[发明专利]一种基于两阶段模糊控制的微电网供冷系统能量分配方法

权利要求书

1.一种基于两阶段模糊控制的微电网供冷系统能量分配方法，该方法中使用可再生能源发电设备、非可再生能源发电设备和蓄能设备供电为供冷系统提供能量，其特征在于，通过以下过程对每时刻的能量进行分配：

当净负载ΔP≤0时，使用可再生能源为供冷系统供电，当满足供冷系统净负载需求时，停止使用可再生能源供电，将剩余的可再生能源能量为蓄能设备充电，在充电过程中控制蓄能设备电量不超过其本身限定的最大蓄电量S_max，结束能量分配；

当ΔP0、且蓄能设备的蓄电量为S_low-optimal～S_high-optimal，使用蓄能设备为供冷系统供电，当满足供冷系统净负载需求或者蓄能设备的蓄电量为S_low-optimal时，停止为供冷系统供电，得到蓄能设备在该供电过程中的放电量和经过供电后的电量基于放电量判断是否存在二级电力缺口ΔP′₁，若ΔP′₁≤0，执行A过程；若ΔP′₁0，执行B过程；

其中，S_low-optimal表示蓄能设备的放电下限，S_high-optimal表示蓄能设备的循环充电上限；

当ΔP0、且蓄能设备的蓄电量为S_min～S_low-optimal时，蓄能设备停止为供冷系统供电，得到蓄能设备的放电量和蓄能设备的电量基于放电量判断是否存在二级电力缺口ΔP′₂，若ΔP′₂≤0，执行A过程；若ΔP′₂0，执行B过程；

其中，S_min为蓄能设备本身限定的最低蓄电量；

当ΔP0、且当蓄能设备的蓄电量为S_high-optimal～S_max时，使用蓄能设备为供冷系统供电，当达到供冷设备的净负载要求或者蓄能设备的电量为S_low-optimal时，蓄能设备停止为供冷系统供电，得到蓄能设备供电过程中的放电量和经过供电后的电量基于放电量判断是否存在二级电力缺口ΔP′₃，若ΔP′₃≤0，执行A过程；若ΔP′₃0，执行B过程；

A过程：非可再生能源发电设备不启动；

B过程：当0ΔP′≤L_c、且蓄能设备放电后的蓄电量S_DS_high-optimal时，启动非可再生能源发电设备为供冷系统供电，当满足供冷系统净负载需求时，停止使用非可再生能源发电设备供电，将非可再生能源发电设备剩余电量为蓄能设备充电，在充电过程中控制蓄电池电量不超过S_high-optimal，结束能量分配；

其中，ΔP′表示二级电力缺口ΔP′₁、ΔP′₂或ΔP′₃；S_D表示蓄能设备放电后的电量或其中，

式中，C_DW为非可再生能源发电设备折损费，元/kWh；C_BW为蓄能设备维护费用，元/kWh；P_Dr为非可再生能源发电设备额定功率，kW；C_f为非可再生能源的价格，元/L；η蓄能设备的充放电效率；α_D和β_D均表示非可再生能源消耗系数；

当L_cΔP′≤ΔP′_max时，启动非可再生能源发电设备为供冷系统供电，结束能量分配；其中，ΔP′_max表示ΔP′的最大值；

L_c表示第二控制阶段中蓄能设备循环能量费用与非可再生能源费用曲线的交点所对应的临界负载；

两阶段模糊控制过程中，净负载ΔP、电池蓄电量S₀和蓄能设备放电后的电量S_D的计算公式为：

ΔP＝P_l(t)-P_k(t) (3)；

ΔP′＝(1-K_ba)[P_l(t)-P_k(t)] (6)

上式中，P_k(t)表示t时刻可再生能源发电量，P_l(t)表示t时刻供冷系统电力需求，P_ba(t-1)表示t-1时刻蓄能设备的电量；P_e表示蓄能设备的额定功率，Kw；K_ba表示蓄电池充放电量的修正因子；P_柴(t)表示t时刻非可再生能源发电设备的输出功率，Kw；

确定两阶段模糊控制过程中的信号流：

该控制过程优先利用可再生发电量，当风、光资源丰富时，在满足负载需求之后产生的电力将被供给电池组以供下次使用，相反，当能源较差时，则存在净负载ΔP，由第一控制阶段分配蓄能设备需要承担的部分，余下的二级电力缺口由柴油机补足，补足量与柴油机对蓄电池的充电情况由第二控制阶段判断和控制，第一控制阶段中输入是蓄电池上一时刻末的蓄电状态S₀(t-1)和净负载，输出是对蓄电池原始充放电指令的修正因子K_ba；第二控制阶段输入是经过蓄电池在当前时刻充放电后的中间蓄电状态S_D(t)与二级电力缺口ΔP′，输出是柴油机的放电情况P_柴(t)。