一种基于优化蓄电池充放电策略的微电网调度方法技术

本发明专利技术公开一种基于优化蓄电池充放电策略的微电网调度方法，应用于微电网领域，首先根据风速、温度及光照强度等数据，计算出风力和光伏发电的功率；其次确定出负荷峰时段及谷时段，并根据相关约束条件，在两时段分别得出蓄电池的充放电电量及充放电持续时间，而在非峰谷时段，则以蓄电池效能最大化利用为前提，计算蓄电池充放电电量及持续时间；最后通过计算出每时段的剩余负荷需求，根据目标函数及约束条件，确定其他分布式电源的发电功率；本发明专利技术综合考虑蓄电池特性和充放电约束，在保证微电网可靠运行的前提下，尤其工作于离网模式时，增加蓄电池在微电网运行中的应用，从而提高微电网运行的经济性与可靠性。

A microgrid scheduling method based on optimal battery charging and discharging strategy

The invention discloses a micro grid scheduling optimization method systemdispatch strategy based on the application in the field of micro grid, according to the wind speed, temperature and light intensity data, calculate the wind power and photovoltaic power generation; secondly, determine the load peak and valley time, and according to the relevant constraints, in two periods respectively. The charge discharge capacity and battery charge and discharge duration, while in the non peak period, to maximize the effectiveness of using the battery as the premise, the calculation of battery charge and discharge power and duration; finally, by calculating the residual load demand of each period, according to the objective function and the constraint conditions, determine the power generation of other distributed power supply; the present invention considers the battery charge and discharge characteristics and constraints, under the premise of ensuring reliable operation of microgrid, especially work in network mode In order to improve the economy and reliability of the operation of the microgrid, the application of the battery in the operation of the microgrid is increased.

