[發(fā)明專利]一種海島微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810018048.3
• 申請(qǐng)日: 2018-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN108054784A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡昌春;江冰;鄧志祥;戴衛(wèi)力;鄧立華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/32
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 丁濤

本發(fā)明公開了一種海島微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法，該方法包含以下步驟：（1）確定微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)環(huán)境氣象信息預(yù)測(cè)未來一天24小時(shí)每一刻鐘96個(gè)時(shí)間段的光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、潮能發(fā)電系統(tǒng)輸出功率情況，預(yù)測(cè)未來一天24小時(shí)每一刻鐘96個(gè)時(shí)間段民用負(fù)荷和海水淡化負(fù)荷功率；（2）以系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性為目標(biāo)函數(shù)，建立優(yōu)化調(diào)度模型；（3）利用改進(jìn)粒子群算法對(duì)建立的優(yōu)化模型以及約束條件進(jìn)行求解。本發(fā)明能夠充分考慮海島可再生能源的運(yùn)行特性，結(jié)合柴油發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及海水淡化可控負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制，達(dá)到系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行的目標(biāo)，從而提高海島微電網(wǎng)智能化運(yùn)行水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種海島微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法，屬于可再生能源 綜合利用和智能電網(wǎng)優(yōu)化控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)于能源的需求越來越大，越來越嚴(yán)重的環(huán)境污染使得 傳統(tǒng)能源在應(yīng)用過程中面臨瓶頸，如何解決能源匱乏和環(huán)境污染是當(dāng)今社 會(huì)面臨的重要問題。海洋能源的開發(fā)對(duì)于海洋環(huán)境的保護(hù)，促進(jìn)節(jié)能減排 也具有重要意義。

智能微電網(wǎng)是為了解決分布式發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)接入而提出了一種新的電 網(wǎng)組織形式。微電網(wǎng)集分布式發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和負(fù)荷于一體，通過自 身的控制實(shí)現(xiàn)孤島運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行，并可在兩種運(yùn)行方式間平滑切換。微 電網(wǎng)是提高分布式發(fā)電系統(tǒng)利用效率的有效途徑，避免了大量分布式發(fā)電 系統(tǒng)接入對(duì)電力系統(tǒng)的沖擊，并能夠提高電網(wǎng)的供電能力。海洋蘊(yùn)含大量 的可開發(fā)的可再生能源，其中風(fēng)能、太陽能、波浪能、潮流能、潮汐能等能源相對(duì)開發(fā)難度較低。目前基于上述能源的分布式發(fā)電系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)為 海島智能微電網(wǎng)的應(yīng)用提供了條件。

隨著海島智能微電網(wǎng)的建設(shè)，基于分布式發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行特性的微電網(wǎng) 優(yōu)化運(yùn)行提上日程。當(dāng)多種能源接入微電網(wǎng)時(shí)，需要對(duì)各種可再生能源根 據(jù)其運(yùn)行特性進(jìn)行綜合調(diào)度。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在這方面進(jìn)行了大量的研究，從 經(jīng)濟(jì)性、可靠性、環(huán)保性等不同角度對(duì)微電網(wǎng)多種能源進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，提 高微電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，從而提高可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)的 利用效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了綜合考慮各種可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行 特性，以光伏、潮流能、風(fēng)能、柴油發(fā)電機(jī)和儲(chǔ)能進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，提供一 種海島微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法，能夠?yàn)槲㈦娋W(wǎng)的綜合運(yùn)行提供指導(dǎo)， 提高微電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

一種海島微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法，微電網(wǎng)包括分布式發(fā)電系統(tǒng)、 負(fù)荷和儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中，所述分布式發(fā)電系統(tǒng)包括光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā) 電系統(tǒng)、潮流能發(fā)電系統(tǒng)和柴油機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，所述負(fù)荷包括民用負(fù)荷和海 水淡化負(fù)荷，微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)優(yōu)化控制的具體步驟如下：

步驟1：確定微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：根據(jù)環(huán)境氣象信息預(yù)測(cè)未來一天 24小時(shí)每一刻鐘96個(gè)時(shí)間段的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)和潮流能發(fā)電 系統(tǒng)的輸出功率以及負(fù)荷功率；

步驟2：構(gòu)建微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度模型：以系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)運(yùn)行的 可靠性為目標(biāo)函數(shù)，建立優(yōu)化模型，結(jié)合儲(chǔ)能電池運(yùn)行特點(diǎn)，通過柴油發(fā) 電機(jī)以及海水淡化負(fù)荷來協(xié)調(diào)電源和負(fù)荷的匹配；

步驟3：利用改進(jìn)粒子群算法對(duì)步驟2建立的微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度模型以及 約束條件進(jìn)行求解，獲得未來一天微電網(wǎng)運(yùn)行控制策略，指導(dǎo)系統(tǒng)運(yùn)行。

優(yōu)選地，所述步驟1采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)未來一天24小時(shí)每一 刻鐘96個(gè)時(shí)間段的光伏發(fā)電系統(tǒng)、潮流能發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的輸出 功率以及負(fù)荷功率；其中，光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率由公式(1)確定；潮 流能發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率由公式(2)確定，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率由公 式(3)確定，負(fù)荷功率由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型確定；公式(1)、公式(2) 和公式(3)如下：