基于可再生能源整合的微电网优化调度方法技术

本发明专利技术公开了一种基于可再生能源整合的微电网优化调度方法，属于电力系统自动化领域。所述方法包括如下步骤：根据微电网的可再生能源的发电量或负载量建立能源离线管理；根据所述能源离线管理的最佳解决方案建立微电网之间的实时能量管理算法；根据所述实时能量管理算法整合微电网之间的可再生能源。本发明专利技术所提出的在线算法在实践中表现良好，复杂度低，并且在可再生能源发电/负荷的任意实现下也是有效的。

【技术实现步骤摘要】
基于可再生能源整合的微电网优化调度方法
本专利技术涉及电力系统自动化领域，具体的涉及一种基于可再生能源整合的微电网优化调度方法。
技术介绍
近年来电能消耗的增加已成为电网现有的一个严重问题。为了降低传统化石燃料能源发电的运营和环境成本，由可再生能源发电机组和分布式负载组成的微电网已成为一种吸引人的解决方案。然而，与传统的能源生成不同，可再生能源具有间歇性，不确定性等特点；因此，它无法始终确保微电网的可靠稳定运行。为了克服上述问题，在电力系统中提出不同的解决方法。微电网可以始终连接到主电网以满足其能量不足；这种方法不环保，并且还可能导致微电网的高能量成本，因为即使主电网提供的电价很高，也需要通过从主电网吸取常规能量来减轻任何能量不足。另一方面，储能系统可以与可再生能源发电机一起参与系统中，以储存能源盈余，并在能源不足或主电网提供的电价高时排放。然而，由于容量有限，维护成本高以及充电/放电期间的损耗，仅依靠储能系统并不是一个可行的解决方案。因此，重要的是优化微电网之间交换的能量，每个微电网从主电网汲取的能量，以及每个微电网的储能系统充电或放电。这种优化调度需要微电网之间的能量联合管理。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于可再生能源整合的微电网优化调度方法，以解决现有技术中存在的微电网的运行不稳定可靠，多个微电网间能量调度不够优化的问题。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于可再生能源整合的微电网优化调度方法，所述方法包括如下步骤：根据微电网的可再生能源的发电量或负载量建立能源离线管理；根据所述能源离线管理的离线最优方案建立微电网之间的实时能量管理算法；根据所述实时能量管理算法整合微电网之间的可再生能源。进一步的，所述能源离线管理的建立包括：建立微电网能源成本模型、微电网净能量模型、微电网之间输电损耗模型，并设置微电网储能系统约束、微电网之间传输功率约束和微电网的能量约束。进一步的，所述微电网能源成本模型为：i≥0，λj,i＞0，其中，fi({Gj,i})为微电网能源成本，Gj,i表示在i时刻从主电网汲取到微电网j的常规能量，λj,i表示i时刻微电网j向主网购电的价格。进一步的，所述微电网净能量模型为：其中，Δj,i为微电网j在i时刻的净能量实际值，为微电网j在i时刻的预测值，δj,i为微电网j在i时刻的预测值的误差值，和表示微电网j的负荷和可再生能源功率在i时刻的预测值；和微电网j的负荷和可再生能源功率在i时刻的预测值的误差值。进一步的，所述微电网之间输电损耗模型为：β＝(R·d)/V2，R＞0，V＞0，其中，Ej,i表示在i时刻从微电网j到微电网的传输功率，R为欧姆电阻，V为两个微电网连接的工作电压，β为微电网之间输电损耗率，d为微电网之间输电线长度，Ploss(Ej,i)为微电网之间输电损耗。进一步的，所述微电网储能系统约束为：其中，和分别表示为储能系统存储能量的最小值和最大值，Sj,1为储能系统存储能量值，Cj,k为微电网j的储能系统在k时刻充电吸收的能量，Dj,k为微电网j的储能系统在k时刻放电释放的能量，为和分别为微电网j充电和放电的系数，均为0到1的随机参数。进一步的，所述微电网之间传输功率约束为：其中，Ej,i表示在i时刻从微电网j到微电网的传输功率，为传输线容量最大值，β为微电网之间输电损耗率。进一步的，所述微电网能量约束为：其中，Gj,i表示在i时刻从主电网汲取到微电网j的常规能量，Δj,i为微电网j在i时刻的净能量实际值，Cj,i为微电网j在i时刻充电吸收的能量，Dj,i为微电网j在i时刻放电释放的能量，Ej,i表示在i时刻从微电网j到微电网的传输功率，为微电网在i时刻传输功率，β为微电网之间输电损耗率。进一步的，所述实时能量管理算法包括：所述能源离线管理的离线最优方案P1为所述实时能量管理算法为：其中，是对应的最优拉格朗日对偶变量；其中，表示在i时刻从主电网汲取到微电网j的常规能量的最优值，表示在i时刻微电网之间传输功率的最优值，表示在i时刻微电网j充电所吸收能量的最优值，表示在i时刻微电网j放电释放能量的最优值，λj,i表示i时刻微电网j的最优拉格朗日对偶变量的上限，为i时刻微电网j的最优拉格朗日对偶变量。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术通过建立在同一体系或具有相同需求在不同体系中的两个微电网系统的能源离线管理，结合实时能量管理算法，实现了微电网系统能量的优化调度，解决了微电网中可再生能源发电间歇性以及不确定性等缺点，实现了微电网的稳定可靠运行，且能够在多个微电网间实现能量的优化调度。附图说明图1为本专利技术的微电网优化调度策略流程图；图2为有无可再生能源整合两种情况下的微电网总成本图；图3为微电网不同运行模式的总能源成本图，其中3a表示孔雀系R＝0.0945Ω/Km传输线、3b表示山羊系R＝0.2923Ω/Km传输线；图4为微电网充放电次数图，其中4a表示孔雀系R＝0.0945Ω/Km传输线、4b表示山羊系R＝0.2923Ω/Km传输线；图5为净分布率ρ＝0，R＝0.0945Ω，在线算法性能比较图；图6为净分布率ρ＝0，R＝0.2923Ω，在线算法性能比较图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，一种基于可再生能源整合的微电网优化调度方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：基于微电网可再生能源的发电量或负载量，解决能源离线的管理问题1)建立储能系统在i时刻微电网j的储能系统充电或放电的能量表示为Cj,i(Cj,i≥0,Dj,i≥0)。充电和放电过程中的能量损失由充电和放电效率参数指定，分别由表示。在i时刻微电网j的储能系统的存储能量表示为Sj,i≥0。微电网j的储能系统的存储能量随时间改变。储能系统的约束如下所示：和分别表示为储能系统存储能量的最小值和最大值，其中Cj,k为微电网j的储能系统在k时刻充电吸收的能量，Dj,k为微电网j的储能系统在k时刻放电释放的能量，为和分别为微电网j充电和放电的系数，均为0到1的随机参数。2)微电网能源成本我们考虑从主电网汲取的常规能量的线性时变能量成本模型。在i时刻从主电网汲取到微电网j的常规能量表示为Gj,i，i≥0，i时刻的能量成本由下式给出：其中λj,i＞0，λj,i表示i时刻微电网j向主网购电的价格。假设λj,i是微网已知的。3)负荷和可再生能源机组微电网j的负荷和可再生能源功率在i时刻分别表示为Lj,i≥0，REj,i≥0。假设Lj,i和REj,i是可以预测的，但是由于显示情况的随机性，测量值存在一定的误差。微电网j的负荷和可再生能源功率在i时刻的预测值分别表示为和因此有其中和分别为预测的误差值。Δj,i为微电网j在i时刻的净能量实际值分布表示为：其中4)输电损耗在实际系统中，由于欧姆电阻的存在，功率损耗在传输过程中是不可避免的。Ej,i表示在i时刻从微电网j到微电网的传输功率。R＞0和V＞0，R>0且V>0分别作为欧姆电阻和两个微电网连接的工作电压。传输损耗的模型为其中β＝(R·d)/V2。因此，微电网从微电网j在i时刻得到的净功率可以表示为其中，β为微电网之间输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于可再生能源整合的微电网优化调度方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：根据微电网的可再生能源的发电量或负载量建立能源离线管理；根据所述能源离线管理的离线最优方案建立微电网之间的实时能量管理算法；根据所述实时能量管理算法整合微电网之间的可再生能源。

