一种微电网多时间尺度优化调度方法技术

本发明专利技术公开一种微电网多时间尺度优化调度方法，先结合预测技术综合考虑负荷和间歇式电源出力的预测结果对调度周期分段，再根据不同时段的情况分别匹配相应的调度策略；将微电网的优化调度策略分为日前调度、滚动调度和实时调度三个时间尺度；在日前调度阶段将微电网下一调度周期分段并为各分段匹配相应的优化目标；在滚动调度阶段将当前调度周期的剩余时段重新分段并为各分段重新匹配相应的优化目标；在实时调度阶段基于超短期预测结果对日前调度计划进行修正，修正滚动调度阶段的预测偏差。本发明专利技术使微电网优化调度模型在不同时段的优化目标更加匹配和有效，大大提高了微电网经济和稳定的运行。

【技术实现步骤摘要】
一种微电网多时间尺度优化调度方法
本专利技术属于微电网优化
，特别是涉及一种微电网多时间尺度优化调度方法。
技术介绍
随着社会的发展，人类生活对电能的需求也逐渐地增加。然而利用传统化石燃料发电的方式面临资源逐渐匮乏和环境污染严重的问题，新能源发电技术凭借其具有资源丰富、对环境友好、燃料成本小等优点受到世界各国的重视。微电网实质上就是一个微型的智能化电网，是由负荷、储能设备、利用新能源发电且其出力具有间歇性的间歇式电源和利用柴油等燃料发电的传统分布式电源等共同组合而成的电力系统，既能够接入大电网工作又能够直接以孤网模式工作，是智能电网的重要组成部分。由于微电网中含有大量的出力具有间歇性的间歇式电源，因此微电网存在着失稳的风险。综上，研究在微电网优化调度模型中考虑系统的电压稳定性对微电网的安全、经济运行具有重要意义；但是，现有技术存在以下问题：1)现有技术没有综合考虑负荷和间歇式电源出力的预测结果来对微电网调度周期进行分段，也没有结合不同分段对应的微电网实际情况来为其选择合适的优化目标来保证微电网的经济、稳定运行；由于在微电网中间歇式电源较多，其出力波动也较大，如果仅仅考虑负荷预测结果而不考虑间歇式电源出力预测结果去对调度周期进行分段，得到的同一分段不同时间的系统实际负载情况可能相差很大，不利于为该分段设置合适的优化目标。2)现有技术多数只考虑单一时间尺度上的优化调度，是一种静态调度方式；而由于间歇式电源的出力具有随机性、间歇性和波动性的特点，单一时间尺度的优化调度方式不能保证微电网的经济、稳定运行。3)传统经济调度由于仅考虑经济性不能保障系统的电压稳定性和动态无功备用，而传统多目标调度由于在整个调度期间采用同一个优化目标，不能根据各分段的实际情况设置合理的优化目标，使微电网的经济和稳定效果差。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了一种微电网多时间尺度优化调度方法，本专利技术在微电网容易失稳的时段着重考虑了系统的电压稳定性，使微电网优化调度模型在不同时段的优化目标更加匹配和有效，大大提高了微电网经济和稳定的运行。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种微电网多时间尺度优化调度方法，包括步骤：先结合预测技术综合考虑负荷和间歇式电源出力的预测结果对调度周期分段，再根据不同时段的情况分别匹配相应的调度策略；将微电网的优化调度策略分为日前调度、滚动调度和实时调度三个时间尺度；在日前调度阶段将微电网下一调度周期分段并为各分段匹配相应的优化目标；在滚动调度阶段将当前调度周期的剩余时段重新分段并为各分段重新匹配相应的优化目标；在实时调度阶段基于超短期预测结果对日前调度计划进行修正，修正滚动调度阶段的预测偏差。进一步的是，所述日前调度策略包括步骤：S100，对微电网下一调度周期内的负荷和间歇式电源出力情况进行预测，得到微电网下一调度周期的负荷和间歇式电源出力预测结果；S200，根据所述微电网下一调度周期的负荷和间歇式电源出力预测结果得到微电网下一调度周期的净负荷功率预测数据；然后依据微电网下一调度周期的净负荷功率预测数据对下一调度周期进行分段；根据不同周期分段中微电网面临的失稳风险程度，为各周期分段匹配相应的优化目标；最后，构造日前优化调度模型，并求解得到日前调度策略。