[发明专利]一种用于减少弃风的三层热电联供微网能量控制方法

摘要

本发明公开了一种用于减少弃风的三层热电联供微网能量控制方法，该方法将微网经济运行分为三个时间尺度：日前调度层，短期调整层，实时控制层。在日前调度层，将一个调度周期分为若干时段，基于日前预测数据，把它建立成一个混合整数线性优化问题；在短期调整层，依据日前调度层的开停机计划和短期预测数据，将其建模成一个非线性优化问题；在实时控制层，本地控制器依据接收到的短期调整层的优化结果和实测数据，采用灵活的下垂控制方式进行本地控制。该方法适用于包含各种可控电源、不可控电源、储热、储能电池和可控负荷组成的热电联供微网的并网经济运行，尤其适用于含有弃风的热电联供微网。

主权项

1.一种用于减少弃风的三层热电联供微网能量控制方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：统计微网内各可控电源的成本‑出力曲线，并将其线性化；同时根据微网拓扑结构和参数形成节点导纳矩阵；第二步：利用历史数据以及未来气象数据预测未来24小时内的电负荷Pload、热负荷Hload、风电出力PWT和光伏出力PPV；第三步：建立含储热的热电联供微网机组组合模型，基于第二步预测的数据，将日前调度层问题建立为一个混合整数线性问题f(x,u)，形式如下：min f(x,u)式中：x为可控电源的出力；u为可控电源的开停机状态；R为实数集；h(x,u)为等式约束，包括各时段电功率和热功率的平衡约束、储能电池的能量约束和储热设备的能量约束；g(x,u)为不等式约束，包括系统备用容量约束、可控电源功率上下限约束、可控电源爬坡约束、储能电池的充放电功率约束和能量上下限约束、储热设备的能量上下限约束、微网并网点的功率约束和功率因素约束；g和分别是不等式约束的上边界和下边界；通过IPOPT求解该模型，得到未来24小时内微网开停机计划；第四步：利用历史数据以及未来气象数据预测未来5分钟内的电负荷Pload、热负荷Hload、风电出力PWT和光伏出力PPV；第五步：短期调整层以5分钟的时间间隔为一个经济调度周期，其遵从确定的未来24小时内微网开停机计划，依据第四步的预测数据，建立一个单时段非线性优化模型f(x)，形式如下：min f(x)式中：R为实数集；h(x)为等式约束，包括各时段电功率和热功率的平衡约束、储能电池的能量约束和储热设备的能量约束；g(x)为不等式约束，包括系统备用容量约束、可控电源功率上下限约束、可控电源爬坡约束、储能电池的充放电功率约束和能量上下限约束、储热设备的能量上下限约束、微网并网点的功率约束和功率因素约束；通过IPOPT求解上述模型，得到未来5分钟内微网可控电源出力参考值储能出力参考值和电采暖功率参考值模型若无解，返回步骤一；若有解，继续步骤六；第六步：把可控电源出力参考值储能出力参考值电采暖功率参考值下发给微网本地控制器，微网本地控制器收到可控电源出力参考值、储能出力参考值和电采暖功率参考值进行本地控制；微网本地控制器根据功率参考值和本地测量值控制功率输出；微网本地控制器需要评估目前微网运行状态，当微网快速可调节功率小于阈值，需要返回第五步重新做短期调整优化；所述的本地控制中，电采暖和储能采用灵活控制方式,其控制方式采用PQ下垂控制，方式如下：其中：P_ET和P_S分别为可控负荷和储能电池的实际计划出力值；ΔP_g为并网点功率波动；为电采暖功率上限；为储能电池功率上下限可控电源出力PGi采用线性下垂控制，下垂系数为rp，控制方式如下：