一種含多分布式能源的光伏微電網(wǎng)供需控制系統(tǒng)設計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含多分布式能源的光伏微電網(wǎng)供需控制系統(tǒng)設計方法，目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、調度響應能力和經(jīng)濟性。本發(fā)明通過預測光伏及本地負荷功率值，在充分考慮分布式電源運行成本后計算出光伏微電網(wǎng)24小時運行計劃。在運行時，供需系統(tǒng)根據(jù)最新光伏、負荷預測結果對運行計劃進行實時修正。最后將運行計劃、并網(wǎng)點功率作為控制系統(tǒng)輸入，對各分布式電源輸出功率進行控制。本發(fā)明可實時調整運行計劃，在有效保證系統(tǒng)內供需穩(wěn)定性及對大電網(wǎng)響應的同時，實現(xiàn)了光伏微電網(wǎng)運行利益最大化。
【專利說明】一種含多分布式能源的光伏微電網(wǎng)供需控制系統(tǒng)設計方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及新能源電力與微電網(wǎng)【技術領域】。尤其涉及到一種含多分布式能源的光 伏微電網(wǎng)供需控制系統(tǒng)設計方法。

【背景技術】
[0002] 2012年年底，我國風力發(fā)電增量超過了煤、炭發(fā)電量，發(fā)電總量首次超越了核能發(fā) 電量。在全球發(fā)電總量放緩的背景下，可再生能源在全球發(fā)電總量中的比例上升至4. 7%。 中國在2012年超過德國成為第二大可再生能源發(fā)電國，僅次于美國?？稍偕茉粗泄夥l(fā) 電、風力發(fā)電受天氣影響較大，其功率輸出的波動性導致在實際應用時有一定局限性。為了 有效降低可再生能源接入對大電網(wǎng)的影響，國際上提出了由分布式電源、儲能裝置、能量變 換裝置、可控及不可控負荷、保護裝置和監(jiān)控系統(tǒng)集成起來微型電網(wǎng)（簡稱微電網(wǎng)），微電 網(wǎng)是一個區(qū)域性小型發(fā)配電系統(tǒng)，是能實現(xiàn)自主控制、保護和管理的自治系統(tǒng)，可消除分布 式電源對公共電網(wǎng)的影響。微電網(wǎng)具有兩種運行模式：并網(wǎng)運行和孤島運行。
[0003] 微電網(wǎng)內分布式電源有可再生能源、常規(guī)電源，其中可再生能源有：風力發(fā)電、太 陽能發(fā)電，常規(guī)電源有：微型燃氣輪機、柴油發(fā)電機。微電網(wǎng)將大量的分布式發(fā)電單元及分 布式儲能單元根據(jù)實際需求以一定容量比例組合，對本地負荷進行供電。
[0004] 根據(jù)CERTS的定義，微電網(wǎng)是一個可以自治的單元，可以實現(xiàn)孤島模式與并網(wǎng)模 式間的有計劃或無計劃的無縫切換。每個微電網(wǎng)都將本地的可再生能源或其他分布式能源 發(fā)電單元與本地的負荷或儲能裝置組合起來。形成相對獨立的供電子系統(tǒng)。以減少或避免 系統(tǒng)大范圍故障時對用戶的影響。微電網(wǎng)作為一個整體與外網(wǎng)聯(lián)系，既可以與外網(wǎng)并網(wǎng)運 行并從外網(wǎng)補足本地需要的電能。也可以在大電網(wǎng)故障時。通過合理調配微電網(wǎng)的獨立運 行來保證本地重要負荷的供電。對于大電網(wǎng)，微電網(wǎng)可以視為一個可控單元。它可以根據(jù) 大電網(wǎng)調度指令，通過PCC并網(wǎng)點與大電網(wǎng)進行功率交換。眾多的微電網(wǎng)協(xié)同合作，提高了 大電網(wǎng)內的供電穩(wěn)定性。
[0005] 理想的微電網(wǎng)將具備以下這些特點：
[0006] (1)能適應分布式的、間歇的、可調度的等各種特性的發(fā)電單元；
