度獲得明顯改善，如圖3(b)所示，這與圖3(a)形成鮮明的對比。
[0069] 圖4所示是海水淡化系統(tǒng)和儲能設(shè)備對多余電量的吸納效果。由圖4可見，隨著 系統(tǒng)中GCR的不斷變化，當(dāng)剩余電量較多時(shí)，算法通過調(diào)節(jié)海水淡化系統(tǒng)和儲能設(shè)備的開 關(guān)狀態(tài)可以有效的吸收系統(tǒng)中這部分電能，增強(qiáng)分布式電源所產(chǎn)電能的利用率，進(jìn)而提高 整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)的用電效率。
[0070] 在控制作用下，蓄水池水位變化如圖5所示。從圖5可以看到，淡水池水位RAF隨 負(fù)荷GCR變化發(fā)生波動，當(dāng)供電負(fù)荷較大時(shí)，淡水池水位上升，如00:00- 04:30時(shí)間段和 13:00-14:30時(shí)間段，反之，水位相對下降；但總體水位保持在70噸以上，即70-150噸左 右；這說明，該算法基本保證了淡水池水位的穩(wěn)定，能夠保證島上的基本淡水使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含風(fēng)光柴儲及海水淡化系統(tǒng)海島微電網(wǎng)的模糊決策方法，其特征在于：包括以 下步驟： ⑴以時(shí)間間隔At為采樣時(shí)間，T為采樣周期，實(shí)時(shí)采集海島微電網(wǎng)系統(tǒng)的電力供需 匹配關(guān)系GCR、海水淡化系統(tǒng)的蓄水池剩水量RAF及儲能單元的荷電狀態(tài)SOC作為模糊決策 系統(tǒng)的控制輸入。 (2) 將步驟（1)獲取的電力供需匹配GCR、蓄水池剩水量RAF、儲能單元荷電狀態(tài)SOC等 變量按照隸屬度函數(shù)進(jìn)行模糊化。 (3) 對步驟（2)模糊化后得到的模糊向量按照模糊控制規(guī)則表進(jìn)行推理計(jì)算，得到柴 油發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)UD(；S、海水淡化系統(tǒng)開機(jī)臺數(shù)USDS和儲能單元的充放電狀態(tài)Usu三個(gè)輸 出控制變量的模糊控制向量。 (4) 對步驟（3)獲得的模糊控制向量進(jìn)行解模糊計(jì)算，得到柴油發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài) UD(；S、海水淡化系統(tǒng)開機(jī)臺數(shù)USDS和儲能單元的充放電狀態(tài)Usu三個(gè)輸出控制變量的精確值。 (5) 通過控制器將步驟（4)獲得的三個(gè)輸出控制變量的精確值分別發(fā)送到柴油發(fā)電 機(jī)、海水淡化系統(tǒng)和儲能單元的執(zhí)行器，調(diào)節(jié)其完成控制動作。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含風(fēng)光柴儲及海水淡化系統(tǒng)海島微電網(wǎng)的模糊決策方法，其 特征在于：步驟（2)中，所述隸屬度函數(shù)由兩部分組成，即邊界隸屬度函數(shù)和對稱隸屬度函 數(shù)。邊界隸屬度函數(shù)的戒上限隸屬度函數(shù)為降半柯西分布函數(shù)，如下式（1)所示：(1) 戒下限隸屬度函數(shù)為升半柯西分布函數(shù)，如式（2)所示：?2) 中間隸屬度函數(shù)為正態(tài)分布函數(shù)，如式（3)所示： μ(x) =exp(-kmed (x-cmed)2) (3) 其中，參數(shù)clciw>0，chlgh>0調(diào)節(jié)曲線的坡度；βlciw>0，βhlgh>0決定拐點(diǎn)的位置和曲線的坡 度。CnKd>0調(diào)節(jié)曲線中心點(diǎn)所對應(yīng)的位置，kMd>0調(diào)節(jié)曲線的坡度。 模糊化的電力供需匹配GCR、蓄水池剩水水位RAF、儲能單元荷電狀態(tài)SOC分別采用5 元素模糊子集{負(fù)大NB，負(fù)小NS，零Z0,正小PS，正大PB}、3元素模糊子集{:低Lraf，中Mraf， 高Hraf}和3元素模糊子集{:低LS(K，中Mi，高HS(]J，則任意采樣時(shí)刻獲得的GCR、RAF和SOC 的實(shí)時(shí)采樣值V(M!、和VI可通過隸屬度函數(shù)被分別模糊成向量、匕#和:3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含風(fēng)光柴儲及海水淡化系統(tǒng)海島微電網(wǎng)的模糊決策方 法，其特征在于：步驟（3)中采用改進(jìn)的基于專家規(guī)則的推理方式，其模糊蘊(yùn)涵關(guān)系 由GCR、RAF和SOC的模糊向量的笛卡爾乘積獲得，即：C?) 其中，n_input為輸入變量的個(gè)數(shù)。 N條專家規(guī)則中的任一條可描述為："若GCR是]，RAF是|并且SOC是那么柴油發(fā) 電機(jī)的工作狀態(tài)輸出為UD(；S，海水淡化系統(tǒng)開機(jī)臺數(shù)輸出為USDS，儲能單元的工作狀態(tài)輸出 為Usu。"