[发明专利]一种家庭式智能微电网优化配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电网优化配置方污，尤其涉及一种家庭式智能微电网优化配置方法。

背景技术

家庭式的智能微电网是一个能够实现自我控制、保护与管理的自治系统，按是否连接市电，可将家庭式微电网分为并网型和独立型两类。

目前关于家庭式微电网优化配置的研究较少，多是几十千瓦至兆瓦级别才进行优化配置的研究，并且多是研究分布式电源容量的优化配置。较为典型的研究并网型微电网优化配置的软件是美国国家能源实验室开发的HOMER软件，这个软件给用户提供两类运行方案。利用此软件实现并网型微电网优化配置的方法如下：针对预设定的不同配置方案，采用遍历算法，在用户选择的固定运行方式下，基于全年仿真时段并网型微电网的运行状况，比较不同配置方案对应的经济成本，实现对预先设定的上述配置方案进行寻优，最终得到最优配置方案。

上述的优化配置的方法，是在软件所提供的固定的运行方式下进行的，而实际的家庭式智能微网会遇到很多复杂的情形，如负荷容量较小，光照不足或过足、风力太大或太小、家庭负载用电突变等都会使得运行方式发生变化。故上述的方式不太适合与家庭式智能微电网的优化配置中。另外，随机搜索速度较慢，且当运行状况发生变化时，寻优的准确度也会受到影响，最后会致使最终的优化配置方案存在一定的偏差。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种家庭式智能微电网优化配置方法。它结合实际的家庭式负载的耗电真实情况，考虑杭州地区特有的气候资源条件，并且应对多种运行状况下对家庭式智能微网进行优化配置。

本发明采用的技术方案的步骤如下：

步骤1)分析当地的风、光资源实际情况；对家庭负载用电量数据进行调研；

步骤2)确定家庭智能微电网的确定分布式电源种类和容量限制，逆变器和控制器的种类；

步骤3)以家庭式智能微电网总的运行成本最少为优化目标函数；

步骤4)设置家庭式智能微电网约束条件，能够满足家庭负载对电能质量和技术的要求；

步骤5)人工蜂群优化算法；

步骤6)输出目标函数值最小的优化结果，并获取一种家庭式微网优化配置方案。

步骤1)所述当地的风、光资源，是根据中国气象局提供的近一年当地的风速和风向，确定风机的切入切出风速；根据中国气象局提供的近一年当地太阳辐射情况数据，并在HOMER软件上分析当地的风、光资源情况。

步骤1)所述家庭负载用电量数据进行调研，是指对当地某小区的随机选取的家庭进行负载用电量调研。

步骤2)所述确定分布式电源容量限制，逆变器和控制器的种类，对当地风、光资源分析和家庭式负载用电量的调研情况，确定分布式电源的容量限制，逆变器和控制器的种类。

步骤3)所述优化目标函数是家庭式智能微电网的综合成本最小，家庭式智能微电网的综合成本公式：

其中，f(x)为家庭式智能微电网的综合成本，N是电源的类型数目；x＝[x₁,x₂,···,x_N]，为决策变量；xi是第i中电源的数目；C_OMi为第i中电源的年运行和维护费用；C_CPi为第i中电源的设备投资费用；C_OMi为第i中电源的年运行和维护费用；T是生命周期长度，j代表全生命周期规划年限从第j年开始。

步骤4)所述家庭式智能微电网约束条件，包括：

电源出力约束：P_i≤p_ix_i，式中，P_i，p_i为单机容量，xi为机组数量；

蓄电池的充放电功率约束表示为：

其中，公式(2)中，P_maxcharge和P_maxdischarge分别表示蓄电池的最大充电和最大放电功率限值；P_bess-in(t)，P_bess-out(t)是指t时刻的蓄电池的充电功率和放电功率；k_bi和k_bo分别表示蓄电池的充电和放电转换效率；f_bi(t)和f_bo(t)分别表示蓄电池的充电和放电标志位，f_bi(t)和f_bo(t)具体为0-1变量；