[發(fā)明專(zhuān)利]并網(wǎng)型微電網(wǎng)的能量管理方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710305461.3
• 申請(qǐng)日: 2017-05-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106953362A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿比內(nèi)特·特斯法耶·艾希
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京天誠(chéng)同創(chuàng)電氣有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/38
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/38;H02J3/28
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11286
• 代理人: 王兆賡,張川緒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種并網(wǎng)型微電網(wǎng)的能量管理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

微電網(wǎng)包括相互連接的負(fù)荷、分布式能源(包括常規(guī)能源和可再生能源)和能量存儲(chǔ)系統(tǒng)。微電網(wǎng)具有黑啟動(dòng)(black start)能力，能夠在獨(dú)立模式或者與其他微電網(wǎng)或主電網(wǎng)連接的非獨(dú)立模式下運(yùn)行。

微電網(wǎng)可以向主電網(wǎng)發(fā)送(出售)電力或從主電網(wǎng)接收(購(gòu)買(mǎi))電力。現(xiàn)有技術(shù)中，微電網(wǎng)與主電網(wǎng)交易是基于固定的預(yù)先確定的每千瓦時(shí)的價(jià)格。然而，隨著智能電表技術(shù)的應(yīng)用，能夠精確測(cè)量每個(gè)時(shí)刻的能源生產(chǎn)和消耗，近年來(lái)正在發(fā)生向時(shí)變電價(jià)模式的轉(zhuǎn)變。

這種能量交換策略的發(fā)展激勵(lì)微電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商根據(jù)當(dāng)前的電力價(jià)格和交易條件調(diào)整與主電網(wǎng)和/或其他微電網(wǎng)的電力交易行為，以便使電力生產(chǎn)運(yùn)行成本最小化，確保可再生能源的最大利用，使能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益最大化。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，亟需一種專(zhuān)業(yè)的儲(chǔ)能管理系統(tǒng)。

現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于微電網(wǎng)中的能量管理或存儲(chǔ)管理策略，僅僅考慮了單個(gè)能量存儲(chǔ)單元，并未針對(duì)包括兩個(gè)或更多個(gè)能量存儲(chǔ)單元(energy storage unit,ESU)的集成和組合提供最佳儲(chǔ)能管理策略。

此外，在應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)版粒子群優(yōu)化(particle swarm optimization,PSO)算法來(lái)解決能量管理優(yōu)化問(wèn)題的能量管理策略中，一旦粒子過(guò)早地收斂到搜索空間的任何具體區(qū)域，PSO則被發(fā)現(xiàn)遭受停滯。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問(wèn)題在于提供一種并網(wǎng)型微電網(wǎng)中多個(gè)能量存儲(chǔ)單元運(yùn)行的最佳能量管理策略以及改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法，以提供更優(yōu)的性能。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于微電網(wǎng)的能量管理方法，可包括：基于微電網(wǎng)與主電網(wǎng)之間的電力交易成本和收益、微電網(wǎng)的運(yùn)行和維護(hù)成本以及微電網(wǎng)正常供電需要滿足的技術(shù)要求，建立微電網(wǎng)的能量管理模型；預(yù)測(cè)日前的負(fù)荷需求和日前的可再生能源的發(fā)電功率；獲取電網(wǎng)的時(shí)變電價(jià)；基于預(yù)測(cè)的負(fù)荷需求、預(yù)測(cè)的可再生能源的發(fā)電功率、以及獲取的時(shí)變電價(jià)，使用粒子群優(yōu)化算法，以預(yù)定時(shí)間間隔為單位，確定微電網(wǎng)的能量管理模型的能量管理策略；基于確定的能量管理策略，以所述預(yù)定時(shí)間間隔為單位，對(duì)微電網(wǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)能量調(diào)度。

可選地，微電網(wǎng)正常供電需要滿足的技術(shù)要求可包括以下約束條件中的至少一個(gè)：針對(duì)微電網(wǎng)與主電網(wǎng)之間的電力交易的約束條件、針對(duì)負(fù)荷需求與發(fā)電平衡的約束條件、針對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量和運(yùn)行的約束條件、以及針對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行性能的約束條件。

可選地，確定微電網(wǎng)的能量管理模型的能量管理策略的步驟可包括：通過(guò)將粒子群優(yōu)化算法應(yīng)用于建立的微電網(wǎng)的能量管理模型，確定滿足以下條件的能量管理策略：當(dāng)從主電網(wǎng)購(gòu)買(mǎi)電力時(shí)，微電網(wǎng)在滿足正常供電所需的所有技術(shù)要求的同時(shí)購(gòu)買(mǎi)電力的成本以及運(yùn)行和維護(hù)成本最小化；當(dāng)向主電網(wǎng)出售電力時(shí)，微電網(wǎng)在滿足正常供電所需的所有技術(shù)要求的同時(shí)出售電力的收益減去運(yùn)行和維護(hù)成本所得的利潤(rùn)最大化。

可選地，確定的能量管理策略的決策變量可包括：在各個(gè)所述預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)，微電網(wǎng)內(nèi)的能量存儲(chǔ)單元的充電或放電的功率、能量存儲(chǔ)單元的剩余電量、微電網(wǎng)向主電網(wǎng)出售電力的時(shí)間和量以及微電網(wǎng)從主電網(wǎng)購(gòu)買(mǎi)電力的時(shí)間和量。

可選地，能量存儲(chǔ)單元可包括釩液流電池和鋰離子電池，其中，能量存儲(chǔ)單元的充電或放電的功率可包括釩液流電池的充電或放電的功率和鋰離子電池的充電或放電的功率，能量存儲(chǔ)單元的剩余電量可包括釩液流電池的剩余電量和鋰離子電池的剩余電量。

可選地，粒子群優(yōu)化算法是改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法，其中，粒子群優(yōu)化算法可在檢測(cè)到過(guò)早收斂時(shí)自動(dòng)重組粒子群。

可選地，粒子群優(yōu)化算法可包括如下步驟：在每次迭代中，將粒子群中的粒子在搜索空間中與全局最優(yōu)解的最大歐幾里得距離作為群集半徑；當(dāng)某次迭代中的群集半徑與搜索空間的直徑的比值小于停滯閾值時(shí)，確定發(fā)生過(guò)早收斂；當(dāng)確定發(fā)生過(guò)早收斂時(shí)，確定搜索空間的每個(gè)維度上的粒子將關(guān)于全局最優(yōu)解而被重新分組的范圍為：在每個(gè)維度上，搜索空間的原始范圍以及重組因子和粒子與全局最優(yōu)解沿該維度的最大距離的乘積之中的最小值，其中，重組因子與停滯閾值相關(guān)聯(lián)；對(duì)粒子的位置重新初始化，以重組粒子群。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有程序，其中，所述程序包括用于實(shí)現(xiàn)被配置為執(zhí)行所述能量管理方法的指令的代碼。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種計(jì)算機(jī)，包括存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序的可讀介質(zhì)，其中，所述計(jì)算機(jī)程序包括用于實(shí)現(xiàn)被配置為執(zhí)行所述能量管理方法的指令的代碼。