[0007] (2)能授權用戶實現(xiàn)微電網(wǎng)與智能建筑物內的能量管理系統(tǒng)互連，使用戶能管理 其能量使用和降低其能量消耗；
[0008] (3)即插即用功能為微電網(wǎng)可切換為合適的運行模式的一個特點，即并網(wǎng)或孤島； 微電網(wǎng)在孤島運行時提供電壓和頻率保護以及具有安全再同步到大電網(wǎng)的能力；
[0009] (4)孤島模式下，微電網(wǎng)內所有負荷由分布式發(fā)電單元提供和分享；
[0010] (5)微電網(wǎng)具有利用廢熱的熱電裝置，廢熱為熱電聯(lián)產發(fā)電的副產品，以制冷或制 熱的方式循環(huán)利用廢熱。
[0011] (6)微電網(wǎng)可服務于各種負荷，包括居民區(qū)，辦公樓，工業(yè)園，商業(yè)區(qū)，校園，為用戶 提供所需要的電能質量；
[0012] (7)緊急情況和大電網(wǎng)停電導致的電力短缺時，提供了一個好的解決方案；
[0013] (8)能承受來自外部物理和網(wǎng)絡的攻擊，減輕供電系統(tǒng)受到的危害，并保持供電系 統(tǒng)的柔性；
[0014] (9)具有自愈性。為了避免停電或減輕停電時間和電能質量問題，微電網(wǎng)必須能夠 預見和立即響應功能。
[0015] (10)具有充分市場競爭力。當微電網(wǎng)進入能源市場，因其實時信息、低交易成本適 合任何用戶；當微電網(wǎng)處于最優(yōu)運行和減少維護成本時，可實現(xiàn)資產優(yōu)化，通過監(jiān)控不斷優(yōu) 化資產來取得更好的投資回報率。
[0016] 上述微電網(wǎng)特征對微電網(wǎng)能量管理控制能力提出了較高要求。為了實現(xiàn)微電網(wǎng)內 供電的可靠性、經(jīng)濟性以及對大電網(wǎng)調度的響應能力，微電網(wǎng)能量管理及其控制系統(tǒng)已成 為目前微電網(wǎng)技術的研究重點之一。


【發(fā)明內容】

[0017] 本發(fā)明的目的是針對光伏發(fā)電系統(tǒng)、同步發(fā)電機系統(tǒng)（微型燃氣發(fā)電、燃氣發(fā)電、 柴油發(fā)電）、儲能系統(tǒng)、超級電容系統(tǒng)和本地負荷組成的光伏微電網(wǎng)系統(tǒng)，根據(jù)光伏微電網(wǎng) 內可再生能源及負荷的特性，提供了一種含多分布式能源的光伏微電網(wǎng)供需控制系統(tǒng)設計 方法。通過制定合理有效的同步發(fā)電機、蓄電池運行計劃來保證微電網(wǎng)在并網(wǎng)和孤島運行 時的長期供需平衡及其穩(wěn)定性。
[0018] 本發(fā)明采用以下技術方案：
[0019] 步驟一：光伏微電網(wǎng)數(shù)據(jù)檢測、獲?。?br> [0020] (1)通過氣象儀獲取并存儲光伏微電網(wǎng)所在區(qū)域的氣象信息到監(jiān)控系統(tǒng)中，其中 用于供需系統(tǒng)的有：氣溫、輻射、相對濕度、風速、平均溫度、天氣類型、日出日落時間。
[0021] (2)通過公共氣象網(wǎng)獲取當日氣象信息：氣溫、輻射、相對濕度、風速、平均溫度、 天氣類型、日出日落時間。
[0022] (3)獲取本地負荷實時測量值并存儲。
[0023] (4)獲取光伏微電網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。
[0024] (5)檢測儲能系統(tǒng)的充放電狀態(tài)和剩余電量。
[0025] 步驟二：光伏發(fā)電系統(tǒng)有效時段內發(fā)電量預測：
[0026] (1)提取微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的歷史氣象數(shù)據(jù)和光伏發(fā)電量數(shù)據(jù)，并根據(jù)天氣類型 將氣象數(shù)據(jù)及對應光伏發(fā)電量數(shù)據(jù)分為三種類型；天氣類型分為晴天、多云與雨天、多云轉 晴。
