[发明专利]社区级直流微电网群的在线能量调度方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统微电网技术领域，尤其涉及一种社区级直流微电网群的在线能量调度方法。

背景技术

微电网是分布式协调可再生能源与用户负荷的理想平台。目前微电网的结果主要包括：交流微电网、直流微电网和混合微电网。随着直流用电负荷比例逐渐增高，储能设备使用的增多，敏感负荷对供电质量要求的提高，且大多数可再生能源的输出功率形式为直流，直流微电网将成为未来微电网领域的一种重要模式。直流微电网无需考虑频率稳定性、集肤效应、无功调节以及交流损耗等问题，提高了整个微电网的运行效率。

为了防止电源断电事故以及可再生能源的浪费，大多数直流微电网仍需要与公共电网保持联接。为了降低可再生能源输出功率的间歇性对电网的影响，微电网之间需要互相连接，即形成了直流微电网群。社区级直流微电网群可以理解为由多个直流微电网构成的社区，每个微电网即为单个的居民用户，包括分布式电源，储能设备及相应的负荷。每个微电网均拥有能量调度控制器，并且可以与其他微电网通信，以调高整个社区的能源利用效率。

发明内容

为了提控制微电网之间的能源共享，提高了可再生能源在社区中的消纳能力，本发明提出了一种社区级直流微电网群的在线能量调度方法，包括：

步骤1：确定微电网群能量调度的目标函数、决策变量与相关的约束条件，形成原始的优化问题；

步骤2：针对储能队列，确定李雅普诺夫函数与李雅普诺夫漂移；

步骤3：采用李雅普诺夫优化方法将原始的优化问题转化为每个时刻的子问题；

步骤4：每个直流微电网的控制器获取当下时刻自身的光伏出力，负荷及储能剩余电量的相关数据；

步骤5：每个直流微电网控制器根据获取的信息决策储能的充放电量，计算自身的负荷缺额与剩余电量；

步骤6：每个直流微电网控制器将自身的相关信息传送给中央控制器；

步骤7：中央控制器根据获取的信息对当下时刻的子问题进行求解，得到当下时刻的决策变量；

步骤8：更新时间到下一时刻，返回步骤4，直到整个优化时间区间结束。

所述步骤1中微电网群能量调度的目标函数为最大化光伏在微电网群中的消纳，决策变量为每个时刻微电网之间的交换电量，约束条件包括功率平衡约束，储能剩余电量与最大充放电功率的约束。

所述步骤2中储能队列表示为N表示微电网群中微电网的数量；李雅普诺夫函数为代表储能队列中积累的电量；李雅普诺夫漂移定义为为李雅普诺夫函数值相邻时刻变化值的期望，代表了队列的稳定性，E_i(t)为第i个直流微电网中储能的电量水平。

所述步骤5中微电网控制器决策储能的充放电量，其决策原则根据光伏发电量与负荷需求制定；当光伏发电量大于负荷需求时，储能的充电电量为光伏剩余的电量，且需要受到储能容量与最大充电功率的约束，储能的放电电量为0；当负荷需求大于光伏发电量时，储能的充电电量为0，储能的放电电量需要受到储能剩余电量与最大放电功率的约束。

所述负荷缺额的定义为微电网中光伏发电单元与储能单元在当下时刻为负荷供给电量之后的负荷缺额，即只能由其他微电网供应电量的负荷缺额。

所述剩余电量为储能当下时刻在微电网内部完成充放电后的剩余电量，即可传输给其他微电网的电量。

本发明的有益效果在于：提出的在线能量调度方法将能源共享问题转换为线性规划问题，不依赖系统中的未来信息，只需要当下时刻的信息即可实现微电网之间交换电量的实时决策。在满足微电网中用户负荷需求的同时，有效地提高了可再生能源在微电网群中的消纳。同时，计算复杂度低，执行效率高，对直流微电网群规模的扩张有很好的适应性。

附图说明

图1是直流微电网群的结构图。

图2是在线能量调度方法的流程图。

图3是微电网群优化前后光伏消纳率的对比结果图。

图4是优化后微电网之间的交换电量。

图5是独立模式下每个微电网储能的电量水平。

图6是互联模式下每个微电网储能的电量水平。

具体实施方式

下面结合附图，对实施例作详细说明。本发明提出了一种社区级直流微电网群的在线能量调度方法。