[发明专利]多时间尺度微电网能量管理优化调度方法

说明书

本发明涉及交流微电网领域管理优化方法，具体是一种多时间尺度微电网能量管理优化调度方法。针对现有研究存在对微电网运行状态考虑不全面、对微电网各运行状态下的控制策略不够详尽、对运行成本计算准确性不足等问题。本发明由日前经济优化调度阶段和日内经济优化调度阶段构成；前者考虑峰、谷、平各时段电价，根据日前光伏与负荷预测，以包含锂电池和燃料电池的运行维护成本、可中断负荷的中断补偿、从大电网购售电价格等总运行成本为目标函数进行微电网内分布式单元功率优化分配；后者通过对微电网向大电网的购售电、超级电容、燃料电池的出力配合安排，针对峰、谷、平电价时段分别建立独立控制策略，控制策略细节更为具体、详尽。

技术领域

本发明涉及交流微电网能量管理优化方法，具体是一种多时间尺度微电网能量管理优化调度方法。

背景技术

微电网既能高效率解决分布式电源的大规模分散接入问题，也可作为传统电网的有益补充，是使分布式发电成为传统电网可接纳利用能源的有效载体。微电网中各分布式电源有着各自运行优缺点，其相互间协调与配合方式引发了对微电网能量管理及优化的广泛研究，即在功率平衡前提下，进行分布式电源(DER)、储能与负荷之间的功率优化调度，使微电网最优化运行。

对于微电网的优化运行，现有研究存在对微电网运行状态考虑不全面、对微电网各运行状态下的控制策略不够详尽、对运行成本计算准确性不足等问题。有关学者提出一种分时段电价机制下的微电网实时调度方案，但未将谷电价与平电价时段完全分开，而且各时段控制策略过于简略。为了考虑需求侧响应，有关学者将微电网内的负荷分3类，以停电损失和总运行成本最小为目标建立了独立微电网能量管理模型，但是未考虑可中断负荷的中断时长限制。有关学者提出使用吞吐量法来估算蓄电池的运行寿命损耗，蓄电池寿命损耗等于固定时段内的有效累积吞吐量与总循环寿命累积吞吐量的比值，但对于总循环寿命的累计吞吐量计算上采用估算值处理，结果不够准确。此外，现有多时间尺度微电网能量管理的研究未考虑日内调度阶段的附加成本，不便于准确计算日前和日内总运行成本。因此，一种全面考虑微电网运行状态、各运行状态下控制策略准确详尽且能准确计算运行成本的微电网能量管理优化调度方法亟待建立。

发明内容

本发明为了解决微电网中各分布式单元协调配合的问题，兼顾微电网运行经济性与可靠性，针对现有研究存在的对微电网运行状态考虑不全面、对微电网各运行状态下的控制策略不够详尽、对运行成本计算准确性不足等问题，建立了一种多时间尺度微电网能量管理优化调度方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：多时间尺度微电网能量管理优化调度方法，所述微电网交流母线通过静态开关与大电网相连，交流母线引出三条馈线，第一馈线和第二馈线上超级电容、锂电池和燃料电池分别通过DC/DC变换器和DC/AC逆变器接入，第三馈线上光伏发电系统通过DC/AC逆变器接入，三条馈线上都接有负荷，所述负荷分为可中断负荷和固定负荷；该管理优化调度方法是由如下步骤实现的：

一.日前经济优化调度阶段：

(1)日前经济优化调度过程中，按小时分段，将1天分为24时段，假设每一时段中各分布式单元的功率输出和/或吸收为定值；

(2)预测未来一天各时段的光伏发电功率以及固定负荷、可中断负荷的波动情况；

(3)查询锂电池的额定容量和初始状态SOC值；

(4)分布式单元数学模型的建立：

a.燃料电池的运行维护成本

燃料电池的发电成本C_Fi(P_Fi(t))与燃气的价格C_FC、燃气的低热值LHV_FC、燃料电池的效率η_FC、燃料电池发电功率P_Fi(t)有关，其运行成本可表示为：