用于可快速部署移动方舱医院的分布式能源优化管理方法技术

本申请实施例提供了一种用于可快速部署移动方舱医院的分布式能源优化管理方法。该方法包括：定义移动方舱医院发电单元输出功率更新模型；针对发电单元的输出功率更新模型和其提供该功率所需要的能量消耗函数，设计优化目标和约束条件；根据优化目标和约束条件设计分布式有限时间优化算法，以使各发电单元能够在有限时间内计算并更新最优的输出功率。本申请实施例，克服移动方舱医院面向不同应用场景、不同阶段的动态用电需求能源管理技术的不足，提供了一种用于可快速部署移动方舱医院的分布式有限时间能源动态优化管理方法，提高能源利用率。利用率。利用率。

【技术实现步骤摘要】
用于可快速部署移动方舱医院的分布式能源优化管理方法


[0001]本申请涉及移动方舱医院能源管理
，尤其涉及一种用于可快速部署移动方舱医院的分布式能源优化管理方法。

技术介绍

[0002]移动方舱医院在疫情防控、突发公共事件应急救治等各个领域发挥着越来越重要的作用。其应用场景既包括城市区域，也包括潮湿、高寒等环境恶劣的区域，条件恶劣区域的市电接入和油料资源往往受限，移动方舱医院不得不降负荷使用。对于部署在高原山区、重灾区的移动方舱医院，在建设初期往往难以接入稳定的市电。传统的移动方舱医院配备柴油发电机组满足供电需求，但是其具有油耗高、噪声大、隐蔽性差、污染严重等缺点，且柴油发电机组布局位置偏远，过长的输电网络会造成能源浪费。
[0003]通过给移动方舱医院配备柴油发电、储能电池和光伏发电等不同能源，不仅可以充分释放太阳能等清洁能源，节约燃油，降低噪声，而且通过开展多约束条件下的移动方舱医院能源管控决策方法研究，可以根据各发电单元的优缺点综合利用多种能源供，提供连续、可靠的电力供应，解决用电需求，维持移动方舱医院长时间可靠运行。同时，移动方舱医院电气设备呈现复杂化和多样化的趋势，用电需求时刻发生变化，多种类型发电单元在不同阶段的效率不同、分布区域比较分散，而移动方舱医院救治任务时间紧迫，供电的可靠性和实时性非常重要，为了优化供电的动态平衡，减少能量消耗，解决移动方舱医院的低功耗持续稳定的电力供应问题，必须考虑各类发电单元的实时效率和能耗，在有限的时间内完成移动方舱医院对于分布式能源的动态实时优化管理，尽快形成合理且最节省能源的电力发供方案。
[0004]目前移动方舱医院的供电方式除了市电供应之外，主要以储能电池、柴油发电、光伏发电等为主，大多以经验为依托确定各发电单元在不同阶段进行分时供应。多种电源各自独立进行电力供应的方式，首先没有考虑移动方舱医院在不同应用场景下各发电单元的消耗成本，无法形成合理的电力生产分配方案，其次没有考虑方舱医院用电情况随时间动态变化的情况，会造成部分发电单元的高负荷运转，再次不能实现分布式的能源供给，增加了电力资源在电力管线上的消耗。针对移动方舱医院的分布式能源动态实时优化管理问题，尚无有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服移动方舱医院面向不同应用场景、不同阶段的动态用电需求能源管理技术的不足，提供一种用于可快速部署移动方舱医院的分布式有限时间能源动态优化管理方法，提高能源利用率。
[0006]本申请实施例提供了一种用于可快速部署移动方舱医院的分布式能源优化管理方法，包括：
[0007]定义移动方舱医院发电单元输出功率更新模型；
[0008]针对所述发电单元的输出功率更新模型和其提供该功率所需要的能量消耗函数，设计优化目标和约束条件；
[0009]根据所述优化目标和所述约束条件设计分布式有限时间优化算法，以使各发电单元能够在有限时间内计算并更新最优的输出功率。
[0010]在一些实施例中，所述定义移动方舱医院发电单元输出功率更新模型，包括：
[0011]定义不同发电单元的输出功率模型为：
[0012][0013]其中x
i
(t)∈R是第i个发电单元的输出功率，u
i
是第i个所述发电单元输出功率变化所需要的输入量，R是实数空间。
[0014]在一些实施例中，所述优化目标包括使得所述多个发电单元的输出功率总和能够维持移动方舱医院运行期间消耗功率的同时消耗最少的能量；
[0015]所述约束条件包括所述多个发电单元功率总和等于移动方舱医院正常运转所需要的总功率，所有发电单元采用分布式的控制方式，单个发电单元无法知晓其他发电单元的能量消耗函数，每个发电单元只能根据彼此发送出的信息，对各自的最优输出功率进行分布式的计算。
[0016]在一些实施例中，所述优化目标为：
