[發明專利]基于需求側響應的微電網多時間尺度能量管理方法

有效

• 申請號: 201910629508.0
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN110311421B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 竇春霞;米雪;岳東;張占強;張博
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/38;H02J3/32;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 于琪

1.一種基于需求側響應的微電網多時間尺度能量管理方法，其特征在于，其包括以下步驟：

S1、建立日前調度階段的能中斷負荷模型；

S2、基于需求側響應建立所述日前調度階段的多能源互動機制；

S3、確定所述日前調度階段的目標函數以及約束條件；所述步驟S3中日前調度階段的目標函數表達式為：

式中，C_M(t)為系統運行維護費用，其表達式為C_ZJ(t)為系統折舊損失成本，其表達式為C_fuel(t)為微燃機燃料成本，其表達式為C_grid(t)為與大電網交互成本，其表達式為C_grid(t)＝c_grid(t)P_grid(t)，C_bat(t)為蓄電池使用成本，其表達式為P_GT為微型燃氣輪機的輸出功率，P_grid為與大電網的交互功率，P_bat為蓄電池的輸出功率，其中正表示充電，負則表示放電，c_gas為天然氣價格，t為單位調度時間，η_GT為燃氣輪機的效率，L_HVNG為天然氣的低熱值，c_grid為電網電價，λ_bat為儲能電池的調度成本系數，N為可控分布式電源數量；

S4、建立日內調度階段的可轉移負荷模型；

S5、建立所述日內調度階段的蓄電池儲能罰函數和充電補償函數；

S6、確定所述日內調度階段的目標函數以及約束條件；所述步驟S6中日內調度階段的目標函數表達式為：

中日內調度階段的約束條件包括三個約束條件，所述三個約束條件具體為電功率平衡約束、蓄電池充放電功率約束和可轉移負荷約束，

電功率平衡約束：

蓄電池充放電功率約束：

式中，P_bat,ch為儲能電池的充電功率，P_bat,dis為儲能電池的充電功率，SOC^t為在t時蓄電池的剩余功率，SOC^t-1為在t-1時蓄電池的剩余功率，η_c為蓄電池的充電效率，η_d為蓄電池的放電效率；以及

可轉移負荷約束：

式中，P'_d(t₀)為t₀負荷轉移后的功率，P_i^out(t₀,t)為t₀時刻向t時刻轉出負荷功率，為t₀時刻最大允許轉出負荷功率，為t時刻向t₀時刻轉入負荷功率，為t₀時刻最大允許轉入負荷功率；

S7、根據所述日前調度階段各能源的輸出計劃值，同時利用當天最新的預測數據和系統狀態，以1h為周期調整各能源的輸出，修正所述日前調度階段計劃；

S8、采用模型預測控制建立實時調度階段的閉環控制系統；

S9、確定所述實時調度階段的目標函數以及約束條件；所述步驟S9中實時調度階段的目標函數表達式為：

式中，P_r(k+n)為各分布式電源和能中斷負荷的有功輸出功率參考值，P(k+n)為各分布式電源和能中斷負荷的有功輸出功率預測值，P(k+n)＝[P_DGg(k+n)，P_grid(k+n)，P_ILB(k+n)，P_bat(k+n)]，P₀(k+n)為超短期尺度優化各部分有功出力的初始值，Δu(k+t-1)為預測的[k+t-1,k+t]時段內的有功出力增量；其中，實時調度階段的約束條件包括三個約束條件，所述三個約束條件具體為電功率平衡約束、各可控分布式電源的有功輸出功率約束和儲能電池的預測值約束，

電功率平衡約束：

∑P_DG(k+i)+P_grid(k+i)+P_bat(k+i)+P_ILA(k+i)+P_TL(k+i)+P_ILB(k+i)＝P_L(k+i)；

各可控分布式電源的有功輸出功率約束：

P_min(k+i)≤P(k+i)≤P_max(k+i)；

儲能電池的預測值約束：

式中，SOC_bat(k+i)為蓄電池荷電狀態的預測值，σ為蓄電池的自身放電率，為蓄電池荷電狀態的下限；為蓄電池荷電狀態的上限；

S10、以15min為啟動周期，對所述日內調度階段中可調節能源的輸出力進行實時反饋校正；以及

S11、仿真驗證微電網多時間尺度能量管理方法的經濟性和有效性。