[發(fā)明專(zhuān)利]一種考慮混合儲(chǔ)能荷電狀態(tài)的微電網(wǎng)雙層調(diào)度控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210354102.8
• 申請(qǐng)日: 2022-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114492209A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉曉艷;劉喬;嚴(yán)貴辰;蔣宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇電子信息職業(yè)學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/27
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/27;G06Q50/06;G06F119/02
• 代理公司: 淮安市科文知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 32223
• 代理人: 吳晶晶

本發(fā)明涉及微電網(wǎng)能量管理與調(diào)度控制領(lǐng)域，公開(kāi)了一種考慮混合儲(chǔ)能荷電狀態(tài)的微電網(wǎng)雙層調(diào)度控制方法，包括：獲取光伏、風(fēng)力發(fā)電功率、負(fù)荷功率需求的歷史數(shù)據(jù)，混合儲(chǔ)能功率限值、混合儲(chǔ)能荷電狀態(tài)限值；上層控制中采用灰色GM(1,N)與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合預(yù)測(cè)方法，建立微電網(wǎng)上層MPC模型；估算日前調(diào)度下混合儲(chǔ)能荷電狀態(tài)初值，將其用于下層控制中；下層控制中采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法優(yōu)化混合儲(chǔ)能充放電功率控制，將混合儲(chǔ)能的荷電狀態(tài)輸出給上層控制中作為狀態(tài)變量；根據(jù)目標(biāo)函數(shù)與約束條件，求解微電網(wǎng)上層MPC模型。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)可再生能力出力及負(fù)荷需求預(yù)測(cè)，微電網(wǎng)并網(wǎng)的滾動(dòng)優(yōu)化調(diào)度，有效降低并網(wǎng)功率波動(dòng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電網(wǎng)能量管理與調(diào)度控制領(lǐng)域，具體涉及一種考慮混合儲(chǔ)能荷電狀態(tài)的微電網(wǎng)雙層調(diào)度控制方法。

背景技術(shù)

微電網(wǎng)中光伏、風(fēng)電資源的使用，提高了可再生能源的消納，為電網(wǎng)和用戶(hù)提供便利。由于光伏、風(fēng)電等可再生能源發(fā)電存在間歇性、隨機(jī)性，接入微電網(wǎng)后出現(xiàn)功率供需不匹配的情況，微電網(wǎng)中采用蓄電池、超級(jí)電容等不同形式的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)(Hybrid EnergyStorage System，HESS)，將能量型儲(chǔ)能與功率型儲(chǔ)能相結(jié)合，滿(mǎn)足負(fù)載用電需求，提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。由于HESS集成了具有不同特性的儲(chǔ)能器件，能否采取合理調(diào)度策略，充分發(fā)揮各類(lèi)儲(chǔ)能元件優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，綜合考慮發(fā)用電平衡、微電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、源荷預(yù)測(cè)結(jié)果等因素制定合理的調(diào)度計(jì)劃，是實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

當(dāng)前對(duì)含HESS的微電網(wǎng)調(diào)度僅從改進(jìn)優(yōu)化算法著手，沒(méi)有考慮不同儲(chǔ)能裝置在可再生能源出力和負(fù)載需求變化下的實(shí)時(shí)分配，且控制過(guò)程中將儲(chǔ)能元件的荷電狀態(tài)(stateof charge，SOC)初值設(shè)定為定值，忽略可再生能源出力與負(fù)荷需求變化對(duì)混合儲(chǔ)能SOC初值的不同需求，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性降低。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種考慮混合儲(chǔ)能荷電狀態(tài)的微電網(wǎng)雙層調(diào)度控制方法，上層采用預(yù)測(cè)控制模型，結(jié)合可再生能源出力與負(fù)荷需求不同時(shí)間尺度預(yù)測(cè)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)并網(wǎng)及時(shí)跟蹤調(diào)度，在上層功率調(diào)度基礎(chǔ)上，下層基于混合儲(chǔ)能SOC初值估算，采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法優(yōu)化鉛酸蓄電池和超級(jí)電容的混合儲(chǔ)能功率分配，抑制微電網(wǎng)并網(wǎng)功率波動(dòng)，提高混合儲(chǔ)能充放電經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種考慮混合儲(chǔ)能荷電狀態(tài)的微電網(wǎng)雙層調(diào)度控制方法，包括如下步驟：

S1：獲取光伏、風(fēng)力發(fā)電功率、負(fù)荷功率需求的歷史數(shù)據(jù)，混合儲(chǔ)能功率限值、混合儲(chǔ)能荷電狀態(tài)限值；

S2：上層控制中采用灰色GM(1，N)與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合預(yù)測(cè)方法，建立微電網(wǎng)上層預(yù)測(cè)控制模型，即微電網(wǎng)上層MPC模型，所述微電網(wǎng)上層MPC模型中的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)HESS總功率P_C(k)用于指導(dǎo)下層控制中的混合儲(chǔ)能充放電功率控制；

S3：估算日前調(diào)度下混合儲(chǔ)能荷電狀態(tài)初值SOC₀，將所述混合儲(chǔ)能荷電狀態(tài)初值用于步驟S4的下層控制中；

S4：下層控制中采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法優(yōu)化混合儲(chǔ)能充放電功率控制，將混合儲(chǔ)能的荷電狀態(tài)S_C(k)輸出給步驟S2中的上層控制中作為狀態(tài)變量；

S5：根據(jù)目標(biāo)函數(shù)與約束限值條件，求解微電網(wǎng)上層MPC模型。

進(jìn)一步地，所述步驟2中采用灰色GM(1，N)與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合預(yù)測(cè)方法，得到前瞻預(yù)測(cè)周期內(nèi)光伏和風(fēng)電功率預(yù)測(cè)值，預(yù)測(cè)周期T_s內(nèi)，預(yù)測(cè)模型接收光伏、風(fēng)電功率預(yù)測(cè)值，預(yù)測(cè)周期內(nèi)有N次滾動(dòng)優(yōu)化，微電網(wǎng)上層MPC模型狀態(tài)空間表達(dá)式為：