[发明专利]一种微电网低碳化运行的优化控制方法

摘要

一种微电网低碳化运行的优化控制方法，包括获取微电网分布式电源分布情况；计及分布式电源使用效率的碳排放量，根据所述碳排放量进行建模；对不同电源的碳排放量设置相应权重；制定控制策略；在满足约束条件的前提下，采用数学规划法以碳排放量最小化为目标，对微电网碳排放量进行优化。通过本方法为微电网低碳运行提出的具体优化措施，有效实现了节能减排的目标；为提高微电网规划的低碳化运行提供技术支持。

主权项

1.一种微电网低碳化运行的优化控制方法，其特征在于，所述方法包括：(1)获取微电网分布式电源分布情况；(2)计及分布式电源使用效率的碳排放量，根据所述碳排放量进行建模；步骤(2)中，进行建模的方法包括：根据微型燃气轮机使用效率与碳排放量获取微电网碳排放量：式(1)中：C为微电网碳排放量，v(ηi)为第i台燃气轮机在使用效率为ηi时产生1kWh能量所排放的碳值，Pi为第i台燃气轮机的有功出力，vl为第l台燃料电池发出1kWh能量所排放的碳值，Pl为第l台燃气轮机的有功出力，vG为大电网等值碳排放模型，Pb为从大电网吸收的电量；n∈{n1,n2,...}为燃气轮机台数；(3)为不同电源的碳排放量设置相应权重；步骤(3)中，对不同电源的碳排放量设置相应权重包括：为公式(1)中微型燃气轮机、燃料电池和大电网设置权重，则：式(2)中，w1、w2和w3均为权重系数，且三者的和为1；(4)制定控制策略；步骤(4)中，是以负荷预测曲线为微电网中排碳能源接入的判断依据制定控制策略；包括碳能源控制策略和储能装置控制策略：其中，所述碳能源控制策略包括：启动准则，优先安排清洁能源供电，在风光储无法满足低碳要求时启动微型燃气轮机和燃料电池；关停准则，当风光储满足负荷需求或者碳排放量超标需要切机时关停；运行功率准则，以碳排放最小化为目标，采用数学规划法计算放电量，在满足负荷需要的情况下为储能装置充电；所述储能装置控制策略包括：放电准则，当风光无法满足负荷需求时进行放电；充电准则，当发电量大于负荷需求时进行充电；放电功率准则，仅当风光发电时，储能对负荷缺口进行补充；若有碳能源排放，采用数学规划法计算放电量；充电功率准则，仅当清洁能源供电时，利用剩余功率进行充电；若有碳能源排放，则采用数学规划法获取分布式电源剩余发电量，对储能装置充电；(5)在满足约束条件的前提下，采用数学规划法以碳排放量最小化为目标，对微电网碳排放量进行优化；利用公式(2)获取优化后的出力；如果超过最大允许碳排放量Cmax，则根据实际需要按负荷的重要程度切除负载，采用步骤(5)的方法再次优化，并按照优化后的出力运行微电网；步骤(5)具体包括：在满足约束条件的前提下，采用数学规划法对式(2)进行优化；其约束条件包括：1)功率平衡条件，其表达式为：Pwt‑out+Ppv‑out+Pmct‑out+Pfc‑out+Pgrid+Pbess＝Pload  (3)式(3)中：Pwt‑out为风力发电机组实际功率，Ppv‑out为光伏实际功率，Pmct‑out为微型燃气轮机实际功率，Pfc‑out为燃料电池的实际功率，Pgrid为从电网吸收的功率，Pload为负载功率，Pbess为储能装置可调节的功率，其大小满足：‑(Pbess‑N‑Pbess‑M)≤Pbess≤Pbess‑M  (4)式(4)中：Pbess‑N为系统中储能的额定容量，Pbess‑M为当前已经储存的容量；2)电源功率约束，其表达式为：式(5)中，Pwt为相应风速下风力发电机组理论功率，Ppv为光伏理论功率，Pmct‑min为微型燃气轮机最小出力，Pfc‑min为燃料电池最小出力，Pmct‑rate为微型燃气轮机额定功率，Pfc‑rate为燃料电池额定功率，Pcharge‑max为储能的最大充电功率，Pdischarge‑max为储能的最大放电功率；3)添加碳排放量的约束，其表达式为：C≤Cmax  (6)式(6)中：Cmax为最大允许碳排放量。