[发明专利]一种微电网能源实时优化控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电网技术领域，具体涉及一种微电网能源实时优化控制方法。

背景技术

能源是经济社会发展的重要物质基础和战略资源，气候变化和能源问题对世界各国提出了低碳发展的迫切要求。一方面，随着经济的发展，人口的增加及城市化进程的加快，对能源的需求量在迅猛增加，化石能源的大量使用造成了环境污染和温室气体的排放，环境问题日趋突出。另一方面，由于化石能源本身是不可再生能源，不断地消耗也造成资源的枯竭。提高能源利用率，发展清洁能源，优化调整能源消费结构，降低对化石能源的依赖度，提高能源利用效率，发展低碳节能经济，已成为世界各国解决能源安全和环保问题、应对全球气候变化的共同选择。

国家电网公司通过建设中国特色的坚强智能电网，大力发展低碳经济和低碳能源。在智能社区领域，依托坚强智能配电和用电系统，支持和引导可再生能源和储能系统的发展，推动友好互动的用户服务，推广低耗节能设备、电动汽车和智能家电等智能设备大规模应用，引导终端用户优化用能结构，提高清洁的电能在终端能源消费中的比重，减少化石燃料使用的负面影响，降低能耗并减少排放。

目前，我国在节能减排、提高电能的经济效益方面做得还不够好，而且由于用电量大，电能也不能达到很好的平衡。实时优化控制主要根据实时负荷预测、风电、光伏发电预测（超短期预测）结果与其日前预测结果之间的差值，以及系统负荷的突然变化和供能单元运行检修状况的变化，对日前发电和用电计划安排做出实时调整，保证系统运行的实时能量平衡。

实时优化控制寻求小区/建筑最佳的实时优化控制策略，以实时负荷预测及实时风电、光伏发电预测为基础，形成小区/建筑用电、新能源发电、储能间的协调控制策略，保证系统运行的实时能量平衡及重要负荷连续供电，在保证系统实时运行的稳定性和安全性的前提下，提高系统运行的经济性。

发明内容

本发明的目的是提供一种微电网能源实时优化控制方法，以楼宇的用能成本最低为目标，用以保证电网中系统能量的平衡，提高经济效益，节能减排，解决目前用电经济性差、系统运行的实时能量不能很好地平衡的问题。

为实现上述目的，本发明的方案是：一种微电网能源实时优化控制方法，包括如下步骤：

（1）优先使用风机、光伏发电单元的出力，最大化的利用风能和太阳能；

（2）当风机、光伏的输出功率大于系统电力负荷时，首先向储能单元和电动汽车充电，多余的电能出售给主网，增加系统收益；

（3）当风机、光伏的出力不能满足系统电力负荷时，检测蓄电池的荷电状态，在负荷比较高的时候，如果蓄电池满足放电条件，则增加蓄电池放电出力；

（4）如果在蓄电池的出力范围内能够满足系统的能量平衡，则在峰荷期持续增加蓄电池出力向主网售电，并继续检测蓄电池负荷状态；如果在蓄电池的出力范围内不能满足系统的能量平衡，则比较燃料电池的发电成本与购电成本；

（5）若燃料电池的发电成本高于购电成本，则从主网购电，如果从主网购电后仍不能满足系统的能量平衡，则增加燃料电池的出力；若燃料电池的发电成本低于购电成本，则增加燃料电池出力，如果增加燃料电池的出力后，在燃料电池的出力范围内仍不能满足系统的能量平衡，则从主网购电；

（6）如果所有的微源配合，在其出力范围内都不能满足系统的能量平衡，则按照负荷的重要程度依次切除，保证系统运行的稳定性。

进一步地，采用基于CPLEX的传统的数学规划算法来实现能源的实时优化控制。

进一步地，基于CPLEX的传统的数学规划算法的步骤如下：

(1)以楼宇的用能成本最低为目标，建立包含新能源发电、用能负荷和市电的目标函数，并建立系统运行的混合整数数学规划模型；

(2)将系统运行的约束条件线性化，结合系统运行的等式约束，建立约束条件矩阵；

(3)编写基于CPLEX的实时优化控制算法程序；

(4)以超短期负荷预测数据及风电、光伏发电预测数据为依据，由实时优化控制算法程序，给出新能源、储能、可控负荷的实时运行计划和协调控制策略，并将调整策略指令下发给终端控制设备。

进一步地，步骤（3）中对蓄电池的荷电状态进行检测时，蓄电池的剩余电量不能低于其最大容量的30%。

进一步地，步骤（3）中蓄电池满足放电条件，是指蓄电池的荷电状态、充放电次数和间隔等因素满足蓄电池的放电条件。