一种含复合储能微电网的多目标优化系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于微电网能量管理技术领域，尤其是一种含复合储能微电网的多目 标优化系统。
【背景技术】
[0002] 随着人们环保意识的增强，分布式发电得到了越来越多的重视与应用，由小容量 分布式电源形成的微电网研究则更加令人关注。该类微电网中的分布式电源主要包括风力 发电机、太阳能光伏电池、燃料电池、微型燃气轮机等，而不同种类的分布式电源又有着不 同的运行特性。在确保微电网正常运行时，如何对运些分布式电源进行合理的管理，W保证 微电网在不同时段都能满足负荷的电能质量要求并且获得最理想的经济效益，是研究微电 网技术的关键问题之一，也是国内外研究的热点。
[0003] 事实上，由于微电网多目标优化问题中各个目标有时是相互矛盾甚至是相互对立 的，往往很难同时兼顾各个目标。目前多目标优化问题的主要求解方法有线性加权法，优先 级法，约束法，最大最小法。线性加权法通过为每一个目标赋一个权重系数，将多目标问题 转化为单目标问题进行求解，该方法的困难在于权重系数的选取，各子目标函数的权重系 数直接反映了各目标函数的重要程度，对于较为重要的目标函数，相应的权系数较大，而不 重要的目标函数其相应的权系数较小。而博弈论作为一种先进的数学工具，在处理多方决 策问题上具有明显优势。微电网能量管理决策者在选择微电网多目标优化运行的权重系数 时实际上与随机干扰构成了一种博弈:决策者既要争取每个目标都尽量能达到最优，同时 又要避免随机干扰造成收益恶化的情况发生。
[0004] 经对现有技术文献的检索发现，针对微电网能量多目标优化管理问题，含分布式 发电的微电网能量管理多目标优化(王新刚，艾芋，徐伟华，韩鹏.含分布式发电的微电网能 量管理多目标优化[J].电力系统保护与控制，2009,20:79-83.)提出采用小生境进化的多 目标免疫算法优化微电网能量管理，但算法没有考虑到可再生能源出力的随机波动性;基 于遗传算法的微电网多目标优化控制研究(韩肖清，刘海龙.基于遗传算法的微电网多目标 优化控制研究[A].中国电工技术学会.2011中国电工技术学会学术年会论文集[C].中国电 工技术学会：，2011:5.)和基于电池储能系统动态调度的微电网多目标运行优化(钟宇峰， 黄民翔，叶承晋.基于电池储能系统动态调度的微电网多目标运行优化[J].电力自动化设 备，2014,06:114-121.)则分别提出采用遗传算法、动态规划方法求解，然而均没有考虑权 重系数的选择优化问题，也没有提出有效可行的优化系统。 【实用新型内容】
[000引本实用新型的目的是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种含复合 储能微电网的多目标优化系统，本实用新型可有效实现微电网可再生能源利用最大化、并 有效减少联络线功率波动和分布式电源并网运行冲击，提高微电网运行经济性。
[0006]所述含复合储能微电网的多目标优化系统，包括控制层和底层设备，控制层由 MGCCXMicrogrid Control Center system,微电网中央控制器）、下层控制器W及通信网络 组成，下层控制器包括负荷控制器、光伏控制器和储能控制器;底层设备包括静态负荷、光 伏发电系统、液流电池储能装置、裡电池储能装置、光伏逆变器、储能逆变器；
[0007] MGCC与并/离网控制开关通过通信总线连接，W控制微电网系统处于并网运行状 态或者离网运行状态；
[0008] MGCC与负荷控制器、光伏控制器和储能控制器通过通信总线进行连接；负荷控制 器、光伏控制器和储能控制器通过通信总线上传负荷、光伏发电系统和储能装置的电气信 息给MGCC;MGCC通过通信总线向下层控制器下达相应指令，W控制负荷、光伏发电系统和储 能装置的运行状态；
[0009] 负荷控制器、光伏控制器和储能控制器分别与静态负荷开关、光伏发电系统开关 和储能装置开关连接，W控制相应开关的开合状态；