一般日前调度的周期为1天。进一步的是，所述滚动调度策略包括步骤：S300，对微电网调度周期剩余时段的负荷和间歇式电源出力情况进行预测，得到微电网调度周期剩余时段的负荷和间歇式电源出力预测结果；S400，根据所述微电网调度周期剩余时段的负荷和间歇式电源出力预测结果得到微电网调度周期剩余时段的净负荷功率预测数据，然后依据微电网调度周期剩余时段的净负荷功率预测数据对调度周期剩余时段进行分段；根据不同周期分段微电网面临的失稳风险程度，为各周期分段匹配相应的优化目标；最终，得到滚动调度策略。一般滚动调度的周期为0.5～1小时。进一步的是，所述实时调度策略包括步骤：S500，对微电网一个实时调度周期的负荷和间歇式电源出力情况进行预测，得到微电网未来数分钟的负荷和间歇式电源出力预测结果；S600，利用步骤S500中得到的负荷和间歇式电源出力预测结果对滚动计划进行修正，保证系统功率平衡，得到实时调度策略并发布给微电网中的电源、无功补偿设备和储能装置设备；同时判断下一个实时调度执行时是否需要执行日前调度，若是则在即将执行下一个实时调度时执行步骤S200，否则判断下一个实时调度执行时是否需要执行滚动调度，若是则在即将执行下一个实时调度时执行步骤S300，否则在即将执行下一个实时调度时执行步骤S500。一般实时调度的周期为5～10分钟。进一步的是，所述步骤S200中，微电网下一调度周期的净负荷功率预测数据定义为：Pload1＝Pload-Pw；式中，Pload1、Pload和Pw分别表示下一调度周期的净负荷功率预测值、负荷预测值和风机出力预测值。进一步的是，所述步骤S200中，所述日前优化调度模型的目标函数为：式中，d表示微电网下一个调度周期所分的时段数；u1k、u2k和u3k分别代表第k个分段的经济性目标f1、稳定性目标f2和动态无功备用目标f3的权重系数，权重系数取值根据各分段的实际情况而定。进一步的是，所述经济性目标权重系数f1为：式中，m为微电网中的传统发电机个数；PGi为微电网中第i台传统发电机发出的有功功率；C0i、C1i和C2i为传统发电机的燃料耗费曲线参数；所述稳定性目标权重系数f2为：式中，l表示微电网中所有负荷节点的总数；Lj表示负荷节点j的L指标；所述动态无功备用目标权重系数f3为：式中，n代表微电网中快速动作无功补偿设备的总数；Qk代表第k个快速动作无功补偿设备的无功出力；Qkopt代表第k个快速动作无功补偿设备的最佳无功出力，是动态无功补偿设备出力上限和下限的平均值。进一步的是，所述日前优化调度模型具有等式约束条件和不等式约束条件；所述日前优化调度模型的等式约束条件为：微电网中各个节点功率的潮流平衡方程约束，其中潮流平衡方程约束的极坐标形式为：式中，j∈i代表节点j属于和所有和节点i连接的节点集合；Pi和Qi分别表示在节点i处向电网发出的有功和无功大小；Vi和Vj分别表示节点i和节点j的电压幅值；θij表示节点i和节点j之间的相角差；Gij和Bij分别表示节点导纳矩阵第i行，第j列元素的实数部分和虚数部分；日前优化调度模型的不等式约束条件包括：1)控制变量约束：微电网中各个电机发出有功功率的上限和下限约束，各个节点电压的幅值上限和下限约束，无功补偿设备的补偿上限和下限约束；控制变量约束表示为：umin≤u≤umax；式中，u表示控制变量；umin和umax分别表示控制变量的下限和上限；2)依从变量约束：母线电压大小的上限和下限约束，各个电机母线发出无功功率上限和下限约束，微电网系统中所有母线的最大传输功率限制约束；依从变量约束表示为：hmin≤h(x,u,D,p,A)≤hmax；式中，x表示依从变量；u表示控制变量；D表示干扰变量或不可控变量；p表示网络元件参数；A表示网络的结构变量，由关联矩阵表示；h表示依从变量组成的向量；hmin和hmax分别表示依从变量的下限构成的向量和上限构成的向量。