一種海島智能微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)控制方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種海島智能微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)控制方法，具體為考慮海島可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行特性，確定微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)行輸出功率的預(yù)測，構(gòu)建經(jīng)濟(jì)性、可靠性為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化運(yùn)行模型，基于粒子群算法，在約束條件下求解優(yōu)化運(yùn)行模型的全局最優(yōu)解和個體最優(yōu)解，確定最優(yōu)值以對微電網(wǎng)多源優(yōu)化調(diào)度。本發(fā)明專利技術(shù)能夠充分考慮海島可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行特性，結(jié)合柴油發(fā)電系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)，實現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)部分布式發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，達(dá)到微電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行的目的，從而提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種海島智能微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)控制方法。
技術(shù)介紹
社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對于能源的需求越來越大，越來越嚴(yán)重的環(huán)境污染使得傳統(tǒng)能源在應(yīng)用過程中面臨瓶頸，如何解決能源匱乏和環(huán)境污染是當(dāng)今社會面臨的重要問題。十八大報告提出“提高海洋資源開發(fā)能力，發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)，保護(hù)海洋生態(tài)，堅決維護(hù)國家海洋權(quán)益，建設(shè)海洋強(qiáng)國”。海島作為海洋的重要組成部分，建設(shè)開發(fā)海島是中國實施海洋戰(zhàn)略的重要組成部分，是壯大海洋經(jīng)濟(jì)、拓展發(fā)展空間的重要依托。我國海島眾多，能源保障是海島開發(fā)的基本要求，以此，開發(fā)海島及其周圍豐富的可再生能源，構(gòu)建基于可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)的海島智能微電網(wǎng)，可以解決海島開發(fā)過程中的能源問題。海洋能源的開發(fā)對于海洋環(huán)境的保護(hù)，促進(jìn)節(jié)能減排也具有重要意義。智能微電網(wǎng)是為了解決分布式發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)接入而提出了一種新的電網(wǎng)組織形式。微電網(wǎng)集分布式發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負(fù)荷于一體，通過自身的控制實現(xiàn)孤島運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行，并可在兩種運(yùn)行方式間平滑切換。微電網(wǎng)是提高分布式發(fā)電系統(tǒng)利用效率的有效途徑，避免了大量分布式發(fā)電系統(tǒng)接入對電力系統(tǒng)的沖擊，并能夠提高電網(wǎng)的供電能力。海洋蘊(yùn)含大量的可開發(fā)的可再生能源，其中風(fēng)能、太陽能、波浪能、潮流能、潮汐能等能源相對開發(fā)難度較低。目前基于上述能源的分布式發(fā)電系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)為海島智能微電網(wǎng)的應(yīng)用提供了條件。隨著海島智能微電網(wǎng)的建設(shè)，基于分布式發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行特性的微電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行提上日程。當(dāng)多種能源接入微電網(wǎng)時，需要對各種可再生能源根據(jù)其運(yùn)行特性進(jìn)行綜合調(diào)度。國內(nèi)外學(xué)者在這方面進(jìn)行了大量的研究，從經(jīng)濟(jì)性、可靠性、環(huán)保性等不同角度對微電網(wǎng)多種能源進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，提高微電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，從而提高可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)的利用效率。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)為了解決上述問題，提出了一種海島智能微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)控制方法，本專利技術(shù)綜合考慮各種可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行特性，以光伏、潮流能、柴油發(fā)電機(jī)和儲能進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，提供一種海島智能微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)控制方法。該方法能夠為微電網(wǎng)的綜合運(yùn)行提供指導(dǎo)，提高微電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：一種海島智能微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)控制方法，考慮海島可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行特性，確定微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)行輸出功率的預(yù)測，構(gòu)建經(jīng)濟(jì)性、可靠性為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化運(yùn)行模型，基于粒子群算法，在約束條件下求解優(yōu)化運(yùn)行模型的全局最優(yōu)解和個體最優(yōu)解，確定最優(yōu)值以對微電網(wǎng)多源優(yōu)化調(diào)度。