[0010] 光伏控制器和储能控制器分别与光伏发电系统逆变器和储能装置逆变器相连接， W控制微电源的输出功率。
[0011] 与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和技术效果:提供一种含复合储能微 电网的多目标优化系统，结构简单，易实现，可有效实现微电网可再生能源利用最大化、并 有效减少联络线功率波动和分布式电源并网运行冲击，提高微电网运行经济性。
【附图说明】
[0012] 图1是一种含复合储能微电网的多目标优化系统结构图。
[0013] 图2是实例中含复合储能并网型微电网的多目标优化运行的能量管理策略框图。
[0014] 图3是实例中负荷曲线。
[001引图4是实例中光伏出力曲线。
[0016] 图5是实例中不同优化目标下的光伏及联络线功率曲线。
[0017] 图6是实例中裡电池与液流电池各时段的SOC及充放电曲线。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步详细的说明，但本实用新型的实 施方式不限于此（W下实施例若有设及软件部分，均是本领域技术人员可参照现有技术编 程实现的）。
[0019] 图1是为一种含复合储能微电网的多目标优化系统结构图，包括控制层和底层设 备，控制层由MGCC、下层控制器W及通信网络组成，下层控制器包括负荷控制器、光伏控制 器和储能控制器;底层设备包括静态负荷、光伏发电系统、液流电池储能装置、裡电池储能 装置、光伏逆变器、储能逆变器；
[0020] MGCC与并/离网控制开关通过通信总线连接，W控制微电网系统处于并网运行状 态或者离网运行状态；
[0021] MGCC与负荷控制器、光伏控制器和储能控制器通过通信总线进行连接；负荷控制 器、光伏控制器和储能控制器通过通信总线上传负荷、光伏发电系统和储能装置的电气信 息给MGCC;MGCC通过通信总线向下层控制器下达相应指令，W控制负荷、光伏发电系统和储 能装置的运行状态；
[0022] 负荷控制器、光伏控制器和储能控制器分别与静态负荷开关、光伏发电系统开关 和储能装置开关连接，W控制相应开关的开合状态；
[0023] 光伏控制器和储能控制器分别与光伏发电系统逆变器和储能装置逆变器相连接， W控制微电源的输出功率。
[0024] W下仅仅作为实例，一种含复合储能微电网的多目标优化系统的优化方法，包括 如下步骤：
[0025] 第一步:初始化原始数据，包括各个调度周期内实时的负荷数据Pd(t)，光伏发电 功率的实时数据Pgw(t)，当地实时电价C(t)，W及液流电池的最高充放电功率限制±Psmax和 裡电池的最高充放电功率限制± Pbmax，电池功率为正表示充电，功率为负表示放电。
[0026] 第二步:确定目标函数fi和f2:
[0027] W微电网从大电网的购电费用为目标函数：
[0029] W功率裕度波动系数作为目标函数：
[0030] /;=至侣 t=l
[0031 ] 其中，T为调度周期，At为时间间隔，A t = 24/T(单位:小时），t表示第t/At次调 度的决策时刻，C(t)为时间段[t，t+At]的实时电价，Pmar(t)为微电网与大电网之间的联络 线功率：
[0032] P"ar(t)=Pgw(t)-Pd(t)-Ps(t)-PB(t)
[0033] 式中，Pd (t)为t时刻的负荷需求，Ps( t)为液流储能电池在t时刻的储能功率，Pb (t) 为裡电池在t时刻的储能功率，Pgw( t )为光伏向微电网提供的出力。
[0034] 第S步:确定约束条件：
[003引约束条件1:采用加权滑动平均法，记t时刻微电网功率裕度的低频部分为Pbess (t)，高频部分为Pue(t)，则
[0036] PBESs(t)=0.1[Pgw(t-3 A t)-Pd(t-3 A t)]+0.2[Pgw(t-2 A t)-Pd(t-2A t)]
[0037] +〇.3[Pgw(t-A t)-Pd(t-A t)]+0.1[Pgw(t)-Pd(t)]
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