[发明专利]一种考虑随机预测误差的独立微电网能量管理方法

权利要求书

1.一种考虑随机预测误差的独立微电网能量管理方法，其特征在于：所述独立微电网包括风电-光伏-微燃机-储能电池和能量管理系统EMS，其采用以下步骤进行能量管理：

步骤S1，能量管理系统EMS预测未来一段时间内负荷和风电、光伏可再生能源的功率；

步骤S2，EMS实时监测储能电池的SOC状态，测量风电、光伏的实际发电功率，测量微燃机和储能电池的实际功率；

步骤S3，根据预测与实际监测的功率，得到净负荷随机预测误差；根据净负荷随机预测误差的大小，通过多变量、多约束的数学优化方法对可控微燃机及储能电池的出力进行安排和调整，使得储能电池正常运行；然后重复步骤S1～步骤S3；

所述多变量、多约束的数学优化方法包括如下的运行目标函数和一组等式/不等式约束式：

式中，x为微电源与储能环节出力安排的优化变量；c^Tx为目标函数；Ax＝b为等式约束；Dx<d为不等式约束；X为变量的值域；其中，A为微电网有功功率平衡约束系数矩阵，其值为0、1取值的矩阵；b为常数，在有功功率平衡时取值为0；D为包含微燃机与储能电池环节的功率限制、储能电池荷电容量SOC限制、微燃机功率变化速率限制的约束矩阵，其值为0、1取值的矩阵；d为不等式中的常数，其由微燃机、储能设备的产品技术规格中所列的功率容量、储能SOC限值、允许功率变化速率等参数来确定。

2.根据权利要求1所述的考虑随机预测误差的独立微电网能量管理方法，其特征在于：目标函数c^Tx包含微燃机功率-燃料二次成本函数C_Fuel、微燃机启停机成本函数C_StartShut及储能充放电惩罚成本函数C_esspenalty，具体为：

式中，i与I_set分别为微燃机索引和索引集合，t与T_set分别为运行时间索引和索引集合。

3.根据权利要求1所述的考虑随机预测误差的独立微电网能量管理方法，其特征在于：独立微电网的能量管理每间隔3～5分钟对微电网的可控微燃机及储能电池的出力进行调整和安排。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的考虑随机预测误差的独立微电网能量管理方法，其特征在于：步骤S3中，进行安排和调整时，使储能电池的实际SOC维持在储能电池的上极限值和下极限值之间。

5.根据权利要求4所述的考虑随机预测误差的独立微电网能量管理方法，其特征在于：步骤S3中，根据预测误差对微电网中微燃机、储能环节功率及SOC影响的大小，确定净负荷随机预测误差阈值ε；

当净负荷随机预测误差≤ε时，微电网能量管理系统EMS实时监测净负荷的预测误差，如误差在误差限ε内，且储能电池的实际SOC也在储能电池的上/下限值即SOC_high/SOC_low内，则按原定计划运行；如储能电池的实际SOC越过了储能电池的上/下限值，则对微燃机与储能电池的出力进行安排和调整，并更新计划。

6.根据权利要求5所述的考虑随机预测误差的独立微电网能量管理方法，其特征在于：如储能电池的实际SOC越过了储能电池的上/下限值，采用滚动优化策略对微燃机与储能电池的出力进行安排和调整，所述滚动优化策略包括：

在时刻t_k，当储能电池的实际SOC越过其下限值或上限值，EMS根据微燃机、储能电池的当前运行状态信息及净负荷从t_k到T的预测值，调用CPLEX求解算法，对剩余时段微燃机、储能电池的运行计划进行新求解，并更新t_k到T运行计划。