一种适用于交通网络的多微电网管理系统和方法与流程

本发明涉及微电网，具体涉及一种适用于交通网络的多微电网管理系统和方法。

背景技术：

1、微电网是指由多种分布式电源、储能系统、能量转换装置、负荷及监控保护装置汇集而成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制、保护和管理的独立自治系统。

2、多微电网系统由多个独立的子微电网组成，和单个微电网相比，多微电网系统运行主体更多，主体之间交互行为复杂多变。多个微电网互联构成微电网群系统可以进一步促进微电网间的能量交换，系统内各微电网之间可以进行互联、互供以满足区域供电需求。在多微电网运行时，微电网群不仅需要保证其子微电网的单独控制与稳定运行，还需要实现系统内互联子微电网之间的能量交互，从而实现多微电网系统经济运行。

3、现有技术都局限于微电网或多微电网本领域，没有结合交通网络进行多微电网管理系统的设计和应用。

技术实现思路

1、本发明主要是为了解决现有技术缺乏结合交通网络进行多微电网管理系统的设计和应用的问题，提供了一种适用于交通网络的多微电网管理系统和方法，通过交通网络信息预测交通网络内电动汽车充电需求，进而分析负荷需求；通过子微电网信息预测多微电网系统发电能力；基于负荷需求和多微电网系统发电能力，综合评估多微电网系统的储能状态和供需情况，制定最优调度方案并控制子微电网执行调度，提升可再生能源的消纳率，提高多微电网系统的鲁棒性，具有良好的经济效益，为电动汽车出行人员提供更好的服务。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

3、一种适用于交通网络的多微电网管理系统，所述多微电网管理系统分别连接配电网和多个子微电网系统，所述配电网与所述子微电网系统连接；所述多微电网管理系统包括依次连接的信息收集模块、分析模块和多微电网调控模块，所述信息收集模块包括交通信息模块和子微电网信息模块；所述子微电网系统包括子微电网及与所述子微电网连接的子微电网控制模块；所述多微电网管理系统还与交通管控平台连接。多微电网系统采用sos(system to systems)架构进行管控，包括配电网、子微电网系统和多微电网管理系统。配电网接受电力系各类电源通过输电网传送过来的电能，再将电能通过配电设施就地或逐级分配给各类电力用户。子微电网系统把分布式发电、储能装置、负荷通过控制系统协调控制，形成单一可控单元。子微电网系统具备子微电网控制模块，接收多微电网管理系统的调控指令进行电能调度。多微电网管理系统通过交通网络信息预测交通网络内电动汽车充电需求，进而分析负荷需求；通过子微电网信息预测多微电网系统发电能力；基于负荷需求和多微电网系统发电能力，综合评估多微电网系统储能状态和供需情况，结合交通管控信息，制定最优调度方案并控制子微电网执行调度，提升可再生能源的消纳率，提高多微电网系统的鲁棒性，具有良好的经济效益。多微电网管理系统还将多微电网系统的储能状态反馈给交通管控平台，尤其是沿途电动汽车充电供应能力信息，为驾驶电动汽车出行人员选择出行路线提供更多维度的选择，提供更好的出行服务。

4、对于高速公路而言，子微电网系统可以设在服务区内，多微电网管理系统可以设在高速公路管理中心，便于交通管理。

5、作为优选，所述交通信息模块接入交通管控平台，获取微电网涉及路段交通实时状况、交通历史统计数据以及近期的交通预测信息，所述交通预测信息包括电动汽车充电需求预测值。交通信息模块获取的数据还包括电动汽车占比和电动汽车携带电能容量。

6、作为优选，所述子微电网系统进行风机、光伏等分布式发电功率、负荷功率、负载容量以及储能情况的监测和预测，并将监测和预测值实时反馈给多微电网管理系统。针对高速公路服务区，监测负载容量包含电动汽车充电桩的数量、电能等信息。

