[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

本發明提供了一種考慮隨機預測誤差的獨立微電網能量管理方法，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，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；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及設定流程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。采用本發明的技術方案，克服了負荷及可再生能源功率預測誤差帶來的不利影響，根據凈負荷隨機預測誤差的大小，通過數學優化方法對可控微源及儲能的出力合理安排，實現微電網穩定、可靠和經濟的運行。

技術領域

本發明屬于電力調度及管理技術領域，涉及一種考慮隨機預測誤差的獨立微電網能量管理方法，尤其涉及一種考慮負荷和可再生能源功率隨機預測誤差的獨立微電網能量管理方法。

背景技術

微電網能方便地接入分布式可再生能源、在聯網和孤島狀態時可靠工作，是智能電網的一種基本組成結構。為實現微網中光伏、風力發電等不可控微電源、微燃機與儲能等可控微電源以及用戶負荷的長期穩定、經濟運行，通常需要能量管理系統進行協調管理。目前，微電網常根據預測的可再生能源發電功率和負荷功率，經優化后確定日前計劃，來達到運行費用最低或可再生能源利用最大化等目的。然而，由于風力、光照及負荷的隨機波動屬性，預測值與實際值之間常有誤差，并且誤差程度隨預測時間間隔的加大而惡化。較大預測誤差的存在不僅直接影響微電網的電能質量，也會造成EMS制定的微電源經濟運行計劃的有效性下降，嚴重時甚至危及微電網的穩定運行。隨著微電網中可再生能源比重不斷的提高，預測誤差的影響會更加嚴重。

目前，國內外在微電網能量管理方面已經做了一些研究，有的文獻提出隨機規劃方法，通過利用蒙特卡洛仿真產生若干場景，將不確定問題轉化為確定性問題處理。然而，這類方法因場景多而計算量大、不適合波動變化快的場合；一些研究者則提出通過預留備用功率的方法來緩和波動功率帶來的沖擊。有的文獻提出通過考慮間歇能源的誤差水平制定有備用功率的日前計劃,再根據實時功率誤差修正運行計劃的兩層調度方案，但該些方法中備用功率系數的確定主要靠經驗，也沒有考慮到儲能設備實際荷電容量會受功率誤差的累積影響。有研究表明根據年供電可靠性指標來確定備用容量，但沒有考慮儲能；此外，研究者還探索了其它方法。有些研究者提出通過使用精度較高的短期可再生能源出力預測+在線滾動優化改善運行計劃的辦法。還有些研究者通過引入、控制可調度負載來緩和預測誤差的影響。雖有以上不少研究成果，但人們對預測誤差的積累作用和不良影響的改善研究卻尚少，特別對負荷和可再生能源功率隨機預測誤差研究很少。

發明內容

針對以上技術問題，本發明公開了一種考慮隨機預測誤差的獨立微電網能量管理方法，克服了負荷及可再生能源功率預測誤差給獨立微電網運行帶來的不利影響，以實現獨立微電網的可靠、經濟運行。

對此，本發明采用的技術方案為：

一種考慮隨機預測誤差的獨立微電網能量管理方法，所述獨立微電網包括風電-光伏-微燃機-儲能電池，其包括微電網的能量管理系統EMS，其采用以下步驟進行管理：

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

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：