【技术实现步骤摘要】
本申请涉及微电网，尤其是一种混合储能的独立光伏直流微电网的容量配置优化方法。
技术介绍
1、独立光伏直流微电网常用于不利于长距离电缆输送电力的偏远地区，例如沙漠、海岛等地区。由于区域光照变化不稳定以及负载的间歇性高功率需求，微电网中的蓄电池寿命受到很大影响，使得微电网的电能质量降低。且由于各个地区的光照情况及负荷用电情况大不相同，因此难以匹配出最合适的容量配置方案。若微电网的储能容量过大，将导致微电网的运行成本增加；若微电网的储能容量过低，则无法满足负荷用电需求。
技术实现思路
1、本申请人针对上述提出的现有微电网难以匹配出最适合的容量配置方案的技术问题及技术需求，提出了一种混合储能的独立光伏直流微电网的容量配置优化方法，本申请的技术方案如下：
2、一种混合储能的独立光伏直流微电网的容量配置优化方法，包括：
3、确定若干个与待配置区域的全年光照情况及全年用电情况匹配的独立光伏直流微电网的容量配置方案；独立光伏直流微电网包括光伏、混合储能装置和燃油发电机；混合储能装置包括蓄电池和超级电容，容量配置方案包括光伏配置参数和蓄电池配置参数。
4、预测待配置区域设定周期内各个时段的平均负荷用电功率。
5、对于每个容量配置方案，根据包含的光伏配置参数预测设定周期内各个时段的平均光伏发电功率，根据包含的蓄电池配置参数基于平均负荷用电功率结合平均光伏发电功率确定容量配置方案的弃光率和新能源供电率。
6、基于弃光率和新能源供电率满足对应的约
7、其进一步的技术方案为，确定每个容量配置方案的弃光率和新能源供电率包括：
8、初始化整数参数t＝1。
9、根据容量配置方案的蓄电池配置参数和第t-1时段的蓄电池充放电功率pb(t-1)确定第t时段的弃光电量epsp(t)和燃油供电量rpsp(t)，pb(0)为蓄电池充放电功率的初始值。
10、根据第t时段的弃光电量epsp(t)和燃油供电量rpsp(t)，结合第t时段的平均负荷用电功率p(t)和平均光伏发电功率ppv(t)，更新得到第t时段的蓄电池充放电功率pb(t)，令t＝t+1并再次执行根据容量配置方案的蓄电池配置参数和第t-1时段的蓄电池充放电功率pb(t-1)确定第t时段的弃光电量epsp(t)和燃油供电量rpsp(t)的步骤，直至t＝tmax。
11、确定弃光率为设定周期内所有时段的弃光电量总和与设定周期内光伏发电量总和的比值；确定新能源供电率为设定周期内光伏供电量总和与设定周期内负荷用电量总和的比值；设定周期内光伏供电量为负荷用电量总和与燃油供电量总和之差。
12、其进一步的技术方案为，蓄电池配置参数包括蓄电池储能警戒上限蓄电池储能警戒下限和蓄电池的充放电效率ηb；确定第t时段的弃光电量epsp(t)和燃油供电量rpsp(t)包括：
13、根据容量配置方案的蓄电池配置参数和第t-1时段的蓄电池充放电功率pb(t-1)确定蓄电池第t时段的理论能量e'ess(t)＝eess(t-1)+ηbpb(t-1)δt，eess(t-1)为蓄电池第t-1时段的实际能量，eess(0)为设定的蓄电池初始能量，δt为每个时段的时长。
14、确定第t时段的弃光电量epsp(t)为：
15、
16、确定第t时段的燃油供电量rpsp(t+1)为：
17、
18、其进一步的技术方案为，更新得到第t时段的蓄电池充放电功率pb(t)包括：
19、根据第t时段的弃光电量epsp(t)和燃油供电量rpsp(t)确定混合储能装置第t时段的平均充放电功率phess(t)。
20、根据混合储能装置第t时段的平均充放电功率phess(t)更新确定第t时段的蓄电池充放电功率pb(t)以及第t时段的超级电容充放电功率ps(t)，容量配置方案对应的超级电容配置容量与各个时段的超级电容充放电功率相关。
21、其进一步的技术方案为，混合储能装置第t时段的平均充放电功率phess(t)为：
22、
23、第t时段的蓄电池充放电功率
24、第t时段的超级电容充放电功率为ps(t)＝phess(t)-pb(t)。
25、其中，t为滤波时间常数，s为微分算子。
26、其进一步的技术方案为，确定容量配置方案对应的超级电容配置容量包括：
27、确定每个充电区间的超级电容充电量为超级电容在充电区间包含的第p时段至第q时段的连续若干个时段内都处于充电状态；确定每个放电区间的超级电容放电量为超级电容在放电区间包含的第i时段至第j时段的连续若干个时段内都处于放电状态，ηs为超级电容的充放电效率。
28、确定超级电容配置容量其中，为设定周期内es的最大取值，为设定周期内esd的最大取值，socmax为超级电容的荷电状态安全上限，socmin为超级电容的荷电状态安全下限。
