基于实时反馈的互动型微电网能量控制处理方法
【专利摘要】本发明涉及基于实时反馈的互动型微电网能量控制处理方法，包括：预测微电网总功率、负荷需求，确定微电网自身运行约束条件，以改进遗传算法优化微电网个体，根据优化结果得出能量调度指令，并使微电网按指令进行调度控制。本发明控制方法能根据现有微电网数据对能量调度控制进行有效修正，使调度指令更贴合实际。
【专利说明】基于实时反馈的互动型微电网能量控制处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于实时反馈的互动型微电网能量控制处理方法，尤其适用于风 光储能的微电网。
【背景技术】
[0002] 据 申请人:了解，随着全球性能源危机的不断加大，低碳、清洁的可再生能源已经成 为研究热点，目前世界各国均开展了含可再生能源的微电网研究项目。微电网是指多个分 布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过静态开关关联至常规电 网。
[0003] 目前，分布式电源已成为重要的电力供给形式，与传统电力系统相比，它具有卓越 的可靠性和经济性，污染少，可靠性高，能源利用效率高，且其位置灵活、分散，能极好地适 应分散电力需求和资源分布，可延缓输、配电网升级换代所需的巨额投资，可与大电网互为 备用以改善供电可靠性。
[0004] 然而，分布式电源（尤其是可再生能源）本身还存在诸多不利之处，例如分布式电 源单机接入成本高，控制困难，存在间歇性特点，等等，将分布式电源接入电网会对电力系 统会造成影响。同时，为减少分布式电源对大电网的冲击，大系统往往采取限值、隔离的方 式来处置分布式电源，当电力系统发生故障时，分布式电源必须马上退出运行，这就大大限 制了分布式电源的充分发挥，也间接限制了对可再生能源等新能源的有效利用。
[0005] 基于以上现状，需研发微电网能量控制处理方法，能抑制分布式电源自身的弱点， 充分发挥分布式电源的优点，实现对可再生能源等新能源的有效利用，进而有利于减少二 氧化碳的排放量，有利于提供定制的电能服务。
[0006] 现有的微电网能量控制处理方法中，多采用日前计划与超短期优化相结合的方 式，然而由于存在预测误差，使实际运行经常偏离日前计划，导致控制失效；超短期优化则 针对短时的能量优化，对于储能而言无法保证一天的电量需求。同时，现有方法中，对于储 能的限制多简单考虑S 0 C上、下限值，频繁的深充深放严重影响储能的使用寿命。此外， 现有方法多考虑微电网自身运行的经济性，欠缺反映其相对大电网可控源的作用，需进一 步改进，强化智能电网的作用。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提出一种基于实时反 馈的互动型微电网能量控制处理方法，更加有效地实现对微电网能量的调度控制。
[0008] 本发明解决其技术问题的技术方案如下：
[0009] 一种基于实时反馈的互动型微电网能量控制处理方法，包括以下步骤：
[0010] 第一步、根据现有微电网数据预测：在未来预定时刻时，各微电网各分布式电源的 输出功率以及各微电网所处地区的负荷需求；对于各微电网，以其内各分布式电源输出功 率之和为未来预定时刻的微电网总功率； toon] 第二步、根据现有微电网数据确定各微电网的自身运行约束条件，自身运行约束 条件包括：微电网总功率约束，微电网蓄电池约束，微电网输电线路电压损耗约束；
[0012] 第三步、将满足自身运行约束条件的微电网作为初始化种群的个体；个体总数量 为初始化种群的规模N P，N P为正整数；各个体的参数包括：相应微电网内各分布式电 源的调度指令和运行状态，运行状态包括分布式电源的并离网状态及相应的储能蓄电池状 态；