優(yōu)選的，所述可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)具體包括光伏發(fā)電系統(tǒng)和潮流能發(fā)電系統(tǒng)。優(yōu)選的，當(dāng)可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)的能源不足時，通過柴油發(fā)電系統(tǒng)以及儲能系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)優(yōu)化控制。優(yōu)選的，進(jìn)行輸出功率的預(yù)測時，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法光伏、潮流能和負(fù)荷預(yù)測模型預(yù)測光伏系統(tǒng)、潮流能發(fā)電系統(tǒng)未來一段時間的輸出功率和負(fù)荷功率。優(yōu)選的，微電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行模型的目標(biāo)函數(shù)為微電網(wǎng)運(yùn)行成本、微電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境折算成本和供電可靠性成本之和最小。進(jìn)一步的，微電網(wǎng)運(yùn)行成本包括運(yùn)行維護(hù)成本、能源消耗成本和各機(jī)組的啟動成本。進(jìn)一步的，微電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境折算成本為所有污染物的排放量與其對應(yīng)的環(huán)境折算成本乘積之和。進(jìn)一步的，供電可靠性成本包含微電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行過程中用戶失去負(fù)荷的損失，由電價、用戶費(fèi)用補(bǔ)償系數(shù)和相應(yīng)時刻的負(fù)荷中斷功率確定。優(yōu)選的，所述約束條件包括：微電網(wǎng)各分布式電源發(fā)出的功率之和與用戶所需求的功率相互匹配，每個微電源的實際輸出功率任意時刻都要在其容量的上下限之內(nèi)，每個電源的開機(jī)、關(guān)機(jī)時間均大于等于各自的最小開機(jī)和關(guān)機(jī)時間，調(diào)度時段內(nèi)的啟停次數(shù)要小于等于最大啟停次數(shù)，或/和儲能蓄電池在單位時間充放電過程中充電、放電功率不超過最大容量與設(shè)定閾值的乘積。優(yōu)選的，所述基于粒子群算法的方法為，將微電網(wǎng)中需要優(yōu)化的分布式發(fā)電系統(tǒng)輸出功率為粒子群每個粒子的每一維，確定最大迭代次數(shù)、優(yōu)化參數(shù)搜索范圍和變鄰域搜索區(qū)間，進(jìn)行目標(biāo)函數(shù)的適應(yīng)度計算，獲得粒子群算法個體最優(yōu)解和全局最優(yōu)解，并進(jìn)行粒子速度和位置的更新，對全局最優(yōu)解和個體最優(yōu)解進(jìn)行局部的混沌變鄰域搜索，根據(jù)鄰域搜索確定新的個體最優(yōu)解和全局最優(yōu)解位置，直到滿足迭代次數(shù)。進(jìn)一步的，混沌變鄰域搜索時，利用logistic函數(shù)構(gòu)造混沌變量，將產(chǎn)生的混沌變量映射為變量變化值，確定鄰域半徑和個體最優(yōu)解或者全局最優(yōu)解位置偏移值。進(jìn)一步的，混沌變鄰域搜索時，鄰域半徑根據(jù)粒子位置的最大和最小值變化而變化，鄰域半徑隨著迭代次數(shù)的增加而非線性的減小。進(jìn)一步的，確定新的個體最優(yōu)解位置和全局最優(yōu)解位置時，分別對比鄰域搜索前后個體最優(yōu)解和全局最優(yōu)解的適應(yīng)度，將適應(yīng)度高的粒子確定為最新的個體最優(yōu)解和全局最優(yōu)解。本專利技術(shù)的有益效果為：(1)本專利技術(shù)提供了一種優(yōu)化協(xié)調(diào)控制方法，綜合利用海島各種可再生能源，同時又不破壞海島生態(tài)，為解決海島供電和提高海島可再生能源的綜合開發(fā)提供保障；(2)本專利技術(shù)能夠充分考慮海島可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行特性，結(jié)合柴油發(fā)電系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)，實現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)部分布式發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，達(dá)到微電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行的目的，從而提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性；(3)本專利技術(shù)計算過程簡單，且綜合了經(jīng)濟(jì)型、可靠性和環(huán)保性的角度對為電網(wǎng)多種能源進(jìn)行調(diào)控，提高微電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，從而提高可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)的利用效率。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的流程示意圖。具體實施方式：下面結(jié)合附圖與實施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步說明。一種海島智能微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)控制方法，包括以下步驟：(1)構(gòu)建微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對微電網(wǎng)中的分布式發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行功率預(yù)測，確定光伏系統(tǒng)、潮流能系統(tǒng)以及負(fù)荷的預(yù)測情況；(2)構(gòu)建光伏系統(tǒng)、潮流能系統(tǒng)的模型，建立以微電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、可靠性為目標(biāo)函數(shù)的微電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行模型；(3)構(gòu)建功率平衡、輸出功率、最小關(guān)機(jī)和最小運(yùn)行時間、啟停次數(shù)和儲能蓄電池狀態(tài)的約束條件；(4)基于粒子群算法，在約束條件下求解微電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行模型的全局最優(yōu)解和個體最優(yōu)解，進(jìn)行粒子更新，輸出最優(yōu)值；(5)將最優(yōu)值作為微電網(wǎng)運(yùn)行各分布式發(fā)電系統(tǒng)的最優(yōu)出力進(jìn)行微電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化調(diào)度，實現(xiàn)微電網(wǎng)的多源協(xié)調(diào)優(yōu)化控制。