[0027] (2)根據(jù)不同的天氣類型，將氣象數(shù)據(jù)及對應光伏發(fā)電量數(shù)據(jù)以t小時為步長，放 入神經(jīng)網(wǎng)絡模型中進行學習訓練。得到不同天氣類型下的三種神經(jīng)網(wǎng)絡模型。其中，神經(jīng) 網(wǎng)絡的輸入量有：氣溫、輻射、相對濕度、風速、平均氣溫、天氣類型、日出日落時間。
[0028] (3)從公共氣象站獲取預測日氣候數(shù)據(jù)，放入對應天氣類型的神經(jīng)網(wǎng)絡模型中進 行光伏發(fā)電量預測。得到預測日T小時的光伏發(fā)電量曲線，步長為t小時。
[0029] 步驟三：本地負荷有效時段功率預測
[0030] (1)提取微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中歷史數(shù)據(jù)：氣溫、天氣類型、歷史負荷量。
[0031] (2)以氣溫、平均氣溫、天氣類型、日類型作為輸入，歷史日期負荷量曲線作為輸 出，步長設置為t小時，對神經(jīng)網(wǎng)絡進行學習訓練。得到T小時負荷預測神經(jīng)網(wǎng)絡模型；日 類型分為：工作日和休假日。
[0032] (3)從公共氣象站獲取預測日氣溫、平均氣溫、天氣類型。
[0033] (4)將預測日氣溫、平均氣溫、天氣類型、日類型作為神經(jīng)網(wǎng)絡輸入，步長設置為t 小時，得到預測日T小時負荷預測曲線。
[0034] 步驟四：運行計劃制定
[0035] (1)根據(jù)微電網(wǎng)內負荷水平，確定儲能系統(tǒng)輸出常量Pbat lim。
[0036] (2)確定同步發(fā)電機發(fā)電成本Cge和儲能單元發(fā)電成本Cbat。
[0037] (3)將輸入數(shù)據(jù)、約束條件、目標函數(shù)放入線性規(guī)劃模型，得到同步發(fā)電機和儲能 單元運行計劃功率分別為：P ge_plan、Pbat_plan〇 其中：
[0038] 輸入量：各時段對應的光伏發(fā)電量、負荷水平、分時電價、同步發(fā)電機發(fā)電成本、儲 能單元發(fā)電成本、環(huán)境成本、分布式電源初始狀態(tài)信息；
[0039] 約束條件：儲能單元輸出常量Pbat = ± |Pbat lim|、儲能單元剩余電量Qbat > q%、微 電網(wǎng)吸收功率與分布式能源功率之和等于負荷功率；q%為設定的儲能單元剩余電量百分 比；
[0040] 目標：微電網(wǎng)內經(jīng)濟效益最大。
[0041] 步驟五：光伏發(fā)電量及負荷水平預測曲線修正
[0042] (1)從公共氣象網(wǎng)中獲取最新氣溫、輻射、相對濕度、風速、平均氣溫、天氣類型數(shù) 據(jù)。
[0043] (2)將"步驟五-(1) "中的最新氣象信息輸入到步驟二得到的神經(jīng)網(wǎng)絡，得到當前 時刻后T小時的光伏發(fā)電量預測值。
[0044] (3)將步驟五-(1)中的氣象信息及當日已知負荷曲線放入步驟三的神經(jīng)網(wǎng)絡，得 到當前時刻后T小時的負荷預測值。
[0045] 步驟六：運行計劃修正
[0046] (1)根據(jù)步驟二及步驟三的T小時預測光伏發(fā)電量及負荷水平預測，得第i時段的 需求功率？@。
[0047] (2)根據(jù)步驟五，計算依據(jù)最新氣象情況下的第i時段需求功率Pid2,0 < i彡T。
[0048] (3)設運行計劃修正閾值為δ，計算需求功率誤差值APi : ΛΡ = Pidl-Pid2。若 ΛΡ」彡S，則不進行運行計劃修正。若I ΛΡ」> δ，則將步驟五得到的光伏發(fā)電量與負 荷預測值作為輸入，重復步驟四得到修正后的微電網(wǎng)各分布式發(fā)電單元運行計劃。
