[發(fā)明專利]一種模塊化微電網(wǎng)及其日前能量優(yōu)化調(diào)度的方法

有效

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• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108306338B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張先勇;黃耀宏;李麗;王娜;肖蕾;張緒紅
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東技術(shù)師范學(xué)院
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/32
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 韓洋;王蕓

本發(fā)明公開了一種模塊化微電網(wǎng)及其日前能量優(yōu)化調(diào)度的方法，能夠保持電力供需平衡，減少對蓄電池沖擊，降低微電網(wǎng)的運(yùn)行和維護(hù)成本。該方法包括：以模塊化微電網(wǎng)中各模塊內(nèi)各組成單元之間的能量守恒關(guān)系和模塊之間的功率交換能量守恒關(guān)系為約束條件，建立運(yùn)行成本目標(biāo)函數(shù)；以各模塊內(nèi)的柴油發(fā)電機(jī)輸出功率時(shí)間序列和模塊與微電網(wǎng)的交換功率時(shí)間序列為日前能量優(yōu)化的變量，采用粒子群優(yōu)化算法求解運(yùn)行成本目標(biāo)函數(shù)，獲取運(yùn)行成本最小的變量矩陣；根據(jù)獲取的變量矩陣對模塊化微電網(wǎng)中模塊的日前能量進(jìn)行配置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種模塊化微電網(wǎng)及其日前能量優(yōu)化調(diào)度的方法。

背景技術(shù)

微電網(wǎng)是一種將分布式電源、負(fù)荷、儲能裝置、變流器以及監(jiān)控保護(hù)裝置有機(jī)整合在一起的小型發(fā)配電系統(tǒng)。由于傳統(tǒng)的微電網(wǎng)具有公共總線和層次控制結(jié)構(gòu)，對微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和容量擴(kuò)展非常復(fù)雜和昂貴。模塊化微電網(wǎng)由三端口變流器、蓄電池、負(fù)荷、風(fēng)光發(fā)電單元以及備用柴油發(fā)電機(jī)組成。模塊化微電網(wǎng)便于擴(kuò)容，且通過運(yùn)行控制和能量管理等，可以實(shí)現(xiàn)模塊獨(dú)立運(yùn)行或互聯(lián)運(yùn)行、降低間歇性分布式電源給配電網(wǎng)帶來不利影響，最大限度地利用可再生能源電源出力，提高供電可靠性和電能質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)的柴油發(fā)電系統(tǒng)到清潔能源發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變。

國際電工委員會(IEC)在《2010—2030應(yīng)對能源挑戰(zhàn)白皮書》中明確將微電網(wǎng)技術(shù)列為未來能源的關(guān)鍵技術(shù)之一。近年來，歐盟、美國、日本等其他國家開展了微電網(wǎng)示范工程研究。國外微電網(wǎng)的研究主要圍繞可靠性、可接入性、靈活性3個(gè)方面，探討系統(tǒng)的智能化，能量利用的多元化、電力供給的個(gè)性化等關(guān)鍵技術(shù)。我國的微電網(wǎng)處于實(shí)驗(yàn)、示范性階段，國內(nèi)已經(jīng)開展微電網(wǎng)試點(diǎn)工程，既有安裝在海島孤網(wǎng)運(yùn)行的微電網(wǎng)，也有配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行的微電網(wǎng)。這些微電網(wǎng)示范工程普遍具備四個(gè)特征：微型、清潔、自治、友好。

從國家能源戰(zhàn)略規(guī)劃、社會行業(yè)發(fā)展和電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展來看，模塊化微電網(wǎng)技術(shù)將面臨發(fā)展機(jī)遇，未來海島上的負(fù)荷也逐漸增加，在孤島等缺電、無電地區(qū)構(gòu)建傳統(tǒng)的微電網(wǎng)將難以維護(hù)、難以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益最大化。模塊化微電網(wǎng)在工程應(yīng)用和海島推廣意義上具有很大的價(jià)值，但是現(xiàn)有的模塊化微電網(wǎng)技術(shù)存在供電可靠性較低，減少對蓄電池沖擊大，運(yùn)行和維護(hù)成本高等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一至少在于，針對如何克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種模塊化微電網(wǎng)及其日前能量優(yōu)化調(diào)度的方法，能夠保持電力供需平衡，減少對蓄電池沖擊，降低微電網(wǎng)的運(yùn)行和維護(hù)成本。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括以下各方面。

一種用于模塊化微電網(wǎng)日前能量優(yōu)化調(diào)度的方法，其包括：以模塊化微電網(wǎng)中各模塊內(nèi)各組成單元之間的能量守恒關(guān)系和模塊之間的功率交換能量守恒關(guān)系為約束條件，建立運(yùn)行成本目標(biāo)函數(shù)；以各模塊內(nèi)的柴油發(fā)電機(jī)輸出功率時(shí)間序列和模塊與微電網(wǎng)的交換功率時(shí)間序列為日前能量優(yōu)化的變量，采用粒子群優(yōu)化算法求解運(yùn)行成本目標(biāo)函數(shù)，獲取運(yùn)行成本最小的變量矩陣；根據(jù)獲取的變量矩陣對模塊化微電網(wǎng)中模塊的日前能量進(jìn)行配置。

優(yōu)選的，所述模塊化微電網(wǎng)中各模塊內(nèi)各組成單元之間的能量守恒關(guān)系為：

P_bati＝P_dsli+P_pvi+P_wti-P_Ei-P_loadi

其中，P_bati為蓄電池充放電功率，P_dsli為柴油發(fā)電機(jī)輸出功率，P_wti為風(fēng)力發(fā)電功率，P_pvi為光伏發(fā)電功率，P_Ei為模塊與微電網(wǎng)的交換功率，P_loadi為負(fù)載功率。

優(yōu)選的，所述模塊之間的功率交換能量守恒關(guān)系：

其中，N為模塊的數(shù)量。