• 申請號: 201710291448.7
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107124002B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 施金曉;黃文燾;邰能靈;鄭曉冬
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28;H02J3/24
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種基于雙模糊控制的獨立微網能量優化控制方法，通過對儲能單元與各類負荷進行成本建模，并針對微網峰谷特性設置日前啟停計劃；然后通過風?儲以及彈性負荷間的相互配合采用第一層模糊控制進行功率優化分配；再使用低通濾波算法濾除波動功率的高頻成分，通過第二層模糊控制進行二次功率分配，保證微網實時功率平衡，同時減少儲能裝置用于平抑功率波動的容量。本發明能夠保證獨立微網的功率平衡，實現微網削峰填谷，并對瞬時功率波動進行了抑制，體現出能量管控的有效性與正確性，實現了獨立微網的經濟運行。

技術領域

本發明涉及的是一種電力系統控制領域的技術，具體是一種基于雙模糊控制的獨立微網能量優化控制方法。

背景技術

目前，針對獨立模式下的微網經濟運行、發電和儲能的控制運行與優化配置策略已經展開了較多研究。當前研究主要通過對發電控制與儲能充放電管理，保證微網的經濟運行并減少了儲能容量。然而，對于獨立微網，單一任務背景下能量優化技術的研究較多，例如以上研究僅考慮了削峰填谷或者功率波動抑制的其中一個方面，而對于削峰填谷與功率波動相互配合的研究較少，即如何通過發電、儲能與需求側負荷在削峰填谷以及功率波動抑制兩種任務背景下進行協調與配合，這對于獨立微網的運行更為實用和重要。

隨著分布式可再生發電的應用越來越廣泛，對獨立微網進行能量管理的要求也相應越來越高。在不同時間尺度下，能量管理的任務與目標不同，在長時間尺度下，對獨立微網進行“削峰填谷”、保證獨立微網電能的供需平衡是能量管理的主要目標；而在短時間尺度下，對微網瞬時功率波動進行抑制、保證微網的電能質量則成為了該條件下能量管理的主要目標。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提出一種基于雙模糊控制的獨立微網能量優化控制方法，針對含風-儲系統的獨立微網，基于雙層模糊控制方式，通過對風電機組、蓄電池以及需求側負荷進行運行與出力控制，實現微網的削峰填谷，同時對微網功率波動進行抑制。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種基于雙模糊控制的獨立微網能量優化控制方法，包括以下步驟：

步驟1)對儲能單元與各類負荷進行成本建模，并針對微網峰谷特性設置日前啟停計劃，通過風電機組以及負荷投切等方式，綜合考慮經濟性目標及相應約束條件，將微網的整體運行成本優化到最低。

步驟2)實時能量調度，即：根據日前啟停計劃確定風力發電機投切狀態與負荷運行狀態后，實時能量調度階段以超短期功率預測技術為基礎，通過風-儲以及彈性負荷間的相互配合采用第一層模糊控制進行功率優化分配。

步驟3)使用低通濾波算法濾除波動功率的高頻成分，高頻成分波動較快，需通過儲能-需求側負荷混合系統進行吸收，剩下的中低頻成分則由儲能設備與需求側負荷共同承擔，并通過第二層模糊控制進行二次功率分配，保證微網實時功率平衡，同時減少儲能裝置用于平抑功率波動的容量。

本發明涉及一種實現上述方法的系統，包括：功率預測模塊、日前啟停模塊、實時能量調度模塊以及功率波動抑制模塊，其中：功率預測模塊輸出微網中分布式電源與負荷的短期預測功率值以及超短期預測功率值，基于功率預測模塊輸出的短期預測功率，并將該值輸入日前啟停模塊，輸出微網相關元件的啟停狀態，基于功率預測模塊輸出的超短期預測功率，并將該值輸入實時能量調度模塊，得到微網相關元件的功率優化值，通過向功率波動抑制模塊輸入實時功率信號，得到需平抑的微網瞬時功率波動，該模塊將波動功率在蓄電池與熱泵類負荷間進行分配，輸出最終的功率出力信號。

技術效果

與現有技術相比，本發明能夠協同實現長時間尺度下的微網削峰填谷以及短時間尺度下的微網功率波動抑制。該技術劃分為日前啟停計劃與實時能量調度兩個階段。風力發電機與負荷的運行投切狀態由日前計劃確定；在實時階段，采用雙層模糊控制方式，對儲能、風力發電機以及負荷進行功率分配，利用儲能-需求側負荷混合系統平抑微網瞬時功率波動。