[0049] 步驟七：潮流的跟蹤控制
[0050] 微電網(wǎng)潮流跟蹤控制實現(xiàn)了微電網(wǎng)對大電網(wǎng)調度的響應。該控制結構由兩個潮流 控制模塊構成：恒功率潮流控制模塊與實時能量平衡控制模塊。
[0051] (1)獲取大電網(wǎng)對微電網(wǎng)的調度功率值，即控制系統(tǒng)對并網(wǎng)點功率設定值：Ρρ。。 plan0
[0052] (2)檢測微電網(wǎng)并網(wǎng)點功率潮流值：Pp。。。
[0053] (3)實時能量平衡控制：對Ppc;CU)lan、Pgs進行積分運算，得到電量值W pcxJ)lan、Wgs ;Wp。。 plan :微電網(wǎng)在運行計劃下向大電網(wǎng)輸送的額定電量;Wgs :微電網(wǎng)實際向大電網(wǎng)輸送電量。求 解wpc;c;_plan與wgs的差值得到AW，將AW作為輸入量放入實時能量平衡控制模塊中得到對各 分布式電源的控制值P&。
[0054] (4)將實時能量平衡控制模塊的輸出值、并網(wǎng)點計劃功率Ppcx plan、同步發(fā)電機和 蓄電池運行計劃功率作為恒功率控制模塊的輸入值，得到對分布式能源的總功率信號 即：
[0055] Pcl = Ppccjlan+Pc2°
[0056] (5)將匕作為輸入，通過各分布式電源的PI控制器，得到同步發(fā)電機、蓄電池、超 級電容的功率控制信號。
[0057] 有益效果：
[0058] 1、本發(fā)明運行計劃的制定靈活性高，可根據(jù)運行當日的實際光伏發(fā)電量、負荷功 率對運行計劃進行實時修正，提高光伏微電網(wǎng)運行經(jīng)濟性。
[0059] 2、本發(fā)明中的實時能量平衡控制模塊保證了光伏微電網(wǎng)與配電網(wǎng)之間的電量交 換與期望電量的一致性。恒功率控制模塊則保證了光伏微電網(wǎng)并網(wǎng)點輸出功率的穩(wěn)定性。
[0060] 3、本發(fā)明中控制系統(tǒng)結構在光伏微電網(wǎng)含有不同分布式發(fā)電單兀時，仍然可有效 實現(xiàn)系統(tǒng)內供需穩(wěn)定性及對大電網(wǎng)的響應能力。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0061] 圖1為典型光伏微電網(wǎng)結構；
[0062] 圖2為供需控制系統(tǒng)流程圖；
[0063] 圖3為恒功率控制結構；
[0064] 圖4為實時能量平衡控制結構；
[0065] 圖5為恒功率控制與實時能量平衡控制結合后的功率控制結構。

【具體實施方式】
[0066] 針對由光伏發(fā)電、同步機組、儲能系統(tǒng)、超級電容系統(tǒng)組成的含多分布式能源光伏 微電網(wǎng)系統(tǒng)來具體闡述本發(fā)明的具體實現(xiàn)方式。所考慮的微電網(wǎng)設備配置及其結構如圖1 所示，光伏微電網(wǎng)供需控制系統(tǒng)如圖2所示。具體實施步驟所下。
[0067] 步驟一：微電網(wǎng)數(shù)據(jù)檢測、獲?。?br> [0068] (1)通過氣象儀獲取并存儲光伏微電網(wǎng)所在區(qū)域的氣象信息到監(jiān)控系統(tǒng)中，其中 用于供需系統(tǒng)的有：氣溫、輻射、相對濕度、風速、平均溫度、天氣類型、日出日落時間。
[0069] (2)通過公共氣象網(wǎng)獲取當日氣象信息：氣溫、輻射、相對濕度、風速、平均溫度、 天氣類型、日出日落時間。
[0070] (3)獲取本地負荷實時測量值并存儲。
[0071] (4)獲取光伏微電網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。
[0072] (5)檢測儲能系統(tǒng)的充放電狀態(tài)和剩余電量。
[0073] 步驟二：光伏發(fā)電單元有效時段內發(fā)電量預測：
