旋轉(zhuǎn)備用容量W應對系統(tǒng)的瞬時功率波動?？梢姡?用單主控電源調(diào)度策略使得可再生能源分布式電源的利用率下降、柴油發(fā)電機組更多的燃 料需求及更高污染物排放量，從而導致獨立微電網(wǎng)系統(tǒng)更高的發(fā)電成本。
[0122] 由圖4與圖5的仿真結(jié)果可知，本發(fā)明提出的雙主控動態(tài)協(xié)作的經(jīng)濟調(diào)度優(yōu)化策 略可W最大限度發(fā)揮蓄電池儲能系統(tǒng)的禪合作用，W提高可再生能源利用率和減少柴油發(fā) 電機組的運行時間，同時也可W提高柴油發(fā)電機組的負載率，進而減少柴油發(fā)電機組的燃 料成本與污染物治理成本，從而降低了獨立微電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)電成本。
[0123] 最后說明的是，W上優(yōu)選實施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通 過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，可W在 形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種基于雙主控動態(tài)協(xié)作的獨立微電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度優(yōu)化方法，所述獨立微電網(wǎng)包 含蓄電池儲能系統(tǒng)度atteiTlinergyStorageSystem,BES巧和柴油發(fā)電機組值iesel GeneratorE：ngine，DE：)兩種主控電源，W及風力發(fā)電機組（WindTurbine，WT)和光伏發(fā)電 系統(tǒng)（Photovoltaic,PV)兩種非主控電源，其特征在于：該方法包括W下步驟： 步驟一：獲得初始階段的基本數(shù)據(jù)，包含有系統(tǒng)負荷需求、風電輸出功率和光伏輸出功 率、可用的分布式電源數(shù)量及輸出功率限值、蓄電池儲能系統(tǒng)的容量及容量限制值、分布式 電源的各種成本值； 步驟二：采用粒子群優(yōu)化算法對獨立微電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度優(yōu)化模型進行綜合權(quán)衡求解，同 時計算求解出整個調(diào)度周期內(nèi)微電網(wǎng)系統(tǒng)的最小發(fā)電成本W(wǎng)及最恰當?shù)慕?jīng)濟調(diào)度方案，在 每個周期內(nèi)的微電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度優(yōu)化過程中都有兩個不同的時間尺度：時間尺度t:僅用于 優(yōu)化求解系統(tǒng)的最小發(fā)電成本目標；時間尺度t':僅用于優(yōu)化選擇系統(tǒng)運行控制模式，求 解最恰當?shù)慕?jīng)濟調(diào)度方案； 步驟Ξ:W采樣時間段T為基本單位逐次循環(huán)求解，并W24小時為整個調(diào)度周期最大 值進行檢驗是否滿足終止條件，如果滿足，則輸出整個調(diào)度周期內(nèi)所有采樣時間段的微電 網(wǎng)最小發(fā)電成本總和，即為所求解的獨立微電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度優(yōu)化結(jié)果，否則，則返回步驟一繼 續(xù)運行直至滿足終止條件。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙主控動態(tài)協(xié)作的獨立微電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度優(yōu)化方法，其特 征在于：在步驟二中，所述經(jīng)濟調(diào)度方案包括： 1) 調(diào)度方案A:蓄電池儲能系統(tǒng)作為主控電源，且獨立微電網(wǎng)電源組合類型為"蓄電池 儲能+風力發(fā)電機組+光伏發(fā)電機組"，此種情況下，微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的所有電力負荷需求都 是由風力發(fā)電機組、光伏發(fā)電機組和蓄電池儲能系統(tǒng)來能夠共同滿足和承擔，而不需柴油 發(fā)電機組的電力補充供應； 2) 