[发明专利]一种含复合储能微电网的多目标优化系统及方法

权利要求书

1.一种含复合储能微电网的多目标优化系统，其特征在于，包括控制层和底层设备，控制层由MGCC、下层控制器以及通信网络组成，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、锂电池储能装置、光伏逆变器、储能逆变器；

MGCC与并/离网控制开关通过通信总线连接，以控制微电网系统处于并网运行状态或者离网运行状态；

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，以控制负荷、光伏发电系统和储能装置的运行状态；

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，以控制相应开关的开合状态；

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，以控制微电源的输出功率。

2.用于权利要求1所述含复合储能微电网的多目标优化系统的优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据微电网实际运行的调度信息初始化光伏出力、电价、负荷数据，确定不同储能电池的出力和电量数据，并设定MGCC的调度周期；

(2)确定目标函数f₁和f₂，微电网的运行效率与经济性通过向大电网缴纳的电费来衡量，因此以微电网从大电网的购电费用为目标函数f₁；联络线功率瞬时变化过大将对大电网造成冲击，影响大电网的电能质量，因此，以功率裕度波动系数作为目标函数f₂；

(3)采用加权滑动平均法，先滤出微电网功率裕度Pgw-Pd的低频部分，再滤出高频部分，最后得到锂电池和液流电池相应的在各个调度周期的充放电功率上下限，作为约束条件之一；同时，任意时刻电池的电量不能超过所能储存能量的上下限，因此以各个储能电池的剩余容量SOC_S(t)和SOC_B(t)均不越限作为另一约束条件；

(4)计算单一目标下的最优解，并得到相应的博弈矩阵；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，因此，将微电网能量管理者建模为决策者I，将恶化收益的随机干扰建模为虚拟决策者II；根据单独目标函数f₁的最优解x₁^*和目标函数f₂的最优解x₂^*确定博弈矩阵；

(5)基于二人零和博弈法计算博弈权重系数；先计算决策者I的期望支付F，建立二人博弈模型，根据纳什均衡存在的充要条件，将上述博弈问题的求解等价于求解如下两个线性原始-对偶问题，最终确定各个目标的权重系数λ_i，i＝1,2；

(6)基于线性加权法将原多目标优化问题等价为单目标优化问题模型，从而求解该多目标优化模型，确定各个调度周期的潮流分布，并根据当前时刻所处的时间对于微电网的运行进行实时调度。

3.根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于，步骤(1)的初始化数据为各个调度周期内实时的负荷数据P_d(t)，光伏发电功率的实时数据P_gw(t)，当地实时电价c(t)，以及液流电池的最高充放电功率限制±P_smax和锂电池的最高充放电功率限制±P_bmax，电池功率为正表示充电，功率为负表示放电。