考慮柴蓄協(xié)調(diào)增效的微電網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種考慮柴蓄協(xié)調(diào)增效的微電網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，根據(jù)考慮含風(fēng)光柴蓄的獨立微電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，綜合分析光伏和風(fēng)力發(fā)電、柴油機發(fā)電及儲能系統(tǒng)等多方面的運行特性，提出考慮柴油機發(fā)電費用和蓄電池循環(huán)電量的多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型以及目標(biāo)函數(shù)，并構(gòu)造蓄電池組充電功率和SOC范圍約束、柴油機發(fā)電功率約束、滿足系統(tǒng)功率平衡等約束條件。通過相關(guān)多目標(biāo)優(yōu)化算法，得到非支配解前沿面，進而獲得多個Pareto最優(yōu)解。根據(jù)不同天氣條件，確定最佳優(yōu)化調(diào)度方案。本發(fā)明以海島獨立微電網(wǎng)系統(tǒng)建立多目標(biāo)數(shù)學(xué)模型，以降低柴油機發(fā)電費用和蓄電池組循環(huán)電量為優(yōu)化目標(biāo)，為未來解決海島供電問題提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐，并有利于提高海島獨立微電網(wǎng)整體運行的經(jīng)濟性。
【專利說明】考慮柴蓄協(xié)調(diào)增效的微電網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種考慮柴蓄協(xié)調(diào)增效的微電網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國海岸線長、海島數(shù)量眾多，安全可靠的電力供應(yīng)是海島開發(fā)建設(shè)和居民日常生活的基礎(chǔ)保障。過去，我國海島多采用海纜供電或自備柴油發(fā)電機發(fā)電，故障頻繁、環(huán)境污染大。一般情況下，海島及周邊區(qū)域擁有豐富的太陽能、風(fēng)能等可再生能源發(fā)電資源，隨著分布式電源及微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，可形成多種能源互補的海島微電網(wǎng)供電模式，并配置蓄電池組等儲能裝置，對分布式電源的有效利用及靈活、智能的控制，是解決未來海島供電問題的有效途徑之一。
[0003]但是，現(xiàn)在關(guān)于獨立微電網(wǎng)的優(yōu)化運行研究主要是對可控傳統(tǒng)發(fā)電的運行費用進行優(yōu)化，未計及系統(tǒng)中儲能的運行損耗。盡管微電網(wǎng)初期建設(shè)蓄電池投資相對不算高，但是蓄電池經(jīng)常由于使用壽命的原因而頻繁更換，后期運行壽命中儲能系統(tǒng)的蓄電池是整個系統(tǒng)中最為昂貴的部件。因此，對獨立微電網(wǎng)的優(yōu)化運行進行研究時，需考慮儲能系統(tǒng)的使用壽命問題，盡可能降低儲能的循環(huán)電量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述不足，本發(fā)明針對海島獨立微電網(wǎng)系統(tǒng)建立多目標(biāo)數(shù)學(xué)模型，以降低柴油機發(fā)電費用和蓄電池組循環(huán)電量為優(yōu)化目標(biāo)，提供一種考慮柴蓄協(xié)調(diào)增效的微電網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下所述:一種考慮柴蓄協(xié)調(diào)增效的微電網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，包括如下步驟:
[0006]步驟(I)、確定獨立微電網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及各組件功能；
[0007]步驟(2)、考慮柴油機發(fā)電費用和蓄電池組循環(huán)電量，構(gòu)建柴蓄協(xié)調(diào)增效的微電網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)；
[0008]步驟(3)、從柴油機發(fā)電功率、蓄電池組充電功率和SOC范圍、系統(tǒng)功率平衡角度提出優(yōu)化模型的約束條件；
[0009]步驟(4)、優(yōu)化模型求解前，確定必須的基礎(chǔ)計算數(shù)據(jù)；
[0010]步驟(5)、通過多目標(biāo)優(yōu)化算法得到非支配解前沿面，進而獲得多個Pareto最優(yōu)解；
[0011 ] 步驟(6)、根據(jù)蓄電池的起始SOC狀態(tài)和日照情況，綜合考慮蓄電池循環(huán)電量和柴油機發(fā)電費用因素，最終選擇每日的優(yōu)化調(diào)度方案，
[0012]步驟(I)中，獨立微電網(wǎng)的系統(tǒng)主要由光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、柴油發(fā)電機系統(tǒng)和控制中心組成。
[0013]步驟⑵中，微電網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)為:
【權(quán)利要求】
1.一種考慮柴蓄協(xié)調(diào)增效的微電網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟(1)、確定獨立微電網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及各組件功能； 步驟(2)、考慮柴油機發(fā)電費用和蓄電池組循環(huán)電量，構(gòu)建柴蓄協(xié)調(diào)增效的微電網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)； 步驟(3)、從柴油機發(fā)電功率、蓄電池組充電功率和SOC范圍、系統(tǒng)功率平衡角度提出優(yōu)化模型的約束條件； 步驟(4)、優(yōu)化模型求解前，確定必須的基礎(chǔ)計算數(shù)據(jù)； 步驟(5)、通過多目標(biāo)優(yōu)化算法得到非支配解前沿面，進而獲得多個Pareto最優(yōu)解；步驟(6)、根據(jù)蓄電池的起始SOC狀態(tài)和日照情況，綜合考慮蓄電池循環(huán)電量和柴油機發(fā)電費用因素，最終選擇每日的優(yōu)化調(diào)度方案， 步驟(2)中，微電網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮柴蓄協(xié)調(diào)增效的微電網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，步驟(1)中，獨立微電網(wǎng)的系統(tǒng)主要由光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、柴油發(fā)電機系統(tǒng)和控制中心組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮柴蓄協(xié)調(diào)增效的微電網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，步驟(3)中，蓄電池組充電功率和SOC范圍約束:如果放電深度過大，會影響蓄電池使用壽命，對蓄電池組的SOC范圍約束如下:
1-D ≤ SOCi ≤I 式中，D為儲能電池組最大放電深度；S0Ci為第i時段蓄電池組荷電狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮柴蓄協(xié)調(diào)增效的微電網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，步驟(5)中，多目標(biāo)優(yōu)化算法采用NSGA-1I算法或多目標(biāo)微分進化算法。
【文檔編號】G06Q10/04GK103996075SQ201410193293
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】李鵬, 雷金勇, 許愛東, 黃燾, 劉念, 路欣怡 申請人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 華北電力大學(xué)