調(diào)度方案B:蓄電池儲能系統(tǒng)作為主控電源，且獨立微電網(wǎng)電源組合類型為"蓄電池 儲能+風力發(fā)電機組+光伏發(fā)電機組+柴油發(fā)電機組"，而柴油發(fā)電機組則為從控電源并W 恒定功率方式提供電力輸出，此種情況下，微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的所有電力負荷需求都是由蓄電 池儲能系統(tǒng)、柴油發(fā)電機組、風力發(fā)電機組和太陽能光伏發(fā)電機組來共同承擔和滿足； 3) 調(diào)度方案C:柴油發(fā)電機組作為主控電源，且獨立微電網(wǎng)電源組合類型為"柴油發(fā)電 機組+風力發(fā)電機組+光伏發(fā)電機組"，此種情況下，微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的所有電力負荷需求都 是由風力發(fā)電機組、光伏發(fā)電機組和柴油發(fā)電機組來共同承擔和滿足，而不需要蓄電池儲 能系統(tǒng)參與調(diào)節(jié)； 4) 調(diào)度方案D:柴油發(fā)電機組作為主控電源，且獨立微電網(wǎng)電源組合類型為"柴油發(fā)電 機組+風力發(fā)電機組+光伏發(fā)電機組+蓄電池儲能"，而蓄電池儲能系統(tǒng)則為從控電源并W 恒功率控制（PQ控制）方式協(xié)助柴油發(fā)電機組進行功率補償調(diào)節(jié)，此種情況下，微電網(wǎng)系統(tǒng) 內(nèi)的所有電力負荷需求都是由柴油發(fā)電機組、風力發(fā)電機組、光伏發(fā)電機組和蓄電池儲能 系統(tǒng)來共同承擔和滿足； 5) 調(diào)度方案E:兩種不同模式間的交互切換，即根據(jù)系統(tǒng)實時運行需求，微電網(wǎng)系統(tǒng)從 當前控制模式切換到另一種控制模式，即微電網(wǎng)系統(tǒng)的兩種不同運行控制模式Mode1 (蓄 電池儲能系統(tǒng)為主控電源）與Mode2 (柴油發(fā)電機組為主控電源）之間的相互切換。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙主控動態(tài)協(xié)作的獨立微電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度優(yōu)化方法，其特 征在于：在步驟二中，所述經(jīng)濟調(diào)度優(yōu)化模型包括： 1) 優(yōu)化目標：調(diào)度周期內(nèi)的獨立微電網(wǎng)系統(tǒng)總發(fā)電成本最小，目標函數(shù)定義如下：Cm。(巧為獨立微電網(wǎng)系統(tǒng)在整個調(diào)度周期NT內(nèi)產(chǎn)生功率P所需要的總發(fā)電成本；N為 某調(diào)度周期[〇，NT]內(nèi)采樣時間段T的個數(shù)；G為分布式電源的類型數(shù)量；C,(P,(t))表示第 j種分布式電源輸出功率P，(t)時的總發(fā)電成本；P，(t)第j種分布式電源在第t個時間間 隔期間[(t-l)T，t口的輸出功率； 11) 可再生能源電源發(fā)電成本：Cdc,i、Cm。,郝Ses,i分別為第i個可再生能源分布式電源輸出功率Pi(t)時的折舊成本、 運行維護成本W(wǎng)及經(jīng)濟補貼；Cm。,1為第i個可再生能源分布式電源的年均投資成本；P1為 第i個可再生能源電源的運行維護成本系數(shù)；Εαρ。,1為第i個可再生能源分布式電源基于典 型年歷史數(shù)據(jù)的年發(fā)電總量預測值；1?為根據(jù)當?shù)啬茉凑叨鴮稍偕茉窗l(fā)電所設(shè)定 的價格補貼系數(shù)； 12) 柴油發(fā)電機組發(fā)電成本：Cdc(Pdeω)、Cm。(Pde(t))、Cpc(Pdeα))和Cecαν(t))分別表示柴油發(fā)電機組輸出功率為Ρ〇Εα)時的折舊成本、運行維護成本、燃料成本和污染物治理成本；Caic,de表示柴油發(fā)電機組 的年均投資成本；Eap&w表示基于典型年歷史數(shù)據(jù)的柴油發(fā)電機組年發(fā)電總量預測值；Km。,W 表示機組運行維護成本系數(shù)；/懲表示柴油發(fā)電機組的額定功率；Cfp表示柴油燃料價格；c&k表示第k種化=1，2, 3, 4, 5分別代表NO、，S〇2,C〇2,C0及灰塵）污染排放物的環(huán)境成 本系數(shù)； 13) 蓄電池儲能系統(tǒng)發(fā)電成本：CbESS(PbESsW)表示蓄電池儲能系統(tǒng)在放電功率為PbESS(。