7、作为优选，所述子微电网信息模块收集各子微电网控制模块上传的分布式发电功率、负荷功率、负载容量以及储能情况的监测和预测值。

8、作为优选，所述分析模块根据预测的交通网络内电动汽车充电需求分析负荷需求，基于负荷需求和多微电网系统发电能力，综合评估多微电网系统的储能状态和供需情况，结合交通网络信息和各子微电网信息进行微电网电能分析，制定各个子微电网之间的功率交互以及各个子微电网与配电网间的功率交互的最优调度方案，并反馈给多微电网调控模块。多微电网管理系统可以多微电网系统总体运行成本最低或者最大程度满足出行者的服务需求为目标进行电能调度。

9、作为优选，所述多微电网调控模块根据制定的最优调度方案，通过各子微电网控制模块对各子微电网进行远程控制执行调度。

10、一种适用于交通网络的多微电网管理方法，适用于上述的一种适用于交通网络的多微电网管理系统，包括以下步骤：

11、步骤s1：收集交通网络信息，预测电动汽车充电需求，进而分析负荷需求；具体的，获取交通实时信息和预测下一调度周期内车流量，结合电动汽车出行行为预测电动汽车充电需求，进而分析负荷需求；

12、步骤s2：收集子微电网信息，预测多微电网系统发电能力；具体的，获取各子微电网实时信息和预测发电能力，即获取各子微电网风机、光伏等分布式发电功率、负荷功率、负载容量以及储能情况的监测和预测值；

13、步骤s3：基于负荷需求和多微电网系统发电能力，综合评估多微电网系统的储能状态和供需情况，制定子微电网间电能调度以及微电网并配电网运行方案；具体的，基于负荷需求和多微电网系统发电能力，监测多微电网系统的储能状态，评估调度周期内多微电网系统电能供需情况，结合交通管控信息，制定各个子微电网之间的功率交互以及各个子微电网与配电网的功率交互的最优调度方案；

14、步骤s4：依据步骤s3制定的方案执行电能调度，引导交通出行；具体的，依据最优调度方案，对各子微电网进行运行调度，包括控制子微电网进行电能调度及并网运行的状态，同时将多微电网系统的储能状态，包括充电站充电桩可用信息，反馈给交通管控平台，引导电动汽车驾驶人员出行路线选择；

15、本发明提供了一种适用于交通网络的多微电网管理方法，结合交通网络信息和各子微电网信息进行多微电网系统电能供应分析，制定最优调度方案引导子微电网调度运行，提升了可再生能源的消纳率，提高了多微电网系统的鲁棒性，具有良好的经济效益，为电动汽车出行人员提供更好的服务。

16、作为优选，当各个子微电网系统均存在盈余量，并分析在未来一段时间内仍能满足自身负荷时，控制子微电网并网输送至配电网；当各个子微电网系统均存在功率缺额，并分析在未来一段时间内仍未能满足自身负荷时，控制配电网给子微电网进行供电；当部分子微电网系统均存在盈余量，并分析在未来一段时间内仍能满足自身负荷时，调度有盈余子微电网电量至功率缺额的子微电网。在微电网并网运行情况下，微电网分布式发电无法满足负荷运作时，配电网可控制对微电网进行输电，相反，微电网分布式发电量有盈余时，可控制输送电能给配电网。

17、作为优选，步骤s3中，以多微电网系统总体运行成本最低或者最大程度满足出行者的服务需求为目标进行电能调度，模型可表示为：

18、

19、式中，表示子微电网i在调度周期t时段向配电网购、售电功率；

20、

21、式中，分别表示单个用户路径行驶时间和单个用户充电服务时间。

22、作为优选，步骤s4中，多微电网管理系统将多微电网系统的储能状态，包括沿途电动汽车充电供应能力信息，反馈给交通管控平台，引导电动汽车驾驶人员出行路线选择。为驾驶电动汽车出行人员选择出行路线提供更多维度的选择，提供更好的出行服务。

23、因此，本发明的优点是：通过交通网络信息预测交通网络内电动汽车充电需求，进而分析负荷需求；通过子微电网信息预测多微电网系统发电能力；基于负荷需求和多微电网系统发电能力，综合评估多微电网系统的储能状态和供需情况，制定最优调度方案并控制子微电网执行调度，提升可再生能源的消纳率，提高多微电网系统的鲁棒性，具有良好的经济效益，为电动汽车出行人员提供更好的服务。