[0013] 第四步、将各微电网运行成本的倒数作为相应个体的适应度值；其中，根据第一步 所得的微电网所处地区负荷需求与该微电网总功率之差确定微电网与配电网间功率交换 的购电成本或售电收益，并计入微电网的运行成本；根据第三步微电网内各分布式电源的 调度指令和运行状态确定分布式电源的成本，并计入微电网的运行成本；
[0014] 第五步、将适应度值最高的Μ个个体组成优秀个体库，Μ为正整数；以初始化种群 为本代种群，本代种群的代数η = 1 ;
[0015] 第六步、以优秀个体库中适应度最高的一个个体a作为第一父本，以从本代种群 中随机抽取的X个个体作为第一母本，X为正整数、且
【权利要求】
1. 一种基于实时反馈的互动型微电网能量控制处理方法，其特征是，包括以下步骤： 第一步、根据现有微电网数据预测：在未来预定时刻时，各微电网各分布式电源的输出 功率以及各微电网所处地区的负荷需求；对于各微电网，以其内各分布式电源输出功率之 和为所述未来预定时刻的微电网总功率； 第二步、根据现有微电网数据确定各微电网的自身运行约束条件，所述自身运行约束 条件包括：微电网总功率约束，微电网蓄电池约束，微电网输电线路电压损耗约束； 第三步、将满足自身运行约束条件的微电网作为初始化种群的个体；个体总数量为初 始化种群的规模N P，N P为正整数；各个体的参数包括：相应微电网内各分布式电源的 调度指令和运行状态，所述运行状态包括分布式电源的并离网状态及相应的储能蓄电池状 态； 第四步、将各微电网运行成本的倒数作为相应个体的适应度值；其中，根据第一步所得 的微电网所处地区负荷需求与该微电网总功率之差确定微电网与配电网间功率交换的购 电成本或售电收益，并计入微电网的运行成本；根据第三步微电网内各分布式电源的调度 指令和运行状态确定分布式电源的成本，并计入微电网的运行成本； 第五步、将适应度值最高的Μ个个体组成优秀个体库，Μ为正整数；以初始化种群为本 代种群，本代种群的代数η = 1 ; 第六步、以优秀个体库中适应度最高的一个个体a作为第一父本，以从本代种群中随 机抽取的X个个体作为第一母本，X为正整数、且
先将第一父本与各第一 母本进行交叉操作，再将所得个体进行变异操作，得由变异后个体组成的种群A ; 第七步、以从优秀个体库中随机抽取的一个个体b作为第二父本，个体b 异于个体a ;以从本代种群中随机抽取的Y个个体为第二母本，Y为正整数、且
其中0. 1 < r < 0. 2 ;将第二父本与各第二母本进行单点交 叉操作，所得个体组成种群B 1 ; 于此刻，将任意Z个满足自身运行约束条件的微电网作为个体，并以该Z个个体为第 三母本，Z为正整数、且
其中0. 1彡r彡0. 2 ;将第二父本与各第三母 本进行单点交叉操作，所得个体组成种群B 2 ; 将种群B 1与种群B 2合并后对每个个体进行变异操作，得种群B ; 第八步、将种群A和种群B合并得种群C，种群C的代数为η +1 ;针对与种群C中各 个体相应的微电网，按当前个体参数确定各微电网运行成本，并以运行成本的倒数作为相 应个体的适应度值；将种群C中适应度值最高的一个或若干个体与优秀个体库中适应度值 最低的一个或若干个体进行比较，若某种群C个体适应度值高于某优秀个体库个体，则将 该种群C个体替换该优秀个体库个体，即更新优秀个体库； 第九步、以种群C为本代种群，判断本代种群的代数是否大于预设进化代数N G，N G 为正整数；若达到则转至第十步，若未达到则转至第六步； 第十步、向与优秀个体库各个体相应的各微电网发布根据优秀个体库中各个体参数得 出的能量调度指令，使各微电网按能量调度指令进行调度控制；判断是否结束控制方法，若 否则转至第一步，若是则结束控制。