[0074] (1)提取微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的歷史氣象數(shù)據(jù)和光伏發(fā)電量數(shù)據(jù)，并根據(jù)天氣類型 將氣象數(shù)據(jù)及對應光伏發(fā)電量數(shù)據(jù)分為三種類型；天氣類型分為晴天、多云與雨天、多云轉 晴。
[0075] (2)根據(jù)不同的天氣類型，將氣象數(shù)據(jù)及對應光伏發(fā)電量數(shù)據(jù)以1小時為步長，放 入神經(jīng)網(wǎng)絡模型中進行學習訓練。得到不同天氣類型下的三種神經(jīng)網(wǎng)絡模型。其中，神經(jīng) 網(wǎng)絡的輸入量有：氣溫、輻射、相對濕度、風速、平均氣溫、天氣類型、日出日落時間。
[0076] (3)從公共氣象站獲取預測日氣候數(shù)據(jù)，放入對應天氣類型的神經(jīng)網(wǎng)絡模型中進 行光伏發(fā)電量預測。得到預測日24小時的光伏發(fā)電量曲線Pi pv，步長為1小時。i代表時 段，1彡i彡24。
[0077] 步驟三：本地負荷有效時段功率預測
[0078] (1)提取微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中歷史數(shù)據(jù)：氣溫、天氣類型、歷史負荷量。
[0079] (2)以氣溫、平均氣溫、天氣類型、日類型作為輸入，歷史日期負荷量曲線作為輸 出，步長設置為1小時，對神經(jīng)網(wǎng)絡進行學習訓練。得到24小時負荷預測神經(jīng)網(wǎng)絡模型；日 類型分為：工作日和休假日。
[0080] (3)從公共氣象站獲取預測日氣溫、平均氣溫、天氣類型。
[0081] (4)將預測日氣溫、平均氣溫、天氣類型、日類型作為神經(jīng)網(wǎng)絡輸入，步長設置為1 小時，得到預測日24小時負荷預測曲線P ilMd。
[0082] 步驟四：運行計劃制定：
[0083] (1)當負荷水平 PilMd 彡 80 時，設定 |Pbat lim| = 30kW ;80 < PilMd 彡 120 時，設定 |Pbat-liml = 40kw，PilMd > 120 時，設定 |Pbat-lim| = 50kW。
[0084] (2)確定同步發(fā)電機發(fā)電成本Cge(元/kWh)和儲能單元發(fā)電成本C bat(元/kWh)。
[0085] A. Cge (元 /kWh)計算流程：
[0086] 當同步發(fā)電機為柴油發(fā)電機時，其發(fā)電成本Cdg計算流程如下，Cdg = Cge : 1)耗油量 計算
[0087] F =
[0088] Pgmrate、Pidg分別為柴油發(fā)電機的額定功率和運行計劃輸出功率；FpFi為柴油發(fā)電 機消耗曲線截距系數(shù)。
[0089] 2) Cfuel - Cprice X F
[0090] Cfuel :柴油發(fā)電機燃料成本，CpHee :柴油單價
[0091] 3)柴油發(fā)電機總發(fā)電成本Cdg :
[0092] Cdg - Com+Cfuel+Cpo
[0093] Cp。：發(fā)電機污染排放罰款。
[0094] C" :發(fā)電機維護成本。
[0095] B.當儲能單元為蓄電池時，Cbat (元/kWh)計算流程如下：
[0096] - Mi/ kWh hat~ cvde
[0097] cycle :蓄電池理論充放電次數(shù)。
[0098] 本發(fā)明取 cycle = 1250, Cbat = 0· 528。
[0099] (3)將輸入數(shù)據(jù)、約束條件、目標函數(shù)放入線性規(guī)劃模型，得到同步發(fā)電機和儲能 單元運行計劃功率分別為：P ge_plan、Pbat_plan〇 其中：
[0100] 輸入量：各時段對應的光伏發(fā)電量、負荷水平、電價、柴油發(fā)電機發(fā)電成本、儲能單 元發(fā)電成本、環(huán)境成本、分布式電源初始狀態(tài)信息
