[发明专利]基于双模糊控制的独立微网能量优化控制方法

摘要

一种基于双模糊控制的独立微网能量优化控制方法，通过对储能单元与各类负荷进行成本建模，并针对微网峰谷特性设置日前启停计划；然后通过风‑储以及弹性负荷间的相互配合采用第一层模糊控制进行功率优化分配；再使用低通滤波算法滤除波动功率的高频成分，通过第二层模糊控制进行二次功率分配，保证微网实时功率平衡，同时减少储能装置用于平抑功率波动的容量。本发明能够保证独立微网的功率平衡，实现微网削峰填谷，并对瞬时功率波动进行了抑制，体现出能量管控的有效性与正确性，实现了独立微网的经济运行。

主权项

1.一种基于双模糊控制的独立微网能量优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)对储能单元与各类负荷进行成本建模，并针对微网峰谷特性设置日前启停计划；步骤2)根据日前启停计划确定风力发电机投切状态与负荷运行状态后，通过风‑储以及弹性负荷间的相互配合采用第一层模糊控制进行功率优化分配；步骤3)使用低通滤波算法滤除波动功率的高频成分，通过第二层模糊控制进行二次功率分配，保证微网实时功率平衡，同时减少储能装置用于平抑功率波动的容量；所述的第一层模糊控制具体包括：2.1)当风电出力大于总负荷需求且储能荷电状态接近最大值时，通过风力发电机卸荷与增加弹性负荷需求相互协调，同时减小储能充电功率；2.2)当风电出力小于总负荷需求且储能荷电状态接近最小值时，通过切除部分弹性负荷同时减小储能放电功率；2.3)当风电出力与总负荷需求的差值由储能系统平衡且荷电状态不会越限时，则微网仅通过储能进行能量调度；2.4)当风电出力大于负荷需求且储能系统仍有很大的能量吸收空间，则由储能系统独立承担P_bess(t)，由此消除了卸荷功率，提高发电效益的同时减少了风机频繁变桨造成的严重磨损；当储能系统荷电状态接近最大值或者系统的净输出功率接近甚至超过储能系统限制功率时，此时仅依靠储能系统进行功率吸收，荷电状态很快会达到最大值SOC_max，缩减储能系统寿命同时影响下一时刻的功率分配，因此由储能系统吸收功率、增加弹性负荷与风力发电机卸荷共同实现微网实时功率的平衡；2.5)当风电出力小于负荷需求且储能系统仍有很大的能量吸收空间，则由储能系统独立承担t时刻储能系统的总充放电功率P_bess(t)；当储能系统荷电状态接近最小值或者系统的净输出功率接近甚至超过储能系统限制功率时，则由储能系统释放功率与切除部分弹性负荷功率相互协调实现微网实时功率的平衡；所述的实时能量调度考虑风电出力与需求侧负荷的功率差值以及储能系统的实时荷电状态，将t时刻经过切机操作后的风电出力P_wind,out(t)与需求侧负荷总功率P_load(t)的差值作为模糊控制的输入函数X₁(t)；选取t时刻储能荷电状态SOC(t)作为另一个输入函数X₂(t)，X₂(t)＝SOC(t)；由于采用储能系统充放电、风力发电机卸荷以及控制弹性负荷功率输出的协调控制策略，因此P_bess(t)+ΔP_wind(t)+ΔP_con(t)＝P_wind,out(t)‑P_load(t)，其中：P_bess(t)为t时刻储能系统的总充放电功率，充电功率取正，放电功率取负，ΔP_wind(t)为t时刻风电卸荷功率，取正，ΔP_con(t)为弹性负荷投切量，切除量取负，新投入量取正；根据模糊控制理论，使用b(t)作为加权平均法得到的t时段微网功率分配系数，由此可得：其中：为风电卸荷功率极限；为弹性负荷投切量极限。