[发明专利]孤立微电网的能量管理方法和系统

说明书

技术领域

以下描述涉及微电网领域，具体地说，涉及一种孤立微电网的能量管理方法以及孤立微电网的能量管理系统。

背景技术

微电网是互连的负载、分布式发电源、能量存储系统和管理控制装置的集合，可以在孤立或非孤立模式下工作。

风能和光伏太阳能(PV，photovoltaic solar)等可再生能源和微型燃气轮机(MT，micro gas turbine)、燃料电池(FC，fuel cell)和柴油发电机(DE，diesel engine)等传统发电源是微电网中的主要分布发电源(DG，generations resource)。这些能源与能量存储系统(ESS，energy storage system)、钒氧化还原液流电池(VRB，vanadium redox flow battery)等可以相互支持以补偿可再生能源的间歇性。针对所需要应用的领域，通过适当的改变单元容量以及调度策略，这些混合能量系统可以以独立的方式作为孤立式微电网(孤立微电网)被用于为远离主电网的偏远地区、岛屿、军事基地、机构和工业供电。

有效且高效的微电网能量管理系统是保证最优能量利用和能量可持续性达到尽可能高的水平所必需的。因此，目前，智能和启发式优化技术在微电网的能量动态调度中的应用已成为该领域的主要研究热点。然而，传统的优化技术在对孤立微电网进行动态能量调度的在线优化时，不能够快速且准确地收敛。

发明内容

提供本发明内容以简化的形式介绍对在以下的具体实施方式中进一步描述的构思的选择。

根据本发明构思的一方面，提供一种孤立微电网的能量管理方法，所述方法包括：基于孤立微电网的发电成本以及孤立微电网正常供电需要满足的技术要求，建立孤立微电网能量管理模型；获取预测的日前的可再生能源的发电功率以及预测的日前的负载需求；基于预测的日前的可再生能源的发电功率以及预测的日前的负载需求，使用改进的粒子群优化算法，以预定时间间隔为单位，确定孤立微电网能量管理模型的能量管理策略；基于确定的能量管理策略，以所述预定时间间隔为单位，对孤立微电网进行动态能量调度。

可选地，预测的日前的可再生能源的发电功率是基于孤立微电网的历史数据以及数值天气预报数据以预定时间间隔为单位被预测的。可选地，预测的日前的负载需求是基于历史负载需求、数值天气预报数据以及影响负载需求的其它因素以预定时间间隔为单位被预测的。

可选地，孤立微电网正常供电需要满足的技术要求包括以下约束条件中的至少一个：针对孤立微电网内的传统发电源的容量的约束条件、针对负载需求和发电平衡的约束条件、针对孤立微电网内的能量存储系统的容量的约束条件、以及针对孤立微电网内的能量存储系统的动态运行性能的约束条件。

可选地，确定孤立微电网能量管理模型的能量管理策略的步骤包括：将改进的粒子群优化算法应用于建立的孤立微电网能量管理模型，以确定满足以下条件的孤立微电网能量管理模型的能量管理策略，即，孤立微电网在满足正常供电所需的所有技术要求的同时发电成本最小。

可选地，确定的孤立微电网能量管理模型的能量管理策略包括：在各个所述预定时间间隔内，微电网内的传统发电源的输出功率、微电网内的能量存储系统的充电或放电的功率、以及能量存储系统的电量状态。

可选地，改进的粒子群优化算法是具有惯性权重的粒子群优化算法，其中，随着粒子群优化算法的迭代次数的增加，所述惯性权重的值线性减小，以降低粒子的运动速度，实现全局搜索和局部搜索之间的平衡，达到粒子群优化算法快速收敛。

根据本发明构思的另一方面，提供一种孤立微电网的能量管理系统，所述系统包括：模型建立模块，其用于基于孤立微电网的发电成本以及孤立微电网正常供电需要满足的技术要求，建立孤立微电网能量管理模型；数据获取模块，其用于获取预测的日前的可再生能源的发电功率以及预测的日前的负载需求；策略确定模块，其用于基于预测的日前的可再生能源的发电功率以及预测的日前的负载需求，使用改进的粒子群优化算法，以预定时间间隔为单位，确定孤立微电网能量管理模型的能量管理策略；调度管理模块，其用于基于确定的能量管理策略，以所述预定时间间隔为单位，对孤立微电网进行动态能量调度。

可选地，预测的日前的可再生能源的发电功率是基于孤立微电网的历史数据以及天气预报信息以预定时间间隔为单位被预测的。可选地，预测的日前的负载需求是基于历史负载需求、数值天气预报数据以及影响负载需求的其它因素以预定时间间隔为单位被预测的。