[0101] 約束條件：儲能單元輸出常量Pbat = ± |pbat lim|、儲能單元剩余電量Qbat > 40%、 微電網(wǎng)吸收功率與分布式能源功率之和等于負荷功率。
[0102] 目標：微電網(wǎng)內經(jīng)濟效益最大，即：
[0103] min {Cm^cr〇gr^} min {Cge~t~C|3at't'Cgr^(j Cgr^ se^^}
[0104] CgHd buy :電網(wǎng)買電成本；
[0105] CgHd sell :電網(wǎng)賣電所得。
[0106] 步驟五：光伏發(fā)電量及負荷水平預測曲線修正
[0107] (1)從公共氣象網(wǎng)中獲取最新氣溫、平均氣溫、天氣類型數(shù)據(jù)。
[0108] (2)將步驟五-(1)中的最新氣象信息放入步驟二得到的神經(jīng)網(wǎng)絡，得到當前時刻 后24小時的光伏發(fā)電量預測值。
[0109] (3)將步驟五-(1)中的氣象信息及當日已知負荷曲線放入步驟三的神經(jīng)網(wǎng)絡，得 到當前時刻后24小時的負荷預測值。
[0110] 步驟六：運行計劃修正
[0111] (1)根據(jù)步驟二及步驟三的光伏發(fā)電量及負荷水平預測，得第i時段的需求功率 Pdl °
[0112] (2)根據(jù)步驟五，計算依據(jù)最新氣象情況下的第i時段需求功率Pd2。
[0113] (3)設運行計劃修正閾值為δ = 20kW，計算需求功率誤差值Λ Pi : Λ p = Pidl-Pid2。 若I ΛΡ」彡δ，則不進行運行計劃修正。若I ΛΡ」> δ，則將步驟五得到的光伏發(fā)電量與 負荷預測值作為輸入，重復步驟四得到修正后的微電網(wǎng)運行計劃。
[0114] 步驟七：潮流的跟蹤控制
[0115] 微電網(wǎng)潮流跟蹤控制實現(xiàn)了微電網(wǎng)對大電網(wǎng)調度的響應。該控制結構由兩個潮流 控制模塊構成：恒功率潮流控制模塊與實時能量平衡控制模塊。
[0116] (1)獲取大電網(wǎng)對微電網(wǎng)的調度功率值，即控制系統(tǒng)對并網(wǎng)點功率設定值：Ρρ。。 plan0
[0117] (2)檢測微電網(wǎng)并網(wǎng)點功率潮流值：Pp。。。
[0118] (3)實時能量平衡控制如圖3所示：對Ppc;c; plan、Pgs進行積分運算，得到電量值Wp。。 plan、W gs。Wpc;c;plan :微電網(wǎng)在運行計劃下向大電網(wǎng)輸送的額定電量；Wgs :微電網(wǎng)實際向大電網(wǎng) 輸送電量。求解的差值得到Λ W，將Λ W作為輸入量放入控制器中得到實時能 量平衡控制模塊中對分布式電源的控制值Ρ&。
[0119] (4)恒功率控制模塊結構如圖4所示。在本發(fā)明中，將實時能量平衡控制模塊的輸 出值、并網(wǎng)點計劃功率P pcx_plan、同步發(fā)電機和儲能單元運行計劃功率作為恒功率控制模塊 的輸入值，得到對分布式能源的總功率信號Pd。即：
[0120] Pcl = PpccJlan+Pc2。
[0121] (5)將匕作為輸入，通過各分布式電源的PI控制器，得到同步發(fā)電機、儲能單元、 超級電容的功率控制信號。實時能量平衡控制模塊與恒功率控制模塊結合后的總控制結構 如圖5所示。
【權利要求】