29、其进一步的技术方案为，预测待配置区域设定周期内各个时段的平均负荷用电功率包括：
30、按照功率输出模型p(t)＝ptl(t)+prl(t)预测得到任意第t时段的平均负荷用电功率p(t)。
31、其中，ptl(t)＝py(t)·py_m(t)·pm_d(t)·pd_t(t)为负荷时变特性模型，py(t)为第t时段所在年的最大负荷用电功率，py_m(t)为第t时段所在月的最大负荷用电功率与第t时段所在年的最大负荷用电功率的比值，pm_d(t)为第t时段所在日的最大负荷用电功率与第t时段所在月的最大负荷用电功率的比值，pd_t(t)为第t时段所在日的最大负荷用电功率与第t时段所在小时的最大负荷用电功率的比值。
32、prl(t)为负荷随机特性模型，且prl(t)的密度函数为：
33、
34、其中，μl为负荷波动期望，σl为负荷波动标准差，exp()为指数函数。
35、其进一步的技术方案为，光伏配置参数包括光伏阵列面积apv和光电转换效率ηpv，根据包含的光伏配置参数预测设定周期内各个时段的平均光伏发电功率包括：
36、基于光伏配置参数和待配置区域在第h小时内第k个历史采样时刻的光照强度xk(h)确定第h小时内第k个历史采样时刻的光伏发电功率
37、计算第h小时各个历史采样时刻的光伏发电功率的期望和方差，基于期望和方差确定beta分布的形状参数α和β，基于形状参数α和β构建第h小时内任意时刻w的光伏发电功率p'pv(w)的概率密度函数f(p'pv(w))为：
38、
39、其中，为第h小时中各个历史采样时刻的光伏发电功率的最大值，γ()为gamma函数。
40、基于任意第h小时的概率密度函数f(p'pv(w))拟合得到的任意时刻w的光伏发电功率本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种混合储能的独立光伏直流微电网的容量配置优化方法，其特征在于，所述容量配置优化方法包括：
2.根据权利要求1所述的容量配置优化方法，其特征在于，确定每个容量配置方案的弃光率和新能源供电率包括：
3.根据权利要求2所述的容量配置优化方法，其特征在于，所述蓄电池配置参数包括蓄电池储能警戒上限蓄电池储能警戒下限和蓄电池的充放电效率ηb；确定第t时段的弃光电量EPSP(t)和燃油供电量RPSP(t)包括：
4.根据权利要求2所述的容量配置优化方法，其特征在于，更新得到第t时段的蓄电池充放电功率Pb(t)包括：
5.根据权利要求4所述的容量配置优化方法，其特征在于，
6.根据权利要求4所述的容量配置优化方法，其特征在于，确定所述容量配置方案对应的超级电容配置容量包括：
7.根据权利要求1所述的容量配置优化方法，其特征在于，预测所述待配置区域设定周期内各个时段的平均负荷用电功率包括：
8.根据权利要求1所述的容量配置优化方法，其特征在于，所述光伏配置参数包括光伏阵列面积APV和光电转换效率ηPV，根据包
9.根据权利要求1所述的容量配置优化方法，其特征在于，每个容量配置方案中的蓄电池的配置容量Erate_b＝E'rate_b·ηN，基于所述蓄电池的配置容量Erate_b确定蓄电池配置参数中的蓄电池储能警戒上限和蓄电池储能警戒下限；
10.根据权利要求1所述的容量配置优化方法，其特征在于，所述基于弃光率和新能源供电率满足对应的约束条件的容量配置方案及其对应的超级电容配置容量对所述独立光伏直流微电网进行容量配置优化包括：
...【技术特征摘要】
1.一种混合储能的独立光伏直流微电网的容量配置优化方法，其特征在于，所述容量配置优化方法包括：
2.根据权利要求1所述的容量配置优化方法，其特征在于，确定每个容量配置方案的弃光率和新能源供电率包括：
3.根据权利要求2所述的容量配置优化方法，其特征在于，所述蓄电池配置参数包括蓄电池储能警戒上限蓄电池储能警戒下限和蓄电池的充放电效率ηb；确定第t时段的弃光电量epsp(t)和燃油供电量rpsp(t)包括：
4.根据权利要求2所述的容量配置优化方法，其特征在于，更新得到第t时段的蓄电池充放电功率pb(t)包括：
5.根据权利要求4所述的容量配置优化方法，其特征在于，
6.根据权利要求4所述的容量配置优化方法，其特征在于，确定所述容量配置方案对应的超级电容配置容量包括：
7.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨双铭，吴晓奇，王强，顾正炜，向煜，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零三研究所无锡分部，
类型：发明
国别省市：
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