采用本技术方案的有益效果：1、在微电网的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微电网多时间尺度优化调度方法，其特征在于，包括步骤：先结合预测技术综合考虑负荷和间歇式电源出力的预测结果对调度周期分段，再根据不同时段的情况分别匹配相应的调度策略；将微电网的优化调度策略分为日前调度、滚动调度和实时调度三个时间尺度；在日前调度阶段将微电网下一调度周期分段并为各分段匹配相应的优化目标；在滚动调度阶段将当前调度周期的剩余时段重新分段并为各分段重新匹配相应的优化目标；在实时调度阶段基于超短期预测结果对日前调度计划进行修正，修正滚动调度阶段的预测偏差。

【技术特征摘要】
1.一种微电网多时间尺度优化调度方法，其特征在于，包括步骤：先结合预测技术综合考虑负荷和间歇式电源出力的预测结果对调度周期分段，再根据不同时段的情况分别匹配相应的调度策略；将微电网的优化调度策略分为日前调度、滚动调度和实时调度三个时间尺度；在日前调度阶段将微电网下一调度周期分段并为各分段匹配相应的优化目标；在滚动调度阶段将当前调度周期的剩余时段重新分段并为各分段重新匹配相应的优化目标；在实时调度阶段基于超短期预测结果对日前调度计划进行修正，修正滚动调度阶段的预测偏差。2.根据权利要求1所述的一种微电网多时间尺度优化调度方法，其特征在于，所述日前调度策略包括步骤：S100，对微电网下一调度周期内的负荷和间歇式电源出力情况进行预测，得到微电网下一调度周期的负荷和间歇式电源出力预测结果；S200，根据所述微电网下一调度周期的负荷和间歇式电源出力预测结果得到微电网下一调度周期的净负荷功率预测数据；然后依据微电网下一调度周期的净负荷功率预测数据对下一调度周期进行分段；根据不同周期分段中微电网面临的失稳风险程度，为各周期分段匹配相应的优化目标；最后，构造日前优化调度模型，并求解得到日前调度策略。3.根据权利要求2所述的一种微电网多时间尺度优化调度方法，其特征在于，所述滚动调度策略包括步骤：S300，对微电网调度周期剩余时段的负荷和间歇式电源出力情况进行预测，得到微电网调度周期剩余时段的负荷和间歇式电源出力预测结果；S400，根据所述微电网调度周期剩余时段的负荷和间歇式电源出力预测结果得到微电网调度周期剩余时段的净负荷功率预测数据，然后依据微电网调度周期剩余时段的净负荷功率预测数据对调度周期剩余时段进行分段；根据不同周期分段微电网面临的失稳风险程度，为各周期分段匹配相应的优化目标；最终，得到滚动调度策略。4.根据权利要求3所述的一种微电网多时间尺度优化调度方法，其特征在于，所述实时调度策略包括步骤：S500，对微电网一个实时调度周期的负荷和间歇式电源出力情况进行预测，得到微电网未来数分钟的负荷和间歇式电源出力预测结果；S600，利用步骤S500中得到的负荷和间歇式电源出力预测结果对滚动计划进行修正，保证系统功率平衡，得到实时调度策略并发布给微电网中的电源、无功补偿设备和储能装置设备；同时判断下一个实时调度执行时是否需要执行日前调度，若是则在即将执行下一个实时调度时执行步骤S200，否则判断下一个实时调度执行时是否需要执行滚动调度，若是则在即将执行下一个实时调度时执行步骤S300，否则在即将执行下一个实时调度时执行步骤S500。5.根据权利要求4所述的一种微电网多时间尺度优化调度方法，其特征在于，所述步骤S200中，微电网下一调...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟俊，刘保磊，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51