[发明专利]基于模糊粒子群算法的微网并网经济优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统的运行、仿真、分析与调度技术，具体讲涉及一种基于模糊粒子群算法和储能系统的微网经济运行优化方法。 

背景技术

以一定标准为依据的微网，将各种分布式电源、负荷、储能单元及控制装置等结合在一起，形成一个单一可控单元，向用户同时供能和热能，实现热电联产。微网以其经济节能和环境友好等特点已成为智能电网发展的重要组成，微网运行的经济效益是吸引用户，并在电力系统得以推广的关键因素，同时也是智能电网的发展方向。微网并网的经济运行涉及到与主网的电能交易以及各个微源之间的协调问题，通过合理决策制定最佳经济调度策略，则可达到提高微网能源利用效率、降低运行成本等经济技术要求。 

微网的经济调度与优化运行是其重要研究方向之一。而且，随着化石能源的紧缺，微网越来越受到关注，相应微网的经济运行也越来越得到更多人的重视。微网经济运行具有与传统大电网经济运行不同的特殊性，其需要考虑不同类型的分布式电源的特性与相互间的协调问题。同时微网与大电网一样同样存在能量管理问题，例如如何对微网内的可控电源(微型燃气轮机、燃料电池)、不可控电源(风力发电、光伏发电)和储能设备(各类型蓄电池、飞轮储能、氢能循环装备、抽水蓄能)进行能量管理，规划其燃料使用方案、储能设备充放电方案、与外部电网电能交易方案等，同时保证实际运行中的安全性、物理性约束条件，以此保证微网的持续、经济、安全运行。 

该领域研究目前尚处于理论研究与示范验证阶段，没有成熟的解决方案。现有研究手段大多集中于过于简化的启发式策略，由于无法达到数学上的最优点以及收敛速度限制的缺点而无法保证运行的经济性和可实施性，因此无法有效满足微网实际运行中经济性、安全性以及节能减排的综合要求。 

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于模糊粒子群算法和储能系统的微网经济运行优化方法，为了保证微网系统的环境友好性，加入了风力发电和光伏发电系统，为了充分利用热电联产的高效益，加入了微型燃气轮机；为了使微源出力范围得到进一步提升，加入了燃料电池，为了能够充分利用削峰填谷的效益，加入了极具应用前景的储 能电池系统。经济调度的策略充分考虑了各个微源其自身的优势，在保证供电可靠的基础上最大限度的提升微网运行的经济性；提出的目标函数中考虑了微网系统的综合发电成本和环境成本以及热电联产的热负荷的收益，约束条件中考虑了功率平衡约束、热负荷的约束、微源出力的约束、微网与配电网交互功率的约束以及储能系统运行状况的约束；提出了一种对于储能系统充放电控制的模糊控制策略；确定了基于模糊粒子群算法寻优的方法。其适用于电网调度部门制定相关的电网经济运行计划。本发明综合考虑各微网的综合发电成本特性，同时考虑与外部电网之间的电能交易问题，并且对储能充放电采取一种模糊控制策略。在此基础上建立了将综合发电成本和环境成本考虑在内的微网经济运行数学模型，基于粒子群算法寻优，具有降低日发电成本以及算法快速收敛的特性。本微电网调度方案适用于多类型微源以及储能系统组成的、热电联供微型电网的并网运行中的经济运行优化调度。 

本发明目的是采用下述技术特征实现的： 

一种基于模糊粒子群算法和储能系统的微网经济运行优化方法，其改进之处在于，所述方法包括： 

(1)确定微电网中微源的经济调度策略； 

(2)建立经济效益和环境效益相结合的微网并网经济运行数学模型； 

(3)提出对储能系统充放电控制的模糊控制策略； 

(4)基于粒子群算法寻优，确定各微源出力及日发电成本。 

优选的，所述步骤(1)中微源包括风力发电-WT、光伏发电-PV、燃料电池-FC、微型燃气轮机-MT和储能系统-ES。 

优选的，所述步骤(1)包括： 

(1.1)PV和WT发电跟踪控制最大功率输出； 

(1.2)由热负荷确定MT的有功出力； 

(1.3)依据不同时段的购售电价格算出FC和MT的购电平衡功率和售电平衡功率； 

(1.4)当WT、PV和MT的有功出力无法满足微网电负荷时的峰时，令储能系统输出有功，同时检测储能系统的充放电状态； 

(1.5)当WT、PV、MT和ES的总有功出力无法满足微网电负荷时，FC和MT在购电平衡功率内继续发电。 

进一步的，所述步骤(1.4)包括： 

储能系统在出力范围内满足微网安全可靠运行，允许增加储能系统的有功功率向外网售电，否则维持原出力。