[0017][0018]即在任意时刻，使得所有发电单元的能量消耗函数的和最小，其中x(t)＝[1x(t),.
n
.x.,
T
t，x
i
(t)是第i个所述发电单元的输出功率，f
i
(x
i
(t),t)是第i个发电单元所对应的能量消耗函数；
[0019]约束条件为：
[0020][0021]其中b∈R是所述多个发电单元共同承担的移动方舱医院正常运转所需要的总功率负载。
[0022]在一些实施例中，所述根据所述优化目标和所述约束条件设计分布式有限时间优化算法，以使各发电单元能够在有限时间内计算并更新最优的输出功率，包括：
[0023]针对所述优化目标和所述约束条件，设计各发电单元输出功率更新律的形式为
[0024][0025]其中
[0026][0027]是作为对输出功率的控制量，
[0028][0029][0030]μ＞1，n是发电单元的数量，λ2(L)是发电单元通信拓扑的非零最小特征根。
[0031]本专利技术上述实施例至少包括以下有益效果。
[0032]本专利技术公开的一种用于可快速部署移动方舱医院的分布式能源优化管理方法，针对移动方舱医院用电需求实时变化，柴油发电、储能电池和光伏发电等不同发电单元消耗功率实时变化，各发电单元分散部署的情况，设计了分布式的有限时间优化算法，使得各发电单元能够面向动态变化的约束条件和能量消耗时在有限时间内完成最优输出功率的计算，同时使得所耗费能量最少。
[0033]本专利技术公开的方法具有分布式的特点，各发电单元不需要获取其他发电单元的能量时变消耗函数。每个单元只需要根据相邻发电单元发送出的信息，对各自的最优输出功率进行计算并更新，而不是通过中心节点或者服务器获取整个系统的全局信息，可在一定程度上减少通信负担。同时，当个别发电单元出现故障时，方法仍能保证系统正常运行，可提高供电的安全性和可靠性，增强系统的鲁棒性。
[0034]本专利技术公开的方法综合利用传统能源和可再生能源等多种发电单元，为移动方舱医院提供连续、可靠的就近电力供应，维持移动方舱医院低能耗长时间可靠运行，可实现不同发电单元的电力互补，促进无污染、无噪音的绿色再生资源的利用，就近供电也减少了输电线的铺设，提高能源利用效率，使得资源、环境效益最大化。
附图说明
[0035]附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。
[0036]图1为本专利技术实施例中移动方舱医院分布式能源发供电示意图；
[0037]图2为本专利技术实施例提供的用于可快速部署移动方舱医院的分布式能源优化管理方法流程图；
[0038]图3为本专利技术实施例中所有发电单元之间进行信息交流的网络通信图。
具体实施方式
[0039]为了能够更加详尽地了解本申请实施例的特点与
技术实现思路
，下面结合附图对本申请实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本申请实施例。
[0040]在本申请实施例记载中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于可快速部署移动方舱医院的分布式能源优化管理方法，其特征在于，所述方法包括：定义移动方舱医院发电单元输出功率更新模型；针对所述发电单元的输出功率更新模型和其提供该功率所需要的能量消耗函数，设计优化目标和约束条件；根据所述优化目标和所述约束条件设计分布式有限时间优化算法，以使各发电单元能够在有限时间内计算并更新最优的输出功率。2.根据权利要求1所述的一种用于可快速部署移动方舱医院的分布式能源优化管理方法，其特征在于，所述定义移动方舱医院发电单元输出功率更新模型，包括：定义不同发电单元的输出功率模型为：其中x
i
(t)∈R是第i个发电单元的输出功率，u
i
是第i个所述发电单元输出功率变化所需要的输入量，R是实数空间。3.根据权利要求1所述的一种用于可快速部署移动方舱医院的分布式能源优化管理方法，其特征在于，所述优化目标包括使得所述多个发电单元的输出功率总和能够维持移动方舱医院运行期间消耗功率的同时消耗最少的能量；所述约束条件包括所述多个发电单元功率总和等于移动方舱医院正常运转所需要的总功率，所有发电单元采用分布式的控制方式，单个发电单元无法知晓其他发电单元的能量消耗...

【专利技术属性】
技术研发人员：王博，刘东航，田思佳，何晓，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：