一种微电网低碳化运行的优化控制方法技术

一种微电网低碳化运行的优化控制方法，包括获取微电网分布式电源分布情况；计及分布式电源使用效率的碳排放量，根据所述碳排放量进行建模；对不同电源的碳排放量设置相应权重；制定控制策略；在满足约束条件的前提下，采用数学规划法以碳排放量最小化为目标，对微电网碳排放量进行优化。通过本方法为微电网低碳运行提出的具体优化措施，有效实现了节能减排的目标；为提高微电网规划的低碳化运行提供技术支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统运行控制领域，具体设及一种微电网低碳化运行的优化控制 方法。
技术介绍
对微电网运行优化控制方法的研究已经持续了不少年了，但研究的方向主要集中 在投资最小、综合成本最低等经济领域。近年来随着人们对环境保护越来越重视，低碳效应 引起人们更多的重视。有必要对微电网采取一定的低碳化运行优化控制来满足环保需求。 现有不多的微电网低碳运行研究都没有将低碳作为主要的优化目标，只是将其作为附加的 优化目标，对其重视程度不够。同时，研究给出的微电网碳排放公式也过于粗略，不能准确 反映能源使用效率W及分布位置对碳排放的影响，会产生较大的误差。现行的研究也没有 针对低碳运一目标给出细化的优化控制策略。 现有的微电网优化控制方法多W经济指标为优化目的，没有考虑低碳利益;鲜有 的针对低碳因素做出优化的方案中，低碳因素也仅占一小部分且只是作为经济目标下的一 小分支。同时，针对分布式电源碳排放量计算公式也存在很大的可优化空间，也不存在一套 针对低碳运行具体的优化措施。
技术实现思路
为了弥补上述不足，本专利技术提出，旨在为 微电网低碳运行提出具体的优化措施，W期达到国家倡导的节能减排目标。 本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的： -种微电网低碳化运行的优化控制方法，所述方法包括： (1)获取微电网分布式电源分布情况； (2)计及分布式电源使用效率的碳排放量，根据所述碳排放量进行建模； (3)为不同电源的碳排放量设置相应权重； (4)制定控制策略； (5)在满足约束条件的前提下，采用数学规划法W碳排放量最小化为目标，对微电 网碳排放量进行优化。 优选的，步骤（1)所述微电网，包括风力发电机组、光伏、微型燃气轮机、燃料电池 和储能装置;其中，微型燃气轮机和燃料电池排放碳能源。 优选的，步骤(2)的建模方法包括:根据微型燃气轮机使用效率与碳排放量获取微 电网碳排放量：(1)[001引式（1)中：C为微电网碳排放量，V(Ili)为第i台燃气轮机在使用效率为ru时产生IkWh 能量所排放的碳值，Pi为第i台燃气轮机的有功出力，Vi为第1台燃料电池发出IkWh能量所排 放的碳值，Pl为第I台燃气轮机的有功出力，VG为大电网等值碳排放模型，Pb为从大电网吸收 的电量;nE {nl，n2,. . .}为燃气轮机台数。优选的，步骤(3)对不同电源的碳排放量设置相应的权重包括:为公式（1)中微型 燃气轮机、燃料电池和大电网设置权重，则：(2)[001引式(2)中，W1、W2和W3均为权重系数，且；者的和为1。 优选的，步骤(4)是W负荷预测曲线为微电网中排碳能源接入为判断依据制定控 制策略;包括碳能源控制策略和储能装置控制策略:其中，所述碳能源控制策略包括： 启动准则，优先安排清洁能源供电，在风光储无法满足低碳要求时启动微型燃气 轮机和燃料电池；关停准则，当风光储满足负荷需求或者碳排放量超标需要切机时关停； 运行功率准则，W碳排放最小化为目标，采用数学规划法计算放电量，在满足负荷 需要的情况下为储能装置充电； 所述储能装置控制策略包括： 放电准则，当风光无法满足负荷需求时进行放电； 充电准则，当发电量大于负荷需求时进行充电； 放电功率准则，仅当风光发电时，储能对负荷缺口进行补充;若有碳能源排放，采 用数学规划法计算放电量； 充电功率准则，仅当清洁能源供电时，利用剩余功率进行充电；若有碳能源排放， 则采用数学规划法获取分布式电源剩余发电量，对储能装置充电。 