所述步驟(1)中，微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的分布式發(fā)電系統(tǒng)，具體包括光伏發(fā)電系統(tǒng)、潮流能發(fā)電系統(tǒng)和柴油機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，在優(yōu)化調(diào)度時考慮光伏發(fā)電系統(tǒng)、潮流能發(fā)電系統(tǒng)，當(dāng)電源不足時再通過柴油發(fā)電系統(tǒng)以及儲能系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)優(yōu)化控制。所述步驟(1)中，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法光伏、潮流能和負(fù)荷預(yù)測模型預(yù)測光伏系統(tǒng)、潮流能發(fā)電系統(tǒng)未來一段時間的輸出功率和負(fù)荷功率。所述步驟(2)中，微電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行模型的目標(biāo)函數(shù)為微電網(wǎng)運(yùn)行成本、微電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境折算成本和供電可靠性成本之和最小。所述步驟(2)中，微電網(wǎng)運(yùn)行成本包括運(yùn)行維護(hù)成本、能源消耗成本和各機(jī)組的啟動成本。所述步驟(2)中，微電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境折算成本為所有污染物的排放量與其對應(yīng)的環(huán)境折算成本乘積之和。所述步驟(2)中，可靠性成本包含微電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行過程中用戶失去負(fù)荷的損失，由電價、用戶費(fèi)用補(bǔ)償系數(shù)和相應(yīng)時刻的負(fù)荷中斷功率確定。所述步驟(3)中，約束條件具體包括：(I)微電網(wǎng)各分布式電源發(fā)出的功率之和與用戶所需求的功率相互匹配；(II)每個微電源的實際輸出功率任意時刻都要在其容量的上下限之內(nèi)；(III)每個電源的開機(jī)、關(guān)機(jī)時間均大于等于本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種海島智能微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)控制方法，其特征是：考慮海島可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行特性，確定微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)行輸出功率的預(yù)測，構(gòu)建經(jīng)濟(jì)性、可靠性為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化運(yùn)行模型，基于粒子群算法，在約束條件下求解優(yōu)化運(yùn)行模型的全局最優(yōu)解和個體最優(yōu)解，確定最優(yōu)值以對微電網(wǎng)多源優(yōu)化調(diào)度。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種海島智能微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)控制方法，其特征是：考慮海島可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行特性，確定微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)行輸出功率的預(yù)測，構(gòu)建經(jīng)濟(jì)性、可靠性為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化運(yùn)行模型，基于粒子群算法，在約束條件下求解優(yōu)化運(yùn)行模型的全局最優(yōu)解和個體最優(yōu)解，確定最優(yōu)值以對微電網(wǎng)多源優(yōu)化調(diào)度。2.如權(quán)利要求1所述的一種海島智能微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)控制方法，其特征是：所述可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)具體包括光伏發(fā)電系統(tǒng)和潮流能發(fā)電系統(tǒng)。3.如權(quán)利要求1所述的一種海島智能微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)控制方法，其特征是：可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)的能源不足時，通過柴油發(fā)電系統(tǒng)以及儲能系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)優(yōu)化控制。4.如權(quán)利要求1所述的一種海島智能微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)控制方法，其特征是：進(jìn)行輸出功率的預(yù)測時，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法光伏、潮流能和負(fù)荷預(yù)測模型預(yù)測光伏系統(tǒng)、潮流能發(fā)電系統(tǒng)未來一段時間的輸出功率和負(fù)荷功率。5.如權(quán)利要求1所述的一種海島智能微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)控制方法，其特征是：微電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行模型的目標(biāo)函數(shù)為微電網(wǎng)運(yùn)行成本、微電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境折算成本和供電可靠性成本之和最小。6.如權(quán)利要求1所述的一種海島智能微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)控制方法，其特征是：約束條件包括：微電網(wǎng)各分布式電源發(fā)出的功率之和與用戶所需求的功率相互匹配，每個微電源的實際輸出功率任意時刻都要在其容量的上下限之內(nèi)，每個電源的開機(jī)、關(guān)機(jī)時間均大于等于各自的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：史朝暉，鐘志鋼，趙臻德，朱月涌，傅鈞，王磊，馮寶玥，周占平，胡鋼，江冰，
申請(專利權(quán))人：山東電力工程咨詢院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37