[发明专利]微电网储能系统容量优化配置方法

摘要

本发明提出了处理约束优化问题中的约束条件、更新粒子群优化算法的全局最优位置和最优位置的方法。对多目标优化算法的研究为以下研究内容奠定了坚实的基础。建立了微电网储能系统的容量的多目标优化配置的数学模型，以功率平衡最优、可再生能源波动最小、投资成本最低为目标，从功率限幅、储能系统放充电管理等角度分析了微电网储能系统的配置，给出了一种基于Pareto最优解的多目标随机优化配置模型，充分说明了本发明提出的微电网储能系统优化配置策略，可以有效的匹配可再生能源和负荷的平衡匹配系数，有效的实现微电网储能系统定量配置。

主权项

一种微电网储能系统容量优化配置方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立Parato最优解集的多目标粒子群优化算法，其中，惯性权重因子ω＝(ωs‑ωe)·(kmax‑k)/kmax+ωe (1)式中：ωs、ωe分别是预定义的初始惯性权重值和终止惯性权重值；k、Kmax分别是当前的迭代次数和最大迭代次数；加速因子c1和c2取固定因子2；2)选取微电网储能系统多目标优化配置目标函数，微电网中复合储能的配置，应在满足微电网基本运行配置的情况下，使其费用最小i；根据此条件可以建立复合储能成本目标函数f1：f1＝CucPuc+CbatPbat  (5)式中：Puc与Pbat分别为超级电容和蓄电池的额定功率；Cuc与Cbat分别是超级电容与蓄电池单位功率的成本。建立以调节后可再生能源功率变化差值的平方和为最小的目标函数f2如下：式中：Puc,i与Pbat,i分别表示超级电容和蓄电池的输出功率；Pdg,i为未经储能补偿的可再生能源实际发电功率，是微电网中各分布式发电单元的发电量之和；PDG,i为经复合储能补偿后的可再生能源输出功率值。3)建立约束条件，其中，微电网中储能系统容量配置应考虑功率平衡约束、储能电池荷电状态SOC、储能最大功率限制等方面的以下约束条件：(1)功率平衡约束微电网在实际运行过程中，需要时刻保持功率平衡以满足电能质量的要求：Pdg,i+Puc,i+Pbat,i‑PL,i‑PLoss,i＝0 (7)式中：PL,i为系统中的负荷功率；PLoss,i为微电网运行过程中损耗的功率。(2)储能电池荷电状态SOC在储能电池实际运行中，为了保证电池安全，防止过度充放电对电池本身造成伤害，电池荷电状态应该满足荷电状态的上下限。SOCuc,min与SOCuc,max分别为超级电容荷电状态的上下限；SOCB,min与SOCB,max分别为蓄电池的荷电状态的上下限。(3)最大功率要求负荷在用电时会突然出现大功率的确实，比如短时故障、电机启动等，为了防止这种突发情况的出现，微电网中的储能系统必须可以短时输出大功率以支撑系统。由于储能装置在微电网中作为备用电源，必须能快速输出较大有功功率以满足突然大功率缺失所造成的电能质量降低，即复合储能系统的的总功率不小于瞬时确实功率最大值ΔPmax：Puc,i+Pbat,i≥ΔPmax (9)同时也要保证超级电容和蓄电池储能的功率在各自功率限制的范围内：4)对微电网储能系统的多目标优化配置数学模型：5)对模型求解6)对结果进行仿真验证。