[發明專利]一種考慮隨機預測誤差的獨立微電網能量管理方法

在審

• 申請號: 201910039847.3
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109617138A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 陳亞紅;和軍平;陶耀東
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/32
• 代理公司: 深圳市添源知識產權代理事務所(普通合伙) 44451
• 代理人: 羅志偉

1.一種考慮隨機預測誤差的獨立微電網能量管理方法，其特征在于：所述獨立微電網包括風電-光伏-微燃機-儲能電池和能量管理系統EMS，其采用以下步驟進行能量管理：

步驟S1，能量管理系統EMS預測未來一段時間內負荷和風電、光伏可再生能源的功率；

步驟S2，EMS實時監測儲能電池的SOC狀態，測量風電、光伏的實際發電功率，測量微燃機和儲能電池的實際功率；

步驟S3，根據預測與實際監測的功率，得到凈負荷隨機預測誤差；根據凈負荷隨機預測誤差的大小，通過多變量、多約束的數學優化方法對可控微燃機及儲能電池的出力進行安排和調整，使得儲能電池正常運行；然后重復步驟S1～步驟S3；

所述多變量、多約束的數學優化方法包括如下的運行目標函數和一組等式/不等式約束式：

式中，x為微電源與儲能環節出力安排的優化變量；c^Tx為目標函數；Ax＝b為等式約束；Dx<d為不等式約束；X為變量的值域；其中，A為微電網有功功率平衡約束系數矩陣，其值為0、1取值的矩陣；b為常數，在有功功率平衡時取值為0；D為包含微燃機與儲能電池環節的功率限制、儲能電池荷電容量SOC限制、微燃機功率變化速率限制的約束矩陣，其值為0、1取值的矩陣；d為不等式中的常數，其由微燃機、儲能設備的產品技術規格中所列的功率容量、儲能SOC限值、允許功率變化速率等參數來確定。

2.根據權利要求1所述的考慮隨機預測誤差的獨立微電網能量管理方法，其特征在于：目標函數c^Tx包含微燃機功率-燃料二次成本函數C_Fuel、微燃機啟停機成本函數C_StartShut及儲能充放電懲罰成本函數C_esspenalty，具體為：

式中，i與I_set分別為微燃機索引和索引集合，t與T_set分別為運行時間索引和索引集合。

3.根據權利要求1所述的考慮隨機預測誤差的獨立微電網能量管理方法，其特征在于：獨立微電網的能量管理每間隔3～5分鐘對微電網的可控微燃機及儲能電池的出力進行調整和安排。

4.根據權利要求1～3任意一項所述的考慮隨機預測誤差的獨立微電網能量管理方法，其特征在于：步驟S3中，進行安排和調整時，使儲能電池的實際SOC維持在儲能電池的上極限值和下極限值之間。

5.根據權利要求4所述的考慮隨機預測誤差的獨立微電網能量管理方法，其特征在于：步驟S3中，根據預測誤差對微電網中微燃機、儲能環節功率及SOC影響的大小，確定凈負荷隨機預測誤差閾值ε；

當凈負荷隨機預測誤差≤ε時，微電網能量管理系統EMS實時監測凈負荷的預測誤差，如誤差在誤差限ε內，且儲能電池的實際SOC也在儲能電池的上/下限值即SOC_high/SOC_low內，則按原定計劃運行；如儲能電池的實際SOC越過了儲能電池的上/下限值，則對微燃機與儲能電池的出力進行安排和調整，并更新計劃。

6.根據權利要求5所述的考慮隨機預測誤差的獨立微電網能量管理方法，其特征在于：如儲能電池的實際SOC越過了儲能電池的上/下限值，采用滾動優化策略對微燃機與儲能電池的出力進行安排和調整，所述滾動優化策略包括：

在時刻t_k，當儲能電池的實際SOC越過其下限值或上限值，EMS根據微燃機、儲能電池的當前運行狀態信息及凈負荷從t_k到T的預測值，調用CPLEX求解算法，對剩余時段微燃機、儲能電池的運行計劃進行新求解，并更新t_k到T運行計劃。