[发明专利]一种基于经济效益评估的微网模式切换控制方法

摘要

本发明公开了一种基于经济效益评估的微网模式切换控制方法，在微网运行过程中，由于微网内部不同发电单元拥有不同的使用特性，因此这些发电单元的出力情况以及相互之间的调度应根据各自的特性联合控制。本发明根据不同发电单元、储能单元的特性进行分类建模，各设备工作时所要产生的成本，将成本用于计算最终的经济效益，以更符合微网运行的经济需求。分布式发电单元的特点和能量管理对经济性的要求，本发明以实现微网经济效益最优为目标的孤网‑并网切换的运行模式。在每一个控制时段，根据各设备的使用情况，采集的负载和电价信息，合理制定孤网‑并网切换运行模式，以保证微网在满足负载需求，安全稳定运行的基础上，总的运行成本最少。

主权项

1.一种基于经济效益评估的的微网模式切换控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、根据微网内部不同发电单元、储能单元的特性进行分类，获取下一个控制时段t的成本，其中，成本包括：风力发电机发电成本Fw、光伏阵列发电成本Fp、柴油发电机发电成本Fd、微型涡轮发电机发电成本Fm、燃料电池发电成本Ff、储能电池充放电成本Fb、运行维护成本OP、燃料成本Fl、碳排放成本Fc，其中，储能电池充放电成本Fb充电为负、放电为正；(2)、获取下一个控制时段t的微网与大电网之间的电力交换成本：F_Grid＝[C_in,t×P_in,t×(1‑β₁)‑C_out,t×P_out,t×(1‑β₁)×(1‑β₂)]×Δt        (1)其中，为微网从大电网吸收的功率，为微网出售给大电网的功率，C_in,t为微网购电价格，C_out,t为微网售电价格，β₁为电网平均网损，β₂为微网内部平均网损，t为控制时段，Δt控制时段时长；(3)、建立约束条件3.1)、建立功率平衡约束：其中，D_L，t为微网负载功率，P_w,t为D台风力发电机第w台在控制时段t的输出功率，P_p,t为P台光伏阵列第p台在控制时段t的输出功率，P_d,t为D台柴油发电机第d台在控制时段t的输出功率，u_d,t为第d台柴油发电机在控制时段t的启停状态，u_d,t＝1表示柴油发电机开机，u_d,t＝0表示柴油发电机关闭，P_m,t为M台微型涡轮发电机第m台在控制时段t的输出功率；u_m,t表示第m台微型涡轮发电机控制时段t的启停状态，u_m,t＝1表示微型涡轮发电机开机、u_m,t＝0 表示微型涡轮发电机关闭，P_f,t为F台燃料电池第f台在控制时段t的输出功率，P_b,t为B个储能电池第b个储能电池在控制时段t的充放电功率；3.2)、建立发电能力约束：P_d,t,min≤P_d,t≤P_d,t,maxP_m,t,min≤P_m,t≤P_m,t,maxP_f,t,min≤P_f,t≤P_f,t,maxP_b,t,min≤P_b,t≤P_b,t,max                                      (3)其中，P_d,t,min、P_d,t,max分别是第d台柴油发电机在控制时段t的输出功率上下限、P_m,t,min、P_m,t,max分别是第m台微型涡轮发电机在控制时段t的输出功率上下限、P_f,t,min、P_f,t,max分别是第f台燃料电池在控制时段t的输出功率上下限、P_b,t,min、P_b,t,max分别是在控制时段t第b个储能电池输出功率上下限；3.3)、网络安全约束P_Grid,min≤P_Grid,t≤P_Grid,max                                 (4)其中，P_Grid,min、P_Grid,max为大电网提供功率的上下限，P_Grid,t为控制时段t大电网提供功率；3.4)、储能电池约束0.2*SoC_b,max≤SoC_b,t≤0.95*SoC_b,max                     (5)其中，SoC_b,t为第b个储能电池在控制时段t的荷电状态，SoC_b,max为第b个储能电池的最大荷电状态；(4)、孤网‑并网切换模式的目标函数在满足约束条件(2)—(5)的基础上，在控制时段t，微网依靠其内部发电单元发电以及与大电网的双向交互满足负载需求并且获得卖电收益，或时而切换至孤网运行，使得成本F最小在满足约束条件(2)—(5)的基础上，在控制时段t，微网依靠其内部发电单元发电以及与大电网的双向交互满足负载需求并且获得卖电收益，或切换至孤网运行，使得成本F最小：MinimizeF＝Fw+Fp+Fd+Fm+Ff+Fb+F_Grid+Op+Fl+Fc     (6)。