一种海岛型微电网系统规划与运行控制方法以及装置制造方法及图纸

本公开是关于一种海岛型微电网系统规划与运行控制方法以及装置。其中，该方法包括：建立包含可再生能源输出功率模型、醇/油发电机输出功率模型、储能系统充放电模型的海岛型微电网系统模型并生成多个海岛型微电网运行策略；分别对所述海岛型微电网运行策略在预设约束条件下，基于成本目标、可再生能源消纳目标进行优化，并基于预设评价指标进行评价，生成海岛型微电网系统规划；基于预设的改进粒子群算法对所述海岛型微电网运行策略的进行优化调度，生成基于海岛型微电网系统规划的海岛型微电网运行控制方案。本公开通过对海岛型微电网系统规划并分析运行策略，显著提升海岛型微电网的经济性、可靠性与环保性。可靠性与环保性。可靠性与环保性。

【技术实现步骤摘要】
一种海岛型微电网系统规划与运行控制方法以及装置


[0001]本公开涉及微电网规划及控制、新能源领域，具体而言，涉及一种海岛型微电网系统规划与运行控制方法以及装置。

技术介绍

[0002]我国海洋资源十分丰富，海岸线漫长，拥有众多的岛礁，近年来，海岛附近的各种自然资源利用率逐渐提高，分布式电源的应用水平逐渐增强。对于海岛地区而言，结合海岛的经济生活、基础建设发展相对滞后的问题，在海岛上因地制宜，利用风能和太阳能，搭配分布式电源、储能等组成的独立型微电网通过多能源横向互补、纵向调节，提高电能的可靠性，可以妥善解决偏远海岛的资源短缺、发电成本较高、环境污染、供电不足等问题，为海岛生态环境及微电网的建设提供有力支撑。为了使海岛人员的生活保障更坚实，能源网更具有经济效益，海岛型微电网的建设十分必要。
[0003]海岛型微电网运行过程中涉及多种类发电机组，运行过程中需要兼顾系统的可靠性和经济性，然而，现有技术的海岛型微电网系统规划与运行控制研究具有如下缺点：一是其研究的系统中可再生能源形式较为单一，没有充分利用自身的自然资源，未充分发挥互补优势；二是研究缺乏对环保的重视，对燃料利用的考虑不足；三是没有给出针对特殊类型的孤岛型微电网的研究，包括负荷与策略需求的契合度、不同场景下容量配置研究；四是评价指标不够多元化，经济性分析不够具体。
[0004]因此，需要一种或多种方法解决上述问题。
[0005]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0006]本公开的目的在于提供一种海岛型微电网系统规划与运行控制方法以及装置，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
[0007]根据本公开的一个方面，提供一种海岛型微电网系统规划与运行控制方法，包括：
[0008]建立包含可再生能源输出功率模型、醇/油发电机输出功率模型、储能系统充放电模型的海岛型微电网系统模型；
[0009]基于预设的可再生能源运行策略、醇/油发电机运行策略、储能系统运行策略生成多个海岛型微电网运行策略；
[0010]分别对所述海岛型微电网运行策略在预设约束条件下，基于成本目标、可再生能源消纳目标进行优化，并基于预设评价指标进行评价，生成海岛型微电网系统规划；
[0011]基于预设的改进粒子群算法对所述海岛型微电网运行策略的进行优化调度，生成基于海岛型微电网系统规划的海岛型微电网运行控制方案。
[0012]在本公开的一种示例性实施例中，海岛型微电网系统的所述可再生能源还包括风力发电机、光伏发电机、波浪能发电机；
[0013]建立包含风力发电机输出功率模型、光伏发电机输出功率模型、波浪能发电机输出功率模型、醇/油发电机输出功率模型、储能系统充放电模型的海岛型微电网系统模型。
[0014]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法中可再生能源输出功率模型还包括：
[0015]风力发电机输出功率模型其中，P
WT
为风力发电机的输出功率，v为风速，v
in
为风力发电机的切入风速，v
out
为风力发电机的切出风速，v
r
为风力发电机的额定风速，P
rWT
为风力发电机的额定输出功率；
[0016]光伏发电机输出功率模型其中，P
PV
为光伏发电机输出功率，G
C
为工作点对应的太阳光辐射强度，G
SCT
为标准光照强度，K
T
为功率温度系数，T
C
为光伏发电机工作时的运行温度；
[0017]波浪能发电机输出功率模型P
WAVE
＝C
EXP
H2T，其中，P
WAVE
为波浪能发电机输出功率，T为波峰周期，H为平均波高，为经验系数。
[0018]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法中醇/油发电机输出功率P
M/D
‑
G
＝P
MG
+P
DG
，其中，P
M/D
‑
G
为醇/油发电机的输出功率，P
DG
为柴油部分的输出功率，P
MG
甲醇部分输出功率；
[0019]P
DG
为柴油部分的输出功率其中，a
DG
、b
DG
分别为柴油部分燃料消耗特性曲线中的斜率与截距，P
rDG