1. 一種含多分布式能源的光伏微電網(wǎng)供需控制系統(tǒng)設計方法，其特征在于： 步驟一：光伏微電網(wǎng)數(shù)據(jù)檢測、獲??； 步驟二：光伏發(fā)電系統(tǒng)有效時段內發(fā)電量預測； 步驟三：本地負荷有效時段功率預測； 步驟四：運行計劃制定； 步驟五：光伏發(fā)電量及負荷水平預測曲線修正 步驟六：運行計劃修正； 步驟七：潮流的跟蹤控制。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種含多分布式能源的光伏微電網(wǎng)供需控制系統(tǒng)設計方法， 其特征在于，所述的光伏微電網(wǎng)數(shù)據(jù)檢測、獲取包括以下步驟： (1) 通過氣象儀獲取并存儲光伏微電網(wǎng)所在區(qū)域的氣象信息到監(jiān)控系統(tǒng)中，其中用于 供需系統(tǒng)的有：氣溫、輻射、相對濕度、風速、平均溫度、天氣類型、日出日落時間； (2) 通過公共氣象網(wǎng)獲取當日氣象信息：氣溫、輻射、相對濕度、風速、平均溫度、天氣 類型、日出日落時間； (3) 獲取本地負荷實時測量值并存儲； (4) 獲取光伏微電網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量； (5) 檢測儲能系統(tǒng)的充放電狀態(tài)和剩余電量。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種含多分布式能源的光伏微電網(wǎng)供需控制系統(tǒng)設計方法， 其特征在于，所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)有效時段內發(fā)電量預測包括以下步驟： (1) 提取微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的歷史氣象數(shù)據(jù)和光伏發(fā)電量數(shù)據(jù)，并根據(jù)天氣類型將氣 象數(shù)據(jù)及對應光伏發(fā)電量數(shù)據(jù)分為三種類型；天氣類型分為晴天、多云與雨天、多云轉晴； (2) 根據(jù)不同的天氣類型，將氣象數(shù)據(jù)及對應光伏發(fā)電量數(shù)據(jù)以t小時為步長，放入神 經(jīng)網(wǎng)絡模型中進行學習訓練；得到不同天氣類型下的三種神經(jīng)網(wǎng)絡模型；其中，神經(jīng)網(wǎng)絡 的輸入量有：氣溫、輻射、相對濕度、風速、平均氣溫、天氣類型、日出日落時間； (3) 從公共氣象站獲取預測日氣候數(shù)據(jù)，放入對應天氣類型的神經(jīng)網(wǎng)絡模型中進行光 伏發(fā)電量預測；得到預測日T小時的光伏發(fā)電量曲線，步長為t小時。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種含多分布式能源的光伏微電網(wǎng)供需控制系統(tǒng)設計方法， 其特征在于，所述的本地負荷有效時段功率預測包括以下步驟： (1) 提取微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中歷史數(shù)據(jù)：氣溫、天氣類型、歷史負荷量； (2) 以氣溫、平均氣溫、天氣類型、日類型作為輸入，歷史日期負荷量曲線作為輸出，步 長設置為t小時，對神經(jīng)網(wǎng)絡進行學習訓練；得到T小時負荷預測神經(jīng)網(wǎng)絡模型；日類型分 為：工作日和休假日； (3) 從公共氣象站獲取預測日氣溫、平均氣溫、天氣類型； (4) 將預測日氣溫、平均氣溫、天氣類型、日類型作為神經(jīng)網(wǎng)絡輸入，步長設置為t小 時，得到預測日T小時負荷預測曲線。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種含多分布式能源的光伏微電網(wǎng)供需控制系統(tǒng)設計方法， 其特征在于，所述的運行計劃制定包括以下步驟： (1) 根據(jù)微電網(wǎng)內負荷水平，確定儲能系統(tǒng)輸出常量Pbat_lim; (2) 確定同步發(fā)電機發(fā)電成本Cge和儲能單元發(fā)電成本Cbat ; (3)將輸入數(shù)據(jù)、約束條件、目標函數(shù)放入線性規(guī)劃模型，得到同步發(fā)電機和儲能單元 運行計劃功率分別為：P ge_plan、Pbat_plan ;其中： 輸入量：各時段對應的光伏發(fā)電量、負荷水平、分時電價、同步發(fā)電機發(fā)電成本、儲能單 元發(fā)電成本、環(huán)境成本、分布式電源初始狀態(tài)信息； 約束條件：儲能單元輸出常量Pbat = ± |pbat_lim|、儲能單元剩余電量Qbat > q%、微電網(wǎng) 吸收功率與分布式能源功率之和等于負荷功率；q%為設定的儲能單元剩余電量百分比； 目標：微電網(wǎng)內經(jīng)濟效益最大。