[发明专利]一种多能互联交直流混合微电网系统及优化配置方法

说明书

技术领域

本发明属于微电网组网及优化配置领域，具体涉及一种多能互联交直流混合微电网系统及优化配置方法。

背景技术

随着对电力需求的不断增长，新型的微电网得到了迅速的发展；微电网是指由分布式发电装置、储能装置、能量转换装置和负荷组成的微型供电系统，它既可以与大型电网相连以并网模式运行，也可以以孤岛模式运行，通常境况下两种模式可以相互转换，以保证系统供电的可靠性；但是目前微电网也存在很大的问题，例如微电网的存储的成本很高、大量的微源通过母线并连到大电网，会对大电网有一定冲击，使得大电网不能平稳运行、负载不仅存在交流负载还存在直流负载，在为直流负载供电时，需要将交流电转换到高压直流电，再将高压直流电转换为低压直流电，多次的转换会造成系统电能的损失。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种多能互联交直流混合微电网系统及优化配置方法，以达到直接给交流负荷和直流负荷供电的目的，避免了交直流切换所造成的损耗。

一种多能互联交直流混合微电网系统，包括风能发电系统、第一光伏发电系统、燃气轮机功能系统、第一蓄电池组和直流微网系统；

所述的风能发电系统包括多个风力发电机和多个双向逆变器，风力发电机通过双向逆变器接入交流母线；

所述的第一光伏发电系统包括多个光伏阵列和多个斩波器，光伏阵列通过斩+波器接入交流母线；

所述的燃气轮机功能系统包括燃气轮机、发电机、变频器、分配装置、制冷设备及控制装置、制热设备及控制装置，燃气轮机的第一输出端连接发电机的输入端，发电机通过变频器接入交流母线，燃气轮机的第二输出端连接分配装置的输入端，分配装置的输出端连接制冷设备及控制装置输入端和制热设备及控制装置输入端；

所述的第一蓄电池组通过斩波器接入交流母线；

所述的直流微网系统包括直流充电桩、第二光伏发电系统和第二蓄电池组；

所述的直流充电桩包括多个直流充电电机和多个斩波器，直流充电电机通过斩波器接入直流母线；

所述的第二光伏发电系统包括多个光伏阵列和多个斩波器，光伏阵列通过斩波器接入直流母线；

所述的第二蓄电池组通过斩波器接入直流母线；

所述的交流母线经过升压变压器，通过双向逆变器连接直流母线。

一种多能互联交直流混合微电网优化配置方法，包括以下步骤：

步骤1、根据电网所在区域历史数据，预测该区域未来时间内的冷热电负荷量；

步骤2、根据电网所在区域历史数据，预测该区域未来时间内的光伏发电量；

步骤3、通过引入惩罚项系数的方式，根据电制冷设备用电和电制热设备用电构建天然气消耗量最小的目标函数；

步骤4、确定步骤3所建立目标函数的约束条件，具体包括：

(1)0≤天然气制热量+天然气制冷量≤燃气机容量×燃气机发电效率；

(2)负的蓄电池容量≤蓄电池充电量≤整的蓄电池容量；

(3)0≤蓄电池存储状态≤蓄电池容量；

(4)0≤电制热用电量≤电制热设备容量；

(5)0≤电制冷用电量≤电制冷设备容量；

(6)负的蓄热池容量≤蓄热池存量≤正的蓄热池容量；

(7)0≤蓄热池存储状态≤蓄热池容量；

(8)负的蓄冷池容量≤蓄冷池存量≤正的蓄冷池容量；

(9)0≤蓄冷池存储状态容量≤正的蓄冷池容量；

(10)(天然气制热量+天然气制冷量)×燃气机发电效率+光伏电量-蓄电池充电量-电制热用电-电制冷用电＝负荷用电量；

(11)天然气制热量×余热制热利用率+电制热用电×电制热设备效率-蓄热池存量＝热负荷用量；

(12)天然气制冷量×余热制冷利用率+电制冷用电×电制冷设备效率-蓄冷池存量＝冷负荷用量；

步骤5、在步骤4的约束条件下，采用线性规划方法对步骤3所建立的目标函数进行优化，获得天然气消耗量最小值；

步骤6、根据当地售冷热电的收益、光伏发电政府补贴、初投资年等值费用、年运行能耗费用和系统维护费用，构建系统利润最大化的目标函数；

所述的年运行能耗费用：步骤5获得的天然气消耗量最小值与天然气单价的乘积；

所述的初投资年等值费用：根据光伏整列容量、风力发电机容量、燃气机容量、蓄电池容量、直流微网交换量、电制热设备容量、电制冷设备容量、蓄热池容量、蓄冷池容量及个容量的单价获得；