【技术特征摘要】
1.一种基于可再生能源整合的微电网优化调度方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：根据微电网的可再生能源的发电量或负载量建立能源离线管理；根据所述能源离线管理的离线最优方案建立微电网之间的实时能量管理算法；根据所述实时能量管理算法整合微电网之间的可再生能源。2.根据权利要求1所述的一种基于可再生能源整合的微电网优化调度方法，其特征在于，所述能源离线管理的建立包括：建立微电网能源成本模型、微电网净能量模型、微电网之间输电损耗模型，并设置微电网储能系统约束、微电网之间传输功率约束和微电网的能量约束。3.根据权利要求2所述的一种基于可再生能源整合的微电网优化调度方法，其特征在于，所述微电网能源成本模型为：i≥0，λj,i＞0，其中，fi({Gj,i})为微电网能源成本，Gj,i表示在i时刻从主电网汲取到微电网j的常规能量，λj,i表示i时刻微电网j向主网购电的价格。4.根据权利要求2所述的一种基于可再生能源整合的微电网优化调度方法，其特征在于，所述微电网净能量模型为：其中，Δj,i为微电网j在i时刻的净能量实际值，为微电网j在i时刻的预测值，δj,i为微电网j在i时刻的预测值的误差值，和表示微电网j的负荷和可再生能源功率在i时刻的预测值；和微电网j的负荷和可再生能源功率在i时刻的预测值的误差值。5.根据权利要求2所述的一种基于可再生能源整合的微电网优化调度方法，其特征在于，所述微电网之间输电损耗模型为：β＝(R·d)/V2，R＞0，V＞0，其中，Ej,i表示在i时刻从微电网j到微电网的传输功率，R为欧姆电阻，V为两个微电网连接的工作电压，β为微电网之间输电损耗率，d为微电网之间输电线长度，Ploss(Ej,i)为微电网之间输...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜权，王二王，乔石栗，张振寰，唐飞，
申请(专利权)人：佳源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32