【技术实现步骤摘要】
一种基于优化蓄电池充放电策略的微电网调度方法
本专利技术属于微电网领域，特别涉及一种微电网的优化调度技术。
技术介绍
微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，即可并网运行，也可离网运行。通过微电网可充分有效地发挥分布式清洁能源潜力，减少分布式发电容量小、发电功率不稳定、独立供电可靠性低等不利因素，对于可再生能源的分布式发展具有关键作用。然而可再生能源发电具有不确定性，随着其大量接入微电网，对微电网经济与稳定优化运行提出了更高要求。改进的遗传算法、粒子群算法等，为现有的提高微电网运行经济性的方法，通过对算法的改进，找到更为合理的优化结果，从而提高经济性。但改进算法的本质为在现有条件下找到一组更优的解，存在一定的局限性。现有的提高微电网运行可靠性的方法有：(1)在联网模式下，微电网通过与大电网交换电能，来保证自身的供电可靠性。此种方式的弊端在于微电网在向大电网购买电网电能的时候，可能是大电网用电高峰，购买电价较高会降低微电网运行的经济性，也会对电网的运行造成负担。(2)在离网模式下，微电网只能通过系统内的分布式电源来保证供电可靠性。在负荷需求不能被满足的时候，将选择切负荷方法，保证系统内的重要负荷的供应。此种方法为微电网自身无法满足负荷需求时的被迫选择。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请提出一种基于优化蓄电池充放电策略的微电网调度方法，通过在保证微电网可靠运行的前提下，尤其工作于离网模式时，增加蓄电池在微电网运行中的应用，从而提高微电网运行的经济性与可靠性。本专利技术采用的技术方案为：一种基于优化蓄电池充放电策略的微电网调度方法，S1、计算风力发电机的功率以及光伏发电机的功率；S2、确定输入的负荷数据峰值时段与低谷时段；S3、在负荷数据峰值时段，计算蓄电池放电电量与放电时间；S4、在负荷数据低谷时段，计算蓄电池充电电量与充电时间；S5、若负荷数据非峰值时段且非低谷时段的连续时间段大于4个调度时段，则计算满足第一约束条件的该时段蓄电池的放电电量或蓄电池的充电电量；然后执行步骤S6；否则结束；S6、根据每个调度时段的总负荷数据功率需求、风力发电机的功率、光伏发电机的功率、蓄电池放电电量以及蓄电池充电电量；确定每个时段其他分布式电源的发电功率。进一步地，步骤S1根据风速计算风力发电机的功率；根据光照强度和温度计算光伏发电的功率。进一步地，步骤S2所述确定输入的负荷数据峰值时段与低谷时段，具体为：通过找到负荷数据最大值与最小值所在时间点；然后将最大值所在调度时段及其邻近的N个调度时段作为负荷数据峰值时段；将最小值所在调度时段及其邻近的N个调度时段作为负荷数据低谷时段。进一步地，所述步骤S3具体为：在负荷数据峰值时段，根据第一约束条件，计算蓄电池放电电量与放电时间。进一步地，所述步骤S4具体为：在负荷低谷时间段，根据第一约束条件，计算蓄电池充电电量及放电持续时间。更进一步地，所述第一约束条件包括：(1)充放电深度约束：蓄电池在充放电时，要求蓄电池的最小剩余容量为最大容量的20％，蓄电池的最大充电电量也不可以超过最大容量的90％；(2)荷电量状态约束，其计算公式为：当电池放电时：当电池充电时：SOC(t)＝SOC(t-1)(1-δ)-PSB(t)ηSB其中，SOC(t)为当前蓄电池剩余电量，δ是蓄电池的自放电率，PSB(t)是蓄电池t时刻的充放电功率，ηSB是蓄电池的充放电效率；(3)充放电功率约束：蓄电池当前调度时段的充放电量大于或等于蓄电池的最小放电量，且小于或等于蓄电池的最大放电量；(4)周期储能平衡约束：当前调度时段的蓄电池的充电电量等于放电电量；(5)最短充放电时间约束：设定蓄电池最短充放电时间。进一步地，所述步骤S6还包括每个调度时段的总负荷数据功率需求、风力发电机的功率、光伏发电机的功率、蓄电池放电电量以及蓄电池充电电量，计算该时段的剩余负荷需求；根据剩余负荷需求、目标函数及第二约束条件确定每个时段其他分布式电源的发电功率。更进一步地，所述目标函数包括：(1)发电成本最低，表达式为：f(t)＝CF(t)+CZJ(t)+CWH(t)CF(t)＝CFC_FC+CFC_MT其中，CF(t)为燃料成本，CZJ(t)为设备投资折旧成本，CWH(t)为设备运行维护成本，CFC_FC、CFC_MT分别为燃料电池和微型燃气轮机的燃料成本函数；Pi(t)为第i个分布式电源在t时刻的出力，n为所有的分布式电源个数之和，CAZ,i为第i个分布式电源的单位容量安装成本，ki为第i个分布式电源的容量因数，KWH,i为第i个分布式电源的单位电量运行维护成本系数，r为年利率，ni为第i个分布式电源投资回收年限。(2)环保成本最低，表达式为：其中，CHB(t)为排放的污染物受到的环境惩罚成本，M为排放的气体的种类总数，CHB(m)为每种排放的气体对应的环保治理费用，kmi为第i个设备排放第m种气体时的排放因子。进一步地，第二约束条件包括：(1)功率平衡约束：任意时刻各分布式电源的出力之和等于该时刻微电网的负荷需求；(2)各分布式电源的出力约束：任意时刻分布式电源的出力满足大于或等于该分布式电源的出力的最小值，且大于该分布式电源的出力的最大值；(3)MT的爬速率，前后两个调度时段的出力之差的绝对值小于其爬坡速率。本专利技术的有益效果：本专利技术的一种基于优化蓄电池充放电策略的微电网调度方法，首先根据风速、温度及光照强度等数据，计算出风力和光伏发电的功率；其次确定出负荷峰时段及谷时段，并根据相关约束条件，在两时段分别得出蓄电池的充放电电量及充放电持续时间，而在非峰谷时段，则以蓄电池效能最大化利用为前提，计算蓄电池充放电电量及持续时间；最后通过计算出每时段的剩余负荷需求，根据目标函数及约束条件，确定其他分布式电源的发电功率；本专利技术综合考虑蓄电池特性和充放电约束，提出了蓄电池充放电优先的微电网调度策略，在保证微电网可靠运行的前提下，尤其工作于离网模式时，增加蓄电池在微电网运行中的应用，从而提高微电网运行的经济性与可靠性。附图说明图1为本专利技术的方案流程图。具体实施方式为便于本领域技术人员理解本专利技术的
技术实现思路
，下面结合附图对本
技术实现思路
进一步阐释。S1、根据风速计算风力发电机的功率；根据光照强度和温度，计算光伏发电的功率。具体为：风机的发电量由风速决定，已知风速即可求出风力发电功率。风力发电机功率PWT与风速的关系如式(1)所示：其中，Pr为风机额定功率，VI为切入风速，VO为切出风速，Vr为额定风速，V3、VI3分别是对V和VI求三次方运算。光伏发电的发电量由光照强度及环境温度决定，在标准测试条件下，光伏电池的输出功率可由式(2)得到：Tc为光伏电池的工作温度，其估算公式为：PSTC为标准测试条件(即太阳光照强度1000w/m2，环境温度25℃时)下的最大测试功率，GSTC为标准测试条件下的光照强度，k为功率温度系数取-0.47％/℃，Tr为参考温度，Te为运行时的环境温度，GT为运行时的光照强度。S2、输入负荷数据，确定负荷峰值时段及负荷低谷时段。根据负荷数据，找到负荷最大值所在时间点，此时间点及其邻近的4个时间点被确定为负荷峰值时段。找到负荷最小值所在时间点，此时间点及其邻近的4个时间点被确定为负荷低谷时段。邻近范围如果选的时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于优化蓄电池充放电策略的微电网调度方法，其特征在于，包括：S1、计算风力发电机的功率以及光伏发电机的功率；S2、确定输入的负荷数据峰值时段与低谷时段；S3、在负荷数据峰值时段，计算蓄电池放电电量与放电时间；S4、在负荷数据低谷时段，计算蓄电池充电电量与充电时间；S5、若负荷数据非峰值时段且非低谷时段的连续时间段大于4个调度时段，则计算满足第一约束条件的该时段蓄电池的放电电量或蓄电池的充电电量；然后执行步骤S6；否则结束；S6、根据每个时段的总负荷数据功率需求、风力发电机的功率、光伏发电机的功率、蓄电池放电电量以及蓄电池充电电量；确定每个时段其他分布式电源的发电功率。