优选的，所述步骤(5)具体包括:在满足约束条件的前提下，采用数学规划法对式 (2)进行优化；其约束条件包括：功率平衡条件，其表达式为： P wt-out+P pv-out+P mct-out+P f c-〇ut+P grid+Pbess = Pload (3) 式(3)中：Pwt-DUt为风力发电机组实际功率，Ppv-DUtt为光伏实际功率，Pmct-DUt为微型 燃气轮机实际功率，Pf C-OUt为燃料电池的实际功率，Pgrid为从电网吸收的功率，Plead为负载功 率，Pbess为储能装置可调节的功率，其大小满足： -(Pbess-N-Pbess-M)含 Pbess ^ Pbess-M (4) 式(4)中:Pbess-N为系统中储能的额定容量，Pbess-M为当前已经储存的容量； 电源功率约束，其表达式为： (5) 式(5)中，Prt为相应风速下风力发电机组理论功率，Ppv为光伏理论功率，Pmct-min为 微型燃气轮机最小出力，PfE-min为燃料电池最小出力，为微型燃气轮机额定功率， Pfc-rate为燃料电池额定功率，Pch arg e-max为储能的最大充电功率，PdiSEh arg e-max为储能的最 大放电功率； 添加碳排放量的约束，其表达式为： C < Cmax (6) 式(6)中:Cmax为最大允许碳排放量。 进一步地，利用公式(2)获取优化后的出力;如果超过最大允许碳排放量Cmax,则根 据实际需要按负荷的重要程度切除负载，采用步骤(5)的方法再次优化，并按照优化后的出 力运行微电网。 与现有技术相比，本专利技术达到的有益效果是： 本专利技术对微电网碳排放公式进行了优化，公式计及了电源使用效率与碳排放量之 间的关系，同时综合考虑各种因素对不同分布式电源碳排放量按影响程度设置了不同权 重，两方面的优化使得碳排放的计算更加的准确、实用。 W低碳为运行优化目标，提出了清洁能源W及储能优先运行的方案;在清洁能源 不能满足要求时，W微网内储能装置为调控手段，对微网系统内各分布式电源出力利用数 学规划法进行合理分配。在碳排放量越限的情况下，提出按负荷重要等级的切机措施W满 足环保要求，最终实现了低碳运行的目的。【附图说明】 图1为流程图； 图2为储能充放电方法流程图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】做进一步的详细说明。 如图1所示，，所述方法包括： (1)获取微电网分布式电源分布情况;所述微电网，包括风力发电机组、光伏、微型 燃气轮机、燃料电池和储能装置;其中，微型燃气轮机和燃料电池排放碳能源。 (2)计及分布式电源使用效率的碳排放量，根据所述碳排放量进行建模;根据微型 燃气轮机使用效率与碳排放量获取微电网碳排放量：(1) 式（1)中：C为微电网碳排放量，V (IU)为第i台燃气轮机在使用效率为化时产生1 kWh 能量所排放的碳值，Pi为第i台燃气轮机的有功出力，V功第1台燃料电池发出IkWh能量所排 放的碳值，Pl为第1台燃气轮机的有功出力，VG为大电网等值碳排放模型，Pb为从大电网吸收 的电量;nE {nl，n2,. . .}为燃气轮机台数。 (3)由于分布式电源分所处地理环境、人口、经济、政治等因素不同导致相同碳排 放会造成不同程度的影响，因此综合各种因素；因此为不同电源的碳排放量设置相应权重； 为公式(1)中微型燃气轮机、燃料电池和大电网设置权重，则： (2)式(2)中，W1、W2和W3均为权重系数，且S者的和为1。 (4)制定控制策略；由于风光资源的随机性波动性，是相对不可控的能源。但微型 燃气轮机、燃料电池 W及储能装置属于可控能源。将微型燃气轮机、燃料电池运类排碳能源 归为一类，并且将储能装置归为一类给出控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微电网低碳化运行的优化控制方法，其特征在于，所述方法包括：(1)获取微电网分布式电源分布情况；(2)计及分布式电源使用效率的碳排放量，根据所述碳排放量进行建模；(3)为不同电源的碳排放量设置相应权重；(4)制定控制策略；(5)在满足约束条件的前提下，采用数学规划法以碳排放量最小化为目标，对微电网碳排放量进行优化。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴鸣，刘海涛，季宇，李洋，苏剑，于辉，吕志鹏，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网江西省电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11