[發明專利]一種基于聯合多微網的分布式能量管理優化方法及裝置

有效

• 申請號: 201710452493.6
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107147146B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 黃博南;孫秋野;侯伊楠;李玉帥;劉鑫蕊;楊珺;馬大中;王智良
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 王丹;李洪福

本發明公開了一種基于聯合多微網的分布式能量管理優化方法及裝置，方法包括如下步驟：判定當前電網系統中所對應的各微網是處于并網運行狀態還是孤島運行狀態并依據不同的運行狀態運行不同的優化算法，具體的本發明采用分布式方法，使其具有無論在并網情況還是在孤島情況下，每個低載的微網都可以向其他微網注入多余的能量，或是高載的微網從其他微網吸收能量。從而通過協調聯合多微網和整個電力系統來實現對能源的綜合利用等優點。

技術領域

本發明屬于能源管理技術領域，具體的說是涉及一種基于聯合多微網的分布式能量管理優化方法及裝置。

背景技術

隨著自然環境的惡化和全球能源危機的加劇，如何提高能源的轉換效率，提高經濟效率，整合高滲透的可再生能源以及怎樣減少碳排放等問題，在過去的幾十年時間受到越來越多的關注。作為解決這些問題的一個可行方法，能源互聯網的概念在最近幾年發展起來了。然而，基于能源互聯網框架的未來電力網絡也對一些基本的研究帶來了新的挑戰，其中一個就是能源管理的問題。近年來，出現了許多針對于傳統電力系統的能源管理算法，包括一些分析方法，比如拉格朗日乘數法，梯度搜索法，線性規劃法以及牛頓法；一些啟發式方法，如遺傳算法和粒子群算法等。我們注意到，這些方法大多是一種集中式方法。

然而，隨著傳統發電系統向能源互聯網的方式轉換，集中式方法顯現出很多技術上的問題。比如，它需要高帶寬的通信設施，它需要收集每一個系統組件的全部信息。它的中央控制器需要有很高的計算能力來處理大量的數據。這將會導致巨大的實施成本，并且容易造成單點故障和建模錯誤。其次，能源互聯網的物理和通信拓撲往往受制于系統組件即插即用性所帶來的變化，這可能會嚴重破壞集中式方法的有效性。

發明內容

鑒于已有技術存在的缺陷，本發明的目的是要提供一種基于聯合多微網的分布式能量管理優化方法，其能夠實現微網的聯合最優化，進而有效地提高能源效率和經濟效益。

為了實現上述目的，本發明的技術方案：

一種基于聯合多微網的分布式能量管理優化方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、判定當前電網系統中所對應的各微網單元是處于并網運行狀態還是孤島運行狀態，若處于并網運行狀態則執行S21；

S21、設定當前電網系統所對應的運行成本最小的目標函數；所述目標函數的計算公式為

式中，p_i為第i個DG即分布式電源所發出的電能；C_i(p_i)為第i個DG的運行成本；κ為主網電價，N代表DG的數量，p_MG為微網單元與主網之間的能量交換參數；

S22、設定所述目標函數所對應的約束條件

式中，D_L為當前電網系統總的電力負荷；和分別為第i個DG所發電能的下界和上界；

S23、基于能量路由器之間的信息傳輸數據，尋找與本地DG即第i個DG相鄰的第j個DG，并判斷所找到的相鄰的DG與本地DG是否相關，若判斷相關則將所找到的DG判斷為本地DG的相鄰DG；否則，通過能量路由器進行重新選擇；

相應的判定公式為

式中，ω_ij為第j個DG與第i個DG的關聯系數；d_i為第i個DG在當前電網系統中的影響因子；

S24、基于本地能量路由器與相鄰能量路由器之間的交流通信數據，預估每一個DG的增量成本λ_i(k+1)，其對應的公式如下：