一种用于微网功率分配优化控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于微网功率分配优化控制方法，涉及微网功率控制方法技术领域；包括如下步骤：建立微网内各个分布式电源模型，包括：同步发电机燃料消耗成本与输出功率之间的模型；光伏发电功率与光伏运行管理成本之间模型；储能电池输出功率与储能运行管理成本之间模型；设定约束条件；通过最优控制算法实时计算出使目标函数达到最小值；将计算出的各输出功率下发到各分布式电源控制器，实现分配优化控制。本发明专利技术通过对分布式电源模型的建立可以提高微网的可靠性和稳定性，降低微网发生故障的风险；以微网内功率平衡作为约束条件可以实现对微网内各个分布式电源输出功率的精确控制，提高微网的能量利用效率。提高微网的能量利用效率。提高微网的能量利用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于微网功率分配优化控制方法


[0001]本专利技术涉及微网功率控制方法
，尤其涉及一种用于微网功率分配优化控制方法。

技术介绍

[0002]随着能源需求的不断增长和能源结构的转型，微网作为一种新型的能源供应方式逐渐受到关注。微网可以由多个分布式电源组成，通过智能控制实现对电力的高效利用和管理。然而，由于微网内各个分布式电源的复杂性和不确定性，其运行稳定性和可靠性一直是微网研究的重点之一。
[0003]目前，微网的研究主要集中在微网建模、优化控制、故障诊断与容错等方面。其中，微网建模是建立微网模型的基础，而优化控制则是实现微网能量管理和控制的关键；如何更好的对功率分配进行优化控制，是一个值得研究的问题。
[0004]经检索，中国专利申请号为CN201110430415.9的专利，公开了一种用于对微网进行智能控制的方法及系统，以多核酷睿处理器为硬件平台核心，以QNX操作系统和自主开发的实时数据库为软件平台，存取速度只需几毫秒，具有较高实时性，以过程控制语言处理模块提供的指令集、数值计算函数、时间处理函数、实时数据库接口函数和遥控遥调命令函数实现可编程微网控制策略，访问实时数据库获取所需的所有实时数据，根据编程设定的控制策略进行逻辑判断，得到微网控制判据执行指令后，返回控制指令给相应智能终端进行具体的控制和调节操作，由服务器主机实现微网重要数据的实时存储，并全面监视整个微网设备的运行情况。上述专利中的智能控制的方法存在以下不足：在对于功率分配优化方面还有所不足，节能性欠佳，还需要改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于微网功率分配优化控制方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]一种用于微网功率分配优化控制方法，包括如下步骤：
[0008]S1：建立微网内各个分布式电源模型，包括：
[0009]同步发电机燃料消耗成本与输出功率之间的模型；
[0010]光伏发电功率与光伏运行管理成本之间模型；
[0011]储能电池输出功率与储能运行管理成本之间模型；
[0012]S2：设定约束条件，以微网内功率平衡作为约束条件，即：
[0013][0014]P
iMin
≤P
i
≤P
iMAX
[0015]其中，表示微网内各分布式电源输出功率之和；P
L
表示微网内负荷总消耗功率；P
i
、P
iMin
、P
iMAX
分别表示微网内各分布式电源的发电功率、最小发电功率和最大发电功率；
[0016]应用拉格朗日乘子法，引入拉格朗日条件乘子λ，形成微网运行成本的目标函数：
[0017][0018]式中：表示综合了同步发电机、光伏、储能等微网内各种分布式电源的模型；F表示微网系统内各分布式电源的燃料消耗成本和运行管理成本等之和；
[0019]S3：通过最优控制算法实时计算出使目标函数达到最小值；
[0020]S4：将计算出的各输出功率下发到各分布式电源控制器，实现分配优化控制。
[0021]优选的：所述同步发电机燃料消耗成本与输出功率之间的模型，具体表示为；
[0022]F1＝a1P
12
+b1P1+c1[0023]式中：
[0024]F1为同步发电机燃料消耗成本；P1为同步发电机的输出功率；a1为同步发电机的燃料消耗成本与输出功率表达式二次项系数；b1为同步发电机的燃料消耗成本与输出功率表达式一次项系数；c1为同步发电机的燃料消耗成本与输出功率表达式常数项系数。
[0025]优选的：所述光伏发电功率与光伏运行管理成本之间模型，具体表示为：
[0026]F2＝f(P2)
[0027]式中：
[0028]F2为光伏运行管理成本；P2为光伏发电功率。
[0029]优选的：所述储能电池输出功率与储能运行管理成本之间模型，具体表示为：
[0030]F3＝f(P3)
[0031]式中：
[0032]F3为储能运行管理成本；P2为储能电池输出功率。
[0033]优选的：所述微网功率分配优化控制方法，还包括微网内各个分布式电源的控制策略设计；微网内各个分布式电源的控制策略设计的具体方案包括：
