[发明专利]一种基于李雅普诺夫优化的微电网实时调度方法及装置

说明书

本发明公开一种基于李雅普诺夫优化的微电网实时调度方法及装置，属于微电网能源调度技术领域，方法包括：确定微电网系统的目标函数、决策变量与约束条件；定义储能容量的李雅普诺夫方程，并构建李雅普诺夫偏移量；基于类下垂的思想，根据储能剩余容量确定系统权重系数的取值；在每个调度断面，将微电网实时调度问题转换成线性优化问题进行求解，获取下一时刻微电网的调度策略。本发明基于李雅普诺夫漂移优化理论，在缺少可靠预测信息的条件下，通过序列控制的思想来保证系统稳定，并基于类下垂思想，引入惩罚量权重系数调整方法，来协调储能剩余容量、弃分布式电源功率、削减负荷功率等指标，实现微电网的能量管控。

技术领域

本发明涉及一种基于李雅普诺夫优化的微电网实时调度方法及装置，属于微电网能源调度技术领域。

背景技术

目前，“高原、海岛、边防、无人区”(高海边无)地区普遍存在着供电能力不足、供电质量不高、供电维护滞后等现象，严重影响着当地军民的生活。相比于电网远程输电的供电方式，微电网具有投资成本小、抗打击能力强的优点；相较于就地柴油机发电的供电方式，微电网具有清洁环保、不依赖化石能源的优点。微电网可为解决高海边无地区缺电问题提供有效途径，但为了充分发挥其灵活、清洁、自治的特点，除了需要深入研究高效清洁能源发电技术外，还需要研究对应的能量管理策略。在已有研究中，多时间尺度的优化调度策略已成为处理微电网能量管理问题的主流方法。该方法基于分布式电源(DistributedGeneration,DG)和负荷的功率预测信息，将微网的能量管理过程分为日前、日内和实时等不同时间尺度的混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Program,MILP)问题进行分层协调处理。该方法兼顾了系统未来运行趋势和实时运行状态，但其优化调度结果却严重依赖于DG功率预测信息。对于高海边无地区，当地的气象条件往往比较恶劣，进行DG功率预测的难度较大，对于涉及军事边防的敏感区域，其气象和地理信息会进行保密处理，这更增大了DG功率预测的难度。并且随着优化时长和微电网设备类型的增加，所构建的MILP方程将很复杂，为了保证调度结果求解的及时性，需要使用外部求解软件，将增大系统的投资和维护成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于李雅普诺夫优化的微电网实时调度方法及装置，在保证作为主要电压源的储能设备长期并网运行的基础上，减小削减分布式电源和负荷的功率值，考虑储能SOC区间的动态调节李雅普诺夫优化目标函数中的权重系数，提高系统运行的经济性和可靠性。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种基于李雅普诺夫优化的微电网实时调度方法，包括：以储能容量为时序队列，确定李雅普诺夫方程以及李雅普诺夫位移变量，根据李雅普诺夫法构建实时优化调度模型；

执行更新微电网实时运行信息步骤，所述执行微电网实时运行信息步骤包括从微电网SCADA系统中获取当前控制时间断面的微电网的输出功率信息，对微电网的状态量进行更新，得到当前控制时间断面的实时优化调度模型；

基于类下垂方法，调节当前控制时间断面的实时优化调度模型中的权重系数；

利用线性规划算法求解当前控制时间断面的实时优化调度模型，得到下一个控制时间断面的调度计划，并下发微电网控制执行，从而进入下一个控制时间断面，转至更新微电网实时运行信息步骤，进行循环执行。

进一步的，所述储能容量的李雅普诺夫方程为：

所述储能容量的李雅普诺夫位移变量为：

其中，E{}表示数学期望，C_BS(t+1)为t+1时刻的储能容量，C_BS(t)为t时刻储能容量。

进一步的，根据李雅普诺夫法确定实时优化调度模型的目标函数为：