一種含間歇性能源獨(dú)立微電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)，更具體地說(shuō)，涉及一種含間歇性能源獨(dú)立微電 網(wǎng)的動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 含間歇性能源獨(dú)立微電網(wǎng)通常是指與大電網(wǎng)隔離，由系統(tǒng)內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、內(nèi) 燃機(jī)等分布式電源向系統(tǒng)所轄負(fù)荷獨(dú)立供電的小型電力系統(tǒng)，它已成為解決或改善偏遠(yuǎn)地 區(qū)、海島等分散電力需求的一種重要方法和有效途徑，如希臘Kythnos島的風(fēng)光柴蓄微電 網(wǎng)和珠海東澳島的風(fēng)柴蓄微電網(wǎng)。為了應(yīng)對(duì)風(fēng)電等高滲透率間歇性電源固有的隨機(jī)性和間 歇性出力對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)的影響，可以為系統(tǒng)配置一定容量的柴油發(fā)電機(jī)組；蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng) 雖然也具有特殊的能量雙向流動(dòng)和削峰填谷等優(yōu)勢(shì)，但蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)成本較高， 導(dǎo)致其裝機(jī)容量相對(duì)較小。
[0003] 獨(dú)立微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化是在確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)運(yùn)行總成 本最小化的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。由于各分布式電源和儲(chǔ)能裝置的種類(lèi)多樣、控制方式各異、運(yùn)行 狀態(tài)及運(yùn)行成本各不相同，含間歇性能源獨(dú)立微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化是一個(gè)高維的、非線(xiàn) 性的、多約束和多時(shí)間尺度的動(dòng)態(tài)優(yōu)化問(wèn)題。目前，針對(duì)含間歇性能源獨(dú)立微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度 問(wèn)題的研宄相對(duì)較少。
[0004] 經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，集中控制式微電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)建模與運(yùn)行優(yōu)化 (丁明，張穎媛，茆美琴等.集中控制式微電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)建模與運(yùn)行優(yōu)化[J].電力系統(tǒng) 自動(dòng)化，2009, 33(24) :78-82.)提出了運(yùn)行和折舊成本最低、環(huán)境和綜合效益最高4種優(yōu)化 目標(biāo)函數(shù)，屬于靜態(tài)調(diào)度，沒(méi)有考慮各個(gè)時(shí)間段之間的相互影響?？紤]儲(chǔ)能系統(tǒng)特性的獨(dú)立 微電網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化（陳健，王成山，趙波等.考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)特性的獨(dú)立微電網(wǎng)系統(tǒng) 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012, 36(20) :25-31.)針對(duì)風(fēng)光柴蓄獨(dú)立微電網(wǎng)，建 立計(jì)及設(shè)備損壞成本、維護(hù)成本、燃料成本和環(huán)境成本的微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化模型，滿(mǎn)足系 統(tǒng)功率平衡、機(jī)組出力限制的約束條件，但沒(méi)有考慮系統(tǒng)可調(diào)容量、爬坡率等約束條件。中 國(guó)發(fā)明專(zhuān)利（【申請(qǐng)?zhí)枴?01410250953. 3)提出一種獨(dú)立微電網(wǎng)系統(tǒng)雙層經(jīng)濟(jì)調(diào)度優(yōu)化方法， 分為可控型微電源啟停計(jì)劃制定和微電網(wǎng)實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度兩層，以發(fā)電成本最小和環(huán)境成本 最小為優(yōu)化目標(biāo)，引入模糊隸屬度變量，將模糊的多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為非線(xiàn)性的單目標(biāo) 優(yōu)化問(wèn)題，算法較為復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于：提供一種含間歇性能源獨(dú)立微電網(wǎng)的 動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度優(yōu)化方法，綜合考慮了經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型和動(dòng)態(tài)調(diào)度策略，確保優(yōu)化目標(biāo)為在系 統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行基礎(chǔ)上的總運(yùn)行成本最小化。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種含間歇性能源獨(dú)立微電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度 優(yōu)化方法，它包括如下步驟：