[0034]S11：负载预测，通过历史数据和实时监测，对未来一段时间内的负载进行预测，以便分布式电源能够做出相应的调整；
[0035]S12：功率控制计算，选择PID控制器、滑模控制算法，以实现对分布式电源输出功率的精确控制；
[0036]S13：故障检测与容错设计，设置备用电源，在分布式电源出现故障时，快速检测到故障并自动切换到备用电源，保证微网的稳定性和可靠性；
[0037]S14：能量统计于管理，基于统计信息，生成管理方案，再通过人工干预完善方案，以管理方案为基础，对分布式电源的能量管理，实现对能源的有效利用和节约，降低微网的运行成本。
[0038]优选的：所述微网功率分配优化控制方法，还包括微网的安全保障措施设计，微网的安全保障措施设计的具体方案包括：
[0039]S21：网络安全保障，建立安全的网络通信机制，防止黑客攻击和恶意入侵；
[0040]S22：电力系统安全保障，采用过电压保护、电流保护、接地保护等，确保电力系统的稳定和安全；
[0041]S23：应急响应预案的制定，制定应急响应预案，包括事故发生时的应急处理流程、人员疏散和救援方案，以应对突发事件的发生；
[0042]S24：风险评估与管理，对微网的风险进行评估和管理，及时发现潜在的风险并采取相应的措施进行防范和应对。
[0043]优选的：所述微网功率分配优化控制方法，还包括微网的监控与数据分析，所述微网的监控与数据分析的具体方案为：
[0044]S31：数据采集，通过各种传感器和监测设备，对微网内各个分布式电源的运行状态、负载情况、能源消耗等数据进行实时采集；
[0045]S32：数据存储与管理，建立可靠的数据存储和管理机制，确保数据的安全性和完整性；
[0046]S33：数据分析与可视化，通过对采集的数据进行分析和可视化处理，可以及时发现微网内的问题和异常情况，并采取相应的措施进行调整和优化。
[0047]本专利技术的有益效果为：
[0048]1.本专利技术提出的微网功率分配优化控制方法，通过对分布式电源模型的建立可以提高微网的可靠性和稳定性，降低微网发生故障的风险；以微网内功率平衡作为约束条件可以实现对微网内各个分布式电源输出功率的精确控制，提高微网的能量利用效率。
[0049]2.本专利技术提出的微网功率分配优化控制方法，最优控制算法的使用可以使微网的运行成本最小化，同时保证微网的负载稳定和电力质量；分布式电源控制器的设计可以实现对分布式电源输出功率的实时控制和监测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于微网功率分配优化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：建立微网内各个分布式电源模型，包括：同步发电机燃料消耗成本与输出功率之间的模型；光伏发电功率与光伏运行管理成本之间模型；储能电池输出功率与储能运行管理成本之间模型；S2：设定约束条件，以微网内功率平衡作为约束条件，即：P
iMin
≤P
i
≤P
iMAX
其中，表示微网内各分布式电源输出功率之和；P
L
表示微网内负荷总消耗功率；P
i
、P
iMin
、P
iMAX
分别表示微网内各分布式电源的发电功率、最小发电功率和最大发电功率；应用拉格朗日乘子法，引入拉格朗日条件乘子λ，形成微网运行成本的目标函数：式中：表示综合了同步发电机、光伏、储能等微网内各种分布式电源的模型；F表示微网系统内各分布式电源的燃料消耗成本和运行管理成本等之和；S3：通过最优控制算法实时计算出使目标函数达到最小值；S4：将计算出的各输出功率下发到各分布式电源控制器，实现分配优化控制。2.根据权利要求1所述的一种用于微网功率分配优化控制方法，其特征在于，所述同步发电机燃料消耗成本与输出功率之间的模型，具体表示为；F1＝a1P
12
+b1P1+c1式中：F1为同步发电机燃料消耗成本；P1为同步发电机的输出功率；a1为同步发电机的燃料消耗成本与输出功率表达式二次项系数；b1为同步发电机的燃料消耗成本与输出功率表达式一次项系数；c1为同步发电机的燃料消耗成本与输出功率表达式常数项系数。3.根据权利要求2所述的一种用于微网功率分配优化控制方法，其特征在于，所述光伏发电功率与光伏运行管理成本之间模型，具体表示为：F2＝f(P2)式中：F2为光伏运行管理成本；P2为光伏发电功率。4.根据权利要求3所述的一种用于微网功率分配优化控制方法，其特征在于，所述储能电池输出功率与储能运行管理成本之间模型，具体表示为：F3＝f(P3)式中：F3为储能运行管理成本；P2为储能电池输出功率。5.根据权利要求1所述的一种用于微网功率分配优化控制方法，其特征在于，所述微网
功率分配优化控制方法，还包括微网内各个分布式电源的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文杰，霍亮，王成尧，陈炜，
申请(专利权)人：安徽明天新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：