[发明专利]一种海岛孤立微电网能量控制方法

摘要

一种海岛孤立微电网的能量控制方法，包括以下步骤A.确定海岛孤立微电网的组成；B.微电网内各单元的控制方式；C.确定海岛孤立微电网内各单元的约束条件；D.目标函数的制定；E.建立孤立微电网数学模型，求解获得微电网能量控制结果。本发明能够在充分考虑储能在不同荷电状态下蓄电池深充深放与浅充浅放带来的寿命损耗不同，同时结合可控负荷带来的收益，得到以微电网稳定与经济运行为目标的长时间尺度下的能量控制策略，并根据风电功率预测数据制定可控负荷的投切计划及微电网的发电计划，以达到提高微电网科学合理的运行特性的目的。

主权项

一种海岛孤立微电网的能量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：A.确定海岛孤立微电网的组成；B.微电网内各单元的控制方式；C.确定海岛孤立微电网内各单元的约束条件；D.目标函数的制定；E.建立孤立微电网数学模型，求解获得微电网能量控制结果；所述海岛孤立微电网包括风电机组、储能装置、可控负荷以及柴油发电机，所述风电机组为双馈风电机组，储能装置采用超级电容器与蓄电池混合储能；步骤B中所述双馈风电机组采用最大功率点跟踪控制方式，超级电容器采用恒压恒频控制方式，蓄电池采用定功率控制方式，可控负荷采用改变运行状态的控制方式；步骤C中双馈风电机组的约束条件为风速‑功率曲线；蓄电池SOC约束条件为：SOCmin≤SOC≤SOCmax；蓄电池功率约束条件为：|Pb|≤PbN；可控负荷功率约束条件为：PLk.min≤PLk≤PLk.max；柴油发电机功率约束条件为：30%PGN≤PG≤PGN；微电网功率约束条件为：PW+PG+Pb=PLk+PL+Pdl；其中，SOC为蓄电池荷电状态，SOCmin为蓄电池安全运行最小荷电状态，SOCmax为蓄电池安全运行最大荷电状态；Pb为蓄电池功率，PbN为蓄电池换流器额定功率；PLk为可控负荷功率，PLk.min为可控负荷最小运行功率，PLk.max为可控负荷最大运行功率；PG为柴油发电机功率，PGN为柴油发电机额定功率，PW为风电功率，PL为日常负荷功率， Pdl为卸荷负载功率；步骤D中目标函数的制定方法为：首先，以风速预测时间间隔△t为单位时间，进行风速预测，并根据每个风速预测点的风速数据，同时采集当前时刻微电网中各单元的运行状态；其次，根据当前风电功率设置蓄电池和可控负荷的工作状态，并计算可控负荷各种状态下微电网长时间的总收益Ctotal，，式中，C(i)=CLKi+CL‑CW‑Cb‑CG，其中，C(i)为可控负荷以PLki运行时△t时间内微电网总收益，CLki为可控负荷以PLki运行时△t时间可控负荷收益，CL为日常负荷收益，CW为风力发电成本,Cb为蓄电池寿命损耗,CG为柴油发电机运行成本；最后，根据每个C(i)的选择不同，得到多组微电网总收益Ctotal，选择最大收益即为长时间下的微电网最大总收益Cmax，其目标函数为：Cmax=max(Ctotal)；步骤E中所述孤立微电网的数学模型为：其中，Ctotal为长时间的微电网总收益，Cmax为长时间的微电网最大总收益，C(i)为第i个风速预测点后单位时间收益，取值可选择C1(i)或C2(i)，SOC为蓄电池荷电状态，SOCmin为蓄电池安全运行最小荷电状态，SOCmax为蓄电池安全运行最大荷电状态，Pb为蓄电池功率，PbN为蓄电池换流器额定功率，PLk为可控负荷功率，PLk.min为可控负荷最小运行功率， PLk.max为可控负荷最大运行功率，PG为柴油发电机功率，PGN为柴油发电机额定功率，PW为风电功率， PL为日常负荷功率， Pdl为卸荷负载功率；根据微电网在长时间尺度下的最大收益Cmax所对应的每个△t的C(i)，得到相应的微电网内各单元的运行状态，即为微电网能量控制结果。