其中，彥，（5為輸入變量的模糊子集元素，BP:(8) UDSS，USDS，Usu為輸出結(jié)果的精確解集元素，即：(9) 則由式（7)，全部規(guī)則推理可表示為：(10) 由于uD(；s，uSDS，usu為精確解集的元素，因此，式（10)可簡化為：(Π) 帶入式（4)-(6)可得：式（12)是與模糊控制規(guī)則表對應(yīng)的推理矩陣，矩陣中的元素與規(guī)則表中對應(yīng)位置的 輸出變量解集的元素對應(yīng)。該推理過程中解集元素直接采用精確解，而非模糊向量，因此， 該矩陣中對應(yīng)元素即為其規(guī)則表中解集元素的隸屬度。再對規(guī)則表中同一解集元素的隸屬 度取"合成"運(yùn)算（邏輯"或"，V)，即將規(guī)則表中同一元素對應(yīng)的（12)中隸屬度元素取"合 成"，得到的最終結(jié)果既為該解集元素的推理結(jié)果。 海島微電網(wǎng)系統(tǒng)的基本控制原則是： (a)在光伏（PPV)和風(fēng)機(jī)（PWind)可再生供電系統(tǒng)供電量大于島上日常生產(chǎn)生活用電 (PuJ的情況下，即PPV+PKnd>Pu·』寸，優(yōu)先開啟海水淡化系統(tǒng)吸納多余的電量，以保證島上 淡水供應(yīng)的穩(wěn)定，同時(shí)減少儲能設(shè)備的充放電次數(shù)，延長其使用壽命； (b)在光伏（Ppv)和風(fēng)機(jī)（PWind)可再生供電系統(tǒng)供電量遠(yuǎn)大于島上日常生產(chǎn)生活用電 (PuJ的情況下，即PPV+PKnd>>P寸，開啟海水淡化系統(tǒng)的同時(shí)儲能設(shè)備充電（咬￥)， 以吸收多余電能； (C)在光伏（PPV)和風(fēng)機(jī)（PWind)可再生供電系統(tǒng)供電量小于島上日常生產(chǎn)生活用電 (PuJ的情況下，即Ρρν+Ρκη/Ρ^時(shí)，優(yōu)先使用儲能設(shè)備放電以彌補(bǔ)電力供應(yīng)的不 足； (d) 在光伏（Ppv)和風(fēng)機(jī)（PWind)可再生供電系統(tǒng)供電量遠(yuǎn)小于島上日常生產(chǎn)生活用電 U的情況下，即Ppv+Pwind<<P寸，儲能設(shè)備放電校的同時(shí)，開啟柴油發(fā)電機(jī)供 電（PD_J，以進(jìn)一步彌補(bǔ)電力供應(yīng)的不足，并最大限度的降低發(fā)電成本，減少環(huán)境的污染； (e)當(dāng)?shù)氐氖Ｓ嗨惠^高時(shí)，即使有多余的供電量也不開或少開海水淡化設(shè)備； (f) 當(dāng)儲能設(shè)備的荷電狀態(tài)較低時(shí)，即使有供電缺額，儲能設(shè)備也不放電；反正，當(dāng)其 荷電狀態(tài)較高時(shí)，即使有多余的供電量也不向其充電，以保護(hù)儲能設(shè)備不被過度使用而損 壞。 按照上述控制調(diào)度規(guī)則，針對柴油發(fā)電機(jī)的開關(guān)工作狀態(tài)UD(；S、海水淡化系統(tǒng)開機(jī)臺數(shù)USDS及儲能單元充放電狀態(tài)Usu的控制規(guī)則如下表1、表2和表3所示： 表1柴油發(fā)電機(jī)的開關(guān)工作狀態(tài)uD(；s控制規(guī)則表表2海水淡化系統(tǒng)開機(jī)臺數(shù)USDS控制規(guī)則表表3儲能單元充放電狀態(tài)Usu控制規(guī)則表action)〇4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含風(fēng)光柴儲及海水淡化系統(tǒng)海島微電網(wǎng)的模糊決策方法，其 特征在于：步驟（4)中，解模糊策略選用最大隸屬度法。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含風(fēng)、光、柴、儲及海水淡化系統(tǒng)海島微電網(wǎng)的模糊決策方法，該方法針對海島微電網(wǎng)系統(tǒng)中的分布式電源的運(yùn)行狀態(tài)普遍存在波動性、隨機(jī)性、難預(yù)測性以及由此帶來的離網(wǎng)狀態(tài)下系統(tǒng)供用電負(fù)荷之間存在的匹配困難等問題，提出通過實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)的供用電負(fù)荷關(guān)系(GCR)、海水淡化系統(tǒng)(SDS)的淡水儲量(RAF)及儲能單元(SU)的荷電狀態(tài)(SOC)作為決策系統(tǒng)的控制輸入，調(diào)控海島上普遍配備的儲能單元的充放電狀態(tài)以及海水淡化系統(tǒng)的工作臺時(shí)與工作臺數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)對分布式電源(DG)多余發(fā)電量的吸納以及缺失負(fù)荷的填補(bǔ)；同時(shí)，通過決策柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)(DGS)的開關(guān)時(shí)刻及時(shí)長，在最大限度的減少對柴油消耗的情況下保證了島上用戶的最低用電和用水需求。
【IPC分類】H02J3/46
【公開號】CN105262147
【申請?zhí)枴緾N201510801696
【發(fā)明人】房新力, 張晉濤, 溫斌斌, 馬時(shí)浩, 郭捷, 高偉中, 劉加英, 張楠
【申請人】中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司, 杭州華辰電力控制工程有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月19日