[发明专利]一种含氢储能微电网的能量管理方法

说明书

本发明涉及一种含氢储能微电网的能量管理方法，属于电气工程技术领域，包括：传感器将作用物理层采集的各部分设备的运行参数传送给算法决策层；算法决策层检测运行参数确定下一步的工作状态；构建基于电能、热能和氢能的多能多目标综合优化模型，为含氢储能微电网系统计算分配功率；含氢储能微电网系统根据预测设备的最优工作状态对各个变换器进行最终控制，动作执行层实现能量管理；当含氢储能微电网系统进入应急供电状态时，采用应急能量管理算法进行供电五个步骤。本发明实现了多能系统协调控制，实现了含有氢储能微电网的稳态运行和合理调度，可以更加准确、快速、有效的得到最优的含氢储能微电网的能量管理方案，实用价值好。

技术领域

本发明涉及一种含氢储能微电网的能量管理方法，属于电气工程技术领域。

背景技术

由于可再生能源发电具有随机性、波动性的特点，而负荷供电稳定性是发电系统的主要目标，因此有必要使用储能设备以确保达到需求和供应系统的稳定性。传统的储能方式存在储能密度低、受到自然条件影响、寿命短等弊端，氢储能作为可再生能源系统的重要组成部分，需要更适合的能量管理策略，以确保发电、储能、用电系统的正常运行。现有的能量管理策略多以构建优化目标的数学模型并通过算法进行优化为主，构建方法单一，无法获得优化目标和优化参数之间的关系，并且由于不同能源的本质差异，电网、蓄电池和燃料电池往往单独规划，因此，现有的能量管理策略优化的能量种类有限、针对性不强，无法满足多能多目标优化的需求。由于微电网稳定性较差，当发生故障时，现有能量管理方法容易崩溃，造成负载供电不可靠，影响含氢储能微电网的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种含氢储能微电网的能量管理方法，能够在多目标优化的基础上，实现电能、氢能、热能的多能优化，并且通过建立应急能量管理方法，可以最大限度地保证含氢储能微电网负荷供电的可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种含氢储能微电网的能量管理方法，包括以下步骤：

步骤S1、设计多层控制结构，所述多层控制结构包括作用物理层、与作用物理层通过传感器进行信息交互的算法决策层和执行算法决策层指令的动作执行层；传感器将作用物理层采集得到的各部分设备的运行参数传送给算法决策层，来确定下一步的工作状态；

步骤S2、算法决策层检测所述步骤S1采集的运行参数，判断交流电网是否发生故障，若检测到参数异常，含氢储能微电网系统则进入应急供电状态，应急能量管理算法开始进行步骤S5；若检测到参数正常，含氢储能微电网系统进入优化管理状态，进行步骤S3；

步骤S3、当含氢储能微电网系统进入优化管理状态时，采用线性回归算法控制构建一种基于电能、热能和氢能的多能多目标综合优化模型，用TOPSIS算法与DEMATEL算法结合的方法，为含氢储能微电网系统计算分配功率Pⁱ_allocated，实现含氢储能微电网系统的能量管理；

步骤S4、首先，含氢储能微电网系统收到分配功率Pⁱ_allocated后根据预测设备的最优工作状态对各个变换器进行最终控制：

其中，为锂电池充放电成本，为锂电池投资成本，为锂电池单价，B_life为锂电池寿命为燃料电池和电解槽运行成本，i_om为运维成本，onoff_i为开/关状态，T为控制范围；然后，动作执行层根据含氢储能微电网系统的分配功率计算每个部分的参考控制信号，再与实际测量信号进行比较；最终的差值由PI控制器控制，将变换器、阀门、温度装置作用于作用物理层；