一种交直流混合微网的优化运行方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种微网的优化运行方法。特别是涉及一种基于协同进化黑洞算法的交直流混合微网的优化运行方法。
技术介绍
当今能源与环境问题日益凸显，发展利用可再生能源已成为共识。微网作为一种包含可再生能源等分布式发电技术的综合集成技术，凭借其对可再生能源的高度兼容性和对分布式发电的灵活调控能力，在日益强调节能环保的今天得到了业内的普遍重视。交直流混合微网可综合发挥交流微网与直流微网的互补优势，拥有更加广泛的适用领域。交直流混合微网经济运行问题是一个高维度、非线性、多目标的复杂优化问题。传统数学优化方法及其改进算法计算精确，但通常对问题模型有很高要求，而且求解难度大；智能算法，如遗传算法、粒子群算法等，通过群体搜索以快速找到工程可行解，此类方法对模型要求较低，亦可保证满足要求的精度，但是维数较多时求解依然会变得困难。智能算法在求解的问题维数较多时，求解难度加大，这一弱点可通过对问题合理分解并整体协调的方法克服。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种能够降低交直流混合微网的经济运行问题求解难度的交直流混合微网的优化运行方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种交直流混合微网的优化运行方法，包括如下步骤：1)采集交直流混合微网的交流区域和直流区域的负荷信息数据、气象信息数据，综合微网运行的历史数据，对未来一天的数据进行预测，得到未来一天内交直流混合微网的交流区域负荷、直流区域负荷、风能和太阳能功率预测数据；2)统计交直流混合微网的微电源特性，建立微网内所有可控型微电源的出力数学模型；3)将交直流混合微网未来一天内的经济运行分为24个时段，以交直流混合微...
【技术保护点】
一种交直流混合微网的优化运行方法，其特征在于，包括如下步骤：1)采集交直流混合微网的交流区域和直流区域的负荷信息数据、气象信息数据，综合微网运行的历史数据，对未来一天的数据进行预测，得到未来一天内交直流混合微网的交流区域负荷、直流区域负荷、风能和太阳能功率预测数据；2)统计交直流混合微网的微电源特性，建立微网内所有可控型微电源的出力数学模型；3)将交直流混合微网未来一天内的经济运行分为24个时段，以交直流混合微网全天运行燃料成本、运行维护成本、购电成本和环境成本最小为目标函数，考虑微网内部的各时段电能平衡约束、并网联络线容量约束、可控微源的出力限制、可控微源的最短启停时间约束、蓄电池的电量容量约束、蓄电池的功率容量约束、蓄电池的容量连续性约束和计算蓄电池的周期始末电能平衡约束，建立交直流混合微网优化运行数学模型；4)基于步骤1)中的交流区域负荷、直流区域负荷、风能和太阳能功率预测数据，采用协同进化改进黑洞优化算法对步骤3)中的交直流混合微网优化运行数学模型进行求解，得到各时段可控型微电源的出力及混合微网购电量优化方案。
【技术特征摘要】
1.一种交直流混合微网的优化运行方法，其特征在于，包括如下步骤：1)采集交直流混合微网的交流区域和直流区域的负荷信息数据、气象信息数据，综合微网运行的历史数据，对未来一天的数据进行预测，得到未来一天内交直流混合微网的交流区域负荷、直流区域负荷、风能和太阳能功率预测数据；2)统计交直流混合微网的微电源特性，建立微网内所有可控型微电源的出力数学模型；3)将交直流混合微网未来一天内的经济运行分为24个时段，以交直流混合微网全天运行燃料成本、运行维护成本、购电成本和环境成本最小为目标函数，考虑微网内部的各时段电能平衡约束、并网联络线容量约束、可控微源的出力限制、可控微源的最短启停时间约束、蓄电池的电量容量约束、蓄电池的功率容量约束、蓄电池的容量连续性约束和计算蓄电池的周期始末电能平衡约束，建立交直流混合微网优化运行数学模型；4)基于步骤1)中的交流区域负荷、直流区域负荷、风能和太阳能功率预测数据，采用协同进化改进黑洞优化算法对步骤3)中的交直流混合微网优化运行数学模型进行求解，得到各时段可控型微电源的出力及混合微网购电量优化方案。2.根据权利要求1所述的一种交直流混合微网的优化运行方法，其特征在于，步骤2)所述的出力数学模型包括：(1)燃料电池的出力模型： f f u e l , F C = C g a s , F C 1 LHV g a s , F C P F C η F C η F C = - 0.0023 P F C + 0.6735 ]]>其中，各符号的定义如下：ffuel,FC为燃料电池的燃料成本，Cgas,FC为燃料电池使用的燃料价格，LHVgas,FC为燃料的低热值，PFC为燃料电池的出力大小，ηFC为燃料电池的效率。(2)微型燃气轮机的出力模型： f f u e l , M T = C g a s 1 L H V P M T η M T η M T = 0.0753 ( P M T 65 ) 3 - 0.3095 ( P M T 65 ) 2 + 0.4174 ( P M T 65 ) + 0.1068 ]]>其中，各符号的定义如下：ffuel,MT为微型燃气轮机的燃料成本，Cgas,MT为微型燃气轮机使用的燃料价格，LHVgas,MT为微型燃气轮机的燃料的低热值，PMT为微型燃气轮机的的出力大小，ηMT为微型燃气轮机的的效率。3.根据权利要求1所述的一种交直流混合微网的优化运行方法，其特征在于，步骤3)所述的的交直流混合微网优化运行数学模型包括目标函数和约束条件，其中，目标函数为： min F = C f u e l + C o m + C b u y + C w C f u e l = Σ t = 1 24 Σ i = 1 N f t [ P i ( t ) ] C o m = Σ t = 1 24 Σ i = 1 N k i P i ( t ) C b u y = Σ t = 1 24 α t P b u y ( t ) C w = Σ t = 1 24 Σ i = 1 N Σ j = 1 M [ β j · λ i , j · P i ( t ) ] ]]>其中，各符号定义如下：F为目标函数，Cfuel为燃料成本，Com为运行维护成本，Cbuy为购电成本，Cw为污染折算成本；t为时段，N为微源总个数，ft(·)为第i个微源在t时段的燃料成本函数，Pi(t)为第i个微源在t时段的实际输出功率，ki为第i个微源的运行维护成本系数，αt为t时段时的购电电价，Pbuy(t)为混合微网在t时段时的购电量，M为污染物总数，βj为第j种污染物的环境评价标准，λi,j为第i个机组的第j种污染物的排污系数；约束条件为：(1)发电单元功率限额：Pimin≤Pi(t)≤Pimax(2)最短启停时间约束： T o n ≥ T o n min T o f f ≥ T o f f min ]]>若在改进黑洞算法的迭代趋于收敛时，部分机组没有满足启停时间的约束，对没有满足启停时间约束的机组按如下方法加以调整：如果机组连续启动时间过短，则强制延长运行时间；如果停机时间过短，则将违规停机时间强制改为以最低功率运行，再调整其他机组出力以满足系统的其他约束；(3)蓄电池电量容量和功率容量约束： E min ≤ E E S ( t ) ≤ E m a x P E S , m i n ≤ P E S ( t ) ≤ P E S , m a x ]]>(4)蓄电池容量连续性约束： E ( t ) = E ( t - 1 ) + P E S ( t ) η E S 1 Δ T , P E S ( t ) < 0 E ( t ) = E ( t - ...
【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，狄开丽，李鑫明，陈安伟，周金辉，赵波，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，国网浙江省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：河北;13
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