[0007] (1)從微電網(wǎng)系統(tǒng)獲取t時(shí)間段風(fēng)力發(fā)電機(jī)組或柴油發(fā)電機(jī)組的實(shí)際出力Ptlic和 蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的剩余容量SOCtra，在考慮功率平衡約束條件、系統(tǒng)備用約束條件、機(jī)組出 力約束條件和機(jī)組最短啟停時(shí)間約束條件的前提下計(jì)算分析t時(shí)間段內(nèi)各微電源和儲(chǔ)能 系統(tǒng)的綜合成本[Ul];
[0008] (2)判斷柴油發(fā)電機(jī)組的最小經(jīng)濟(jì)輸出功率Plis^min是否大于或等于系統(tǒng)凈負(fù)荷 Pnet-L⑴；
[0009] (3)若柴油發(fā)電機(jī)組的最小經(jīng)濟(jì)輸出功率Pds^ min大于或等于系統(tǒng)凈負(fù)荷 (t)，則判斷蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的剩余容量SOCtra是否大于或等于蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的最大 容量SOCmax?;若蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的剩余容量SOCtra小于蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的最大容量SOCmax, 則通過(guò)充電吸收多發(fā)的風(fēng)電且止于蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的最大容量SOCmax，否則切除部分發(fā)電 機(jī)組來(lái)維持系統(tǒng)功率平衡；
[0010] ⑷若柴油發(fā)電機(jī)組的最小經(jīng)濟(jì)輸出功率PDS-QE,min小于系統(tǒng)凈負(fù)荷Pnn(t)，則判 斷柴油發(fā)電機(jī)組的最大經(jīng)濟(jì)輸出功率PDSn_是否大于或等于系統(tǒng)凈負(fù)荷Pnrt4(t);若柴油 發(fā)電機(jī)組的最大經(jīng)濟(jì)輸出功率PDSnma/J、于系統(tǒng)凈負(fù)荷P (t)，判斷蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的剩 余容量SOCtra是否大于或等于蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的最小容量SOC_;若蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的剩 余容量SOCtra小于蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的最小容量SOCmin，蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)停止運(yùn)行，否則蓄電 池儲(chǔ)能系統(tǒng)循環(huán)充放電使總成本最?。?br>[0011] (5)若柴油發(fā)電機(jī)組的最大經(jīng)濟(jì)輸出功率Pds^mx大于或等于系統(tǒng)凈負(fù)荷 PnetJt)，則判斷t+1時(shí)刻增加的凈負(fù)荷APt+1net<是否大于t+1時(shí)刻可增加的微電源輸出功 率APt+1DS;若APt+1n^小于或等于APt+1DS，則蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)循環(huán)充放電使總成本最??； [0012] (6)若APt+1net<大于APt+1DS，則判斷蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的剩余容量SOCtra是否大于 或等于蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的最大容量SOCmax;若蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的剩余容量SOCtra小于蓄電 池儲(chǔ)能系統(tǒng)的最大容量SOCmax，通過(guò)充電吸收多發(fā)的風(fēng)電且止于蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的最大容 量SOCmax，否則蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)循環(huán)充放電使總成本最??；
[0013] (7)采集t+1時(shí)間段的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組或柴油發(fā)電機(jī)組的實(shí)際出力Ptlic和蓄電池儲(chǔ) 能系統(tǒng)的剩余容量SOCtra，重復(fù)以上步驟使總運(yùn)行成本最小。
[0014] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述優(yōu)化方法的目標(biāo)是調(diào)度周期內(nèi)各微電源和儲(chǔ)能系統(tǒng)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含間歇性能源獨(dú)立微電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于，它包括如下 步驟： (1) 從微電網(wǎng)系統(tǒng)獲取t時(shí)間段風(fēng)力發(fā)電機(jī)組或柴油發(fā)電機(jī)組的實(shí)際出力Ptlie和蓄電 池儲(chǔ)能系統(tǒng)的剩余容量SOCtra，在考慮功率平衡約束條件、系統(tǒng)備用約束條件、機(jī)組出力約 束條件和機(jī)組最短啟停時(shí)間約束條件的前提下計(jì)算分析t時(shí)間段內(nèi)各微電源和儲(chǔ)能系統(tǒng) 的綜合成本； (2) 判斷柴油發(fā)電機(jī)組的最小經(jīng)濟(jì)輸出功率Plis^min是否大于或等于系統(tǒng)凈負(fù)荷 Pnet-L ⑴； ⑶若柴油發(fā)電機(jī)組的最小經(jīng)濟(jì)輸出功率于或等于系統(tǒng)