[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

说明书

本发明提供了一种考虑随机预测误差的独立微电网能量管理方法，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，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；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及设定流程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。采用本发明的技术方案，克服了负荷及可再生能源功率预测误差带来的不利影响，根据净负荷随机预测误差的大小，通过数学优化方法对可控微源及储能的出力合理安排，实现微电网稳定、可靠和经济的运行。

技术领域

本发明属于电力调度及管理技术领域，涉及一种考虑随机预测误差的独立微电网能量管理方法，尤其涉及一种考虑负荷和可再生能源功率随机预测误差的独立微电网能量管理方法。

背景技术

微电网能方便地接入分布式可再生能源、在联网和孤岛状态时可靠工作，是智能电网的一种基本组成结构。为实现微网中光伏、风力发电等不可控微电源、微燃机与储能等可控微电源以及用户负荷的长期稳定、经济运行，通常需要能量管理系统进行协调管理。目前，微电网常根据预测的可再生能源发电功率和负荷功率，经优化后确定日前计划，来达到运行费用最低或可再生能源利用最大化等目的。然而，由于风力、光照及负荷的随机波动属性，预测值与实际值之间常有误差，并且误差程度随预测时间间隔的加大而恶化。较大预测误差的存在不仅直接影响微电网的电能质量，也会造成EMS制定的微电源经济运行计划的有效性下降，严重时甚至危及微电网的稳定运行。随着微电网中可再生能源比重不断的提高，预测误差的影响会更加严重。

目前，国内外在微电网能量管理方面已经做了一些研究，有的文献提出随机规划方法，通过利用蒙特卡洛仿真产生若干场景，将不确定问题转化为确定性问题处理。然而，这类方法因场景多而计算量大、不适合波动变化快的场合；一些研究者则提出通过预留备用功率的方法来缓和波动功率带来的冲击。有的文献提出通过考虑间歇能源的误差水平制定有备用功率的日前计划,再根据实时功率误差修正运行计划的两层调度方案，但该些方法中备用功率系数的确定主要靠经验，也没有考虑到储能设备实际荷电容量会受功率误差的累积影响。有研究表明根据年供电可靠性指标来确定备用容量，但没有考虑储能；此外，研究者还探索了其它方法。有些研究者提出通过使用精度较高的短期可再生能源出力预测+在线滚动优化改善运行计划的办法。还有些研究者通过引入、控制可调度负载来缓和预测误差的影响。虽有以上不少研究成果，但人们对预测误差的积累作用和不良影响的改善研究却尚少，特别对负荷和可再生能源功率随机预测误差研究很少。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种考虑随机预测误差的独立微电网能量管理方法，克服了负荷及可再生能源功率预测误差给独立微电网运行带来的不利影响，以实现独立微电网的可靠、经济运行。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种考虑随机预测误差的独立微电网能量管理方法，所述独立微电网包括风电-光伏-微燃机-储能电池，其包括微电网的能量管理系统EMS，其采用以下步骤进行管理：

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

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：