【技术特征摘要】
1.一种基于优化蓄电池充放电策略的微电网调度方法，其特征在于，包括：S1、计算风力发电机的功率以及光伏发电机的功率；S2、确定输入的负荷数据峰值时段与低谷时段；S3、在负荷数据峰值时段，计算蓄电池放电电量与放电时间；S4、在负荷数据低谷时段，计算蓄电池充电电量与充电时间；S5、若负荷数据非峰值时段且非低谷时段的连续时间段大于4个调度时段，则计算满足第一约束条件的该时段蓄电池的放电电量或蓄电池的充电电量；然后执行步骤S6；否则结束；S6、根据每个时段的总负荷数据功率需求、风力发电机的功率、光伏发电机的功率、蓄电池放电电量以及蓄电池充电电量；确定每个时段其他分布式电源的发电功率。2.根据权利要求1所述的一种基于优化蓄电池充放电策略的微电网调度方法，其特征在于，步骤S1根据风速计算风力发电机的功率；根据光照强度和温度计算光伏发电的功率。3.根据权利要求1所述的一种基于优化蓄电池充放电策略的微电网调度方法，其特征在于，步骤S2所述确定输入的负荷数据峰值时段与低谷时段，具体为：通过找到负荷数据最大值与最小值所在时间点；然后将最大值所在时间点及其邻近的N个时间点作为负荷数据峰值时段；将最小值所在时间点所在时间点及其邻近的N个时间点作为负荷数据低谷时段。4.根据权利要求1所述的一种基于优化蓄电池充放电策略的微电网调度方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：在负荷数据峰值时段，根据第一约束条件，计算蓄电池放电电量与放电时间。5.根据权利要求1所述的一种基于优化蓄电池充放电策略的微电网调度方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：在负荷低谷时间段，根据第一约束条件，计算蓄电池充电电量及放电持续时间。6.根据权利要求4或5所述的一种基于优化蓄电池充放电策略的微电网调度方法，其特征在于，所述第一约束条件包括：(1)充放电深度约束：蓄电池在充放电时，要求蓄电池的最小剩余容量为最大容量的20％，蓄电池的最大充电电量也不可以超过最大容量的90％；(2)荷电量状态约束，其计算公式为：当电池放电时：当电池充电时：SOC(t)＝SOC(t-1)(1-δ)-PSB(t)ηSB其中，SOC(t)为当前蓄电池剩余电量，δ是蓄电池的自放电率，PSB(t)是蓄电池t时刻的充放电功率，ηSB是蓄电池的充放电效率；(3)充放电功率约束：蓄电池当前调度时段的充放电量大于或等于蓄电池的最小放电量，且小于或等于蓄电池的最大放...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕云龙，黄琦，卢有亮，张真源，张宇馨，姜若愚，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51