2. 根据权利要求1所述基于实时反馈的互动型微电网能量控制处理方法，其特征是， 第一步中，现有微电网数据包括微电网所处地区的负荷数据、光照强度数据和温度数据、风 速数据；分布式电源包括光伏阵列和风力发电机；根据负荷数据预测负荷需求，根据光照 强度数据和温度数据预测光伏阵列输出功率，根据风速数据预测风力发电机输出功率； 或者，现有微电网数据包括微电网所处地区的负荷数据、各分布式电源的发电功率数 据；根据负荷数据预测负荷需求，根据发电功率数据预测各分布式电源的输出功率。
3. 根据权利要求1所述基于实时反馈的互动型微电网能量控制处理方法，其特征是， 第二步中，微电网总功率？8的约束为： 在非响应调度时段1下，pg(l) < pg，_，P&Dlin为微电网能够从配电网吸收的最 大功率，Pg;_为微电网能够向配电网输送功率的最大功率； 在响应调度时段k下，Pg(k) = Psrt，Psrt为响应调度时段k下要求的联络线功率； 微电网蓄电池约束为： SOCmin彡SOC(T)彡SOCmax，SOC(T)为蓄电池的实时荷电状态，soc min、socmax分别为蓄电 池荷电状态的下限和上限； Pbat，min(S0C)〈Pbat(T)〈Pbat，眶（SOC)，P bat(T)为蓄电池的实时储能功率，Pbat，min(S0C)、 Pbat，隨(S0C)分别为在当前荷电状态下蓄电池储能功率的下限和上限； 微电网输电线路电压损耗Λυ的约束为：
L为联络线长度，UN为并网电压，&为联络线 的电阻，\为联络线的电抗，f为微电网输出电流和电压的相位差。
4. 根据权利要求1所述基于实时反馈的互动型微电网能量控制处理方法，其特征是， 第四步中，微电网运行成本FK按下式计算：
η为微电网中分布式电源的数量，Cfu^为第i个分 布式电源的燃料成本，Cmii为第i个分布式电源的管理费用，cRt为t时段配电网实时电价； Pex，t为t时段配电网与微电网间的交换功率，Pex，t为正值时电流由配电网注入微电网，P ex，t 为负值时电流由微电网注入配电网；Λ t为t时段的时间长度； 其中，即第一步所得的微电网所处地区负荷需求与该微电网总功率之差；CflKu包 括微型燃气轮机的燃料成本cfue;1，MT，燃料电池的燃料成本cfue;1， FC； 包括光伏电池的管理 费用Cm，pv，风力发电机的管理费用Cm，WT，微型燃气轮机的管理费用C m，MT，蓄电池的管理费用 cm，bat，燃料电池的管理费用cm，FC。
5. 根据权利要求1所述基于实时反馈的互动型微电网能量控制处理方法，其特征是， 第六步中，先将本代种群的个体按适应度值由高到低进行排序，再从中随机抽取个体作为 第一母本；在第一父本与各第一母本进行交叉操作时，若第一母本来自排序后本代种群的 前半部分则采用双点交叉，若第一母本来自排序后本代种群的后半部分则采用单点交叉。
6. 根据权利要求1所述基于实时反馈的互动型微电网能量控制处理方法，其特征是， 第六步、第七步中，各交叉操作分别按预定的交叉概率进行，各变异操作分别按预定的变异 概率进行。
7.根据权利要求1至6任一项所述基于实时反馈的互动型微电网能量控制处理方法， 其特征是，第三步中，NP取值范围为50 - 100;第五步中，Μ取值范围为5 - 10;第六步 中，X等于
的整数部分；第七步中，Υ等于
的整数部分，Ζ等于
的整 数部分；第九步中，N G取值范围为20 - 50。
【文档编号】H02J3/04GK104092209SQ201410274551
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】汪梦余, 戴成涛, 周娟, 王义辉, 于海果 申请人:光一科技股份有限公司