为柴油部分的额定功率，F
DG
为油耗；
[0020]P
MG
甲醇部分输出功率P
MG
＝V
MG
γ
MG
LHV
f
，其中，F
MG
为运行时的甲醇耗量，γ
MG
为甲醇部分效率，LHV
f
为低热值。
[0021]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法中储能系统充放电模型还包括：
[0022]储能系统充电表达式:：
[0023][0024]储能系统放电表达式：
[0025][0026]其中，P
ESS
(h)和F
ESS
(h)分别为h时刻储能功率和储存能量；和分别为h时刻储能充、放电功率最大容许值；为储能储存能量下限容许值；F
ESS
(h)为储能的状态函数；F
ESS
(h)故障时为0，正常运行为1。
[0027]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法中所述海岛型微电网运行策略还包括第一海岛型微电网运行策略：
[0028]储能系统采用基于预设储能值的软充电策略；
[0029]醇/油发电机采用基于额定功率运行的最佳效率策略。
[0030]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法中所述海岛型微电网运行策略还包括第二海岛型微电网运行策略：
[0031]储能系统采用基于预设约束条件的平滑功率策略；
[0032]醇/油发电机采用基于储能系统及负荷运行条件判定的最短运行时间策略。
[0033]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法的预设评价指标还包括失负荷率评价指标、可再生能源消纳率评价指标、综合成本评价指标、燃料消耗量评价指标。
[0034]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
[0035]对所述第一海岛型微电网运行策略在预设约束条件下，基于成本目标、可再生能源消纳目标进行优化，并基于预设评价指标进行评价，生成第一海岛型微电网系统规划；
[0036]对所述第二海岛型微电网运行策略在预设约束条件下，基于成本目标、可再生能源消纳目标进行优化，并基于预设评价指标进行评价，生成第二海岛型微电网系统规划。
[0037]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海岛型微电网系统规划与运行控制方法，其特征在于，所述方法包括：建立包含可再生能源输出功率模型、醇/油发电机输出功率模型、储能系统充放电模型的海岛型微电网系统模型；基于预设的可再生能源运行策略、醇/油发电机运行策略、储能系统运行策略生成多个海岛型微电网运行策略；分别对所述海岛型微电网运行策略在预设约束条件下，基于成本目标、可再生能源消纳目标进行优化，并基于预设评价指标进行评价，生成海岛型微电网系统规划；基于预设的改进粒子群算法对所述海岛型微电网运行策略的进行优化调度，生成基于海岛型微电网系统规划的海岛型微电网运行控制方案。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中，海岛型微电网系统的所述可再生能源还包括风力发电机、光伏发电机、波浪能发电机；建立包含风力发电机输出功率模型、光伏发电机输出功率模型、波浪能发电机输出功率模型、醇/油发电机输出功率模型、储能系统充放电模型的海岛型微电网系统模型。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法中可再生能源输出功率模型还包括：风力发电机输出功率模型其中，P
WT
为风力发电机的输出功率，v为风速，v
in
为风力发电机的切入风速，v
out
为风力发电机的切出风速，v
r
为风力发电机的额定风速，P
rWT
为风力发电机的额定输出功率；光伏发电机输出功率模型其中，P
PV
为光伏发电机输出功率，G
C
为工作点对应的太阳光辐射强度，G
SCT
为标准光照强度，K
T
为功率温度系数，T
C
为光伏发电机工作时的运行温度；波浪能发电机输出功率模型P
WAVE
＝C
EXP
H2T，其中，P
WAVE
为波浪能发电机输出功率，T为波峰周期，H为平均波高，为经验系数。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法中醇/油发电机输出功率P
M/D
‑
G
＝P
MG
+P
DG
，其中，P
M/D
‑
G
为醇/油发电机的输出功率，P
DG
为柴油部分的输出功率，P
MG
甲醇部分输出功率；P
DG
为柴油部分的输出功率其中，a
DG
、b
DG
分别为柴油部分燃料消耗特性曲线中的斜率与截距，P
rDG
为柴油部分的额...

【专利技术属性】
技术研发人员：周京华，翁志鹏，章小卫，张贵辰，景柳铭，胡长斌，徐爽，张海峰，詹政东，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：