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種含多分布式能源的光伏微電網(wǎng)供需控制系統(tǒng)設計方法， 其特征在于，所述的光伏發(fā)電量及負荷水平預測曲線修正包括以下步驟： (1) 從公共氣象網(wǎng)中獲取最新氣溫、輻射、相對濕度、風速、平均氣溫、天氣類型數(shù)據(jù)； (2) 將"步驟五-(1) "中的最新氣象信息輸入到步驟二得到的神經(jīng)網(wǎng)絡，得到當前時刻 后T小時的光伏發(fā)電量預測值； (3) 將步驟五-(1)中的氣象信息及當日已知負荷曲線放入步驟三的神經(jīng)網(wǎng)絡，得到當 前時刻后T小時的負荷預測值。
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種含多分布式能源的光伏微電網(wǎng)供需控制系統(tǒng)設計方法， 其特征在于，所述的運行計劃修正包括以下步驟： (1) 根據(jù)步驟二及步驟三的T小時預測光伏發(fā)電量及負荷水平預測，得第i時段的需求 功率Pidl ; (2) 根據(jù)步驟五，計算依據(jù)最新氣象情況下的第i時段需求功率Pid2,0 < i < T ; (3) 設運行計劃修正閾值為δ，計算需求功率誤差值APi :ΛΡ = Pidl-Pid2 ;若 ΛΡ」彡S，則不進行運行計劃修正；若I ΛΡ」> δ，則將步驟五得到的光伏發(fā)電量與負 荷預測值作為輸入，重復步驟四得到修正后的微電網(wǎng)各分布式發(fā)電單元運行計劃。
8. 根據(jù)權利要求1所述的一種含多分布式能源的光伏微電網(wǎng)供需控制系統(tǒng)設計方法， 其特征在于，所述的潮流的跟蹤控制包括以下步驟： 微電網(wǎng)潮流跟蹤控制實現(xiàn)了微電網(wǎng)對大電網(wǎng)調度的響應；該控制結構由兩個潮流控制 模塊構成：恒功率潮流控制模塊與實時能量平衡控制模塊； (1) 獲取大電網(wǎng)對微電網(wǎng)的調度功率值，即控制系統(tǒng)對并網(wǎng)點功率設定值：Ppcx_plan; (2) 檢測微電網(wǎng)并網(wǎng)點功率潮流值：Pp。。； ⑶實時能量平衡控制：對Ppcx_plan、Pgs進行積分運算，得到電量值W p。。plan、Wgs ;Wp。。plan : 微電網(wǎng)在運行計劃下向大電網(wǎng)輸送的額定電量;Wgs :微電網(wǎng)實際向大電網(wǎng)輸送電量；求解 的差值得到Λ W，將Λ W作為輸入量放入實時能量平衡控制模塊中得到對各分 布式電源的控制值Ρ& ; (4) 將實時能量平衡控制模塊的輸出值、并網(wǎng)點計劃功率Ppcx plan、同步發(fā)電機和蓄電池 運行計劃功率作為恒功率控制模塊的輸入值，得到對分布式能源的總功率信號Pu ;即： Pel = Ppcc_ _plan+Pc2 ; (5) 將匕作為輸入，通過各分布式電源的PI控制器，得到同步發(fā)電機、蓄電池、超級電 容的功率控制信號。
【文檔編號】H02J3/46GK104104116SQ201410309233
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權日:2014年7月1日
【發(fā)明者】劉士榮, 鄭凌蔚, 吳舜裕, 竺健 申請人:杭州電子科技大學