時的發(fā)電成本;PBESS'dch(t)表 示蓄電池儲能系統(tǒng)的放電功率；βWSS表示蓄電池儲能系統(tǒng)的單位發(fā)電成本系數(shù)； 2) 約束條件：獨立微電網(wǎng)系統(tǒng)的約束條件包括系統(tǒng)電力供需平衡、旋轉(zhuǎn)備用容量、分 布式電源輸出功率約束、分布式電源最短啟停時間約束和蓄電池儲能系統(tǒng)容量約束等，W 確保微電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠； 21) 系統(tǒng)電力供需平衡：口。、。。55?。(*)為超出系統(tǒng)負荷需求的功率，Mt)為系統(tǒng)的總負荷需求； 22) 旋轉(zhuǎn)備用容量：R為獨立微電網(wǎng)系統(tǒng)中主控電源數(shù)目；為獨立微電網(wǎng)系統(tǒng)中主控電源可用的 旋轉(zhuǎn)備用容量；為獨立微電網(wǎng)系統(tǒng)所需的旋轉(zhuǎn)備用容量；為獨立微電網(wǎng)系統(tǒng)凈 負荷實際值與預測值之間才偏差率；Pwt^t)為獨立微電網(wǎng)系統(tǒng)的凈負荷需求（P"pt,(t)= PL(t)-P"(t)-Ppv(t)); 23) 分布式電源輸出功率約束： a. 主控電源PM,h(t)表示第h個主控電源的輸出功率；PM,hlgh,h(t)和PM,l?,h(t)分別為第h個主控電源在正常運行區(qū)域內(nèi)輸出功率的上限和下限值；Pm,和PM,mi。,h分別為第h個主控電源的 技術(shù)輸出功率的最大值和最小值； b. 從控電源 Ps,niin,l《Ps,I(t)《Ps,niax,1 Ps,i(t)表示第1個從控電源的輸出功率；Ps,max,郝Ps,mi。,1分別表示第1個從控電源的 技術(shù)輸出功率的最大值和最小值； 24) 分布式電源最短啟停時間約束： Trs. Τrs.niin,j i表示第j個分布式電源的啟停時間；Tu,mi。,i表示第j個分布式電源最短持續(xù)開機 和持續(xù)停機時間. 25) 蓄電池儲能系統(tǒng)容量約束 SOCmm《SOC1冊《SOC(t)《SOChigh《SOCmax SOCm。、表示蓄電池儲能系統(tǒng)的最大規(guī)格容量（額定容量），SOCmi。為由制造商提供的最 小容量值，SOChigh和SOCi胃分別表示蓄電池儲能系統(tǒng)正常運行區(qū)域設(shè)定的容量最高值與最 低值。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于雙主控動態(tài)協(xié)作的獨立微電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度優(yōu)化方法，該獨立微電網(wǎng)包含蓄電池儲能系統(tǒng)和柴油發(fā)電機組兩種主控電源，以及風力發(fā)電機組和光伏發(fā)電系統(tǒng)兩種非主控電源；該方法包括：1)蓄電池儲能系統(tǒng)作為獨立微電網(wǎng)的主控電源時，系統(tǒng)的經(jīng)濟調(diào)度優(yōu)化策略；2)柴油發(fā)電機組作為獨立微電網(wǎng)的主控電源時，系統(tǒng)的經(jīng)濟調(diào)度優(yōu)化策略；3)基于粒子群優(yōu)化算法的雙主控動態(tài)協(xié)作的獨立微電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度優(yōu)化過程。本發(fā)明解決了獨立微電網(wǎng)系統(tǒng)中包含蓄電池儲能系統(tǒng)和柴油發(fā)電機組兩種不同類型的主控電源的經(jīng)濟調(diào)度優(yōu)化問題，能夠同時追求系統(tǒng)最優(yōu)運行控制模式和最小發(fā)電成本目標，有效實現(xiàn)了獨立微電網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)濟運行的最小化發(fā)電總成本目標和最大化利用可再生能源，改善微電網(wǎng)經(jīng)濟運行性能。
【IPC分類】H02J3/46, H02J3/32, H02J3/38
【公開號】CN105406520
【申請?zhí)枴緾N201610006784
【發(fā)明人】馬藝瑋
【申請人】重慶郵電大學
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2016年1月6日