[发明专利]一种基于两阶段模糊控制的微电网供冷系统能量分配方法

说明书

本发明公开了一种基于两阶段模糊控制的微电网于供冷系统能量分配方法，该方法针对主控单元蓄能设备和非可再生能源发电设备的运行特性，基于模糊控制方法，优化了模糊控制过程的决策边界，即一、二级电力缺口的临界负载以及蓄电池的充放电上下限，再基于这些决策边界确定蓄电池和柴油发电机的控制方法。本发明方法综合考虑蓄能设备和非可再生能源发电设备需求功率与实时状态，决定不同情形下蓄能设备和非可再生能源发电设备的功率分配，实现能量最佳流动，降低系统运行成本。

技术领域

本发明属于微电网供冷系统运行优化与管理领域，具体涉及一种基于两阶段模糊控制的微电网供冷系统能量分配方法。

背景技术

在高温高湿的低纬度岛礁地区，室内环境全年大部分时间需要供冷。对于远离公共电网但风光资源丰富的孤岛地区，供冷的最佳电力来源无疑是微电网。供冷系统由风光柴蓄组成的微电网驱动其连续运行。其中，蓄电池和柴油发电机作为主控单元。对混合能源系统进行优化时，考虑到来源众多且供需具有较强的不确定性，电力供应的能量分配与调度策略非常关键。这直接关系到系统运行的经济性与可靠性。

优先考虑利用可再生能源如风电、光电等的电能，其控制策略比较简单。但是，对于蓄能设备(如蓄电池)和非可再生能源发电设备(如柴油发电机) 的控制策略就相对复杂，这也是从蓄能设备和非可再生能源发电设备的运行特性与功能出发的。减少燃料消耗和降低蓄能设备运行成本是微电网能量管理系统(EMS)中两个相互矛盾的目标。当系统的复杂程度提高时，绝大多数被控对象具有时变、非线性的特点。想要建立一个可实时控制的精确数学模型越来越难以实现，模糊控制刚好可以克服这一局限。它的基本思想就是用来模拟人的思维，对时变、非线性的复杂系统进行能量控制和管理。由于具有自适应性和鲁棒性，FLC(模糊逻辑控制)可以灵活处理不同类型且不可预测的变量(如可再生能源供电与负载消耗)及分配策略的不确定性。

最新的研究中，人们在使用FLC进行混合能源系统能量管理方面进行了许多有益的尝试。但是这些方法并没有在考虑非可再生能源发电设备经济运行特性的同时，很好的将蓄能设备的蓄电量控制在最佳运行区间，因而无法做到更好的追踪供冷需求负载的变化，难以应对下一时刻不同情况的风、光资源与净负载，导致总运行成本的增加。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述局限，本发明提供了一种基于两阶段模糊控制的微电网供冷系统能量分配方法，解决现有的微电网供冷系统能量分配方法不能合理有效的分配不同类型的能量，使得运行成本较高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种基于两阶段模糊控制的微电网供冷系统能量分配方法，该方法中使用可再生能源发电设备、非可再生能源发电设备和蓄能设备供电为供冷系统提供能量，该方法包括以下步骤：

通过以下过程对每时刻的能量进行分配：

当净负载ΔP≤0时，使用可再生能源为供冷系统供电，当满足供冷系统净负载需求时，停止使用可再生能源供电，将剩余的可再生能源能量为蓄能设备充电，在充电过程中控制蓄能设备电量不超过其本身限定的最大蓄电量 S_max，结束能量分配；

当ΔP0、且蓄能设备的蓄电量为S_low-optimal～S_high-optimal，使用蓄能设备为供冷系统供电，当满足供冷系统净负载需求或者蓄能设备的蓄电量为 S_low-optimal时，停止为供冷系统供电，得到蓄能设备在该供电过程中的放电量和经过供电后的电量基于放电量判断是否存在二级电力缺口ΔP′₁，若ΔP′₁≤0，执行A过程；若ΔP′₁0，执行B过程；

其中，S_low-optimal表示蓄能设备的放电下限，S_high-optimal表示蓄能设备的循环充电上限；