專利名稱：微網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)配電網(wǎng)調(diào)度及管理領(lǐng)域，具體涉及一種微網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度控制方法。
背景技術(shù)：
微網(wǎng)系統(tǒng)的運行特征、所包含的發(fā)電單元類型及滲透率、電能質(zhì)量約束、能量策略等，與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)存在著較大的區(qū)別，若想使微網(wǎng)成功并入現(xiàn)有電力系統(tǒng)運行并得以推廣，其經(jīng)濟性、環(huán)境友好性是關(guān)鍵。因而，在確保微網(wǎng)及主網(wǎng)安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，微網(wǎng)的經(jīng)濟優(yōu)化運行成為對其集成控制及能量管理研究中的一個重要內(nèi)容。而分布式電源的間歇性和隨機性又給這一問題的解決帶來了挑戰(zhàn)，能量平衡控制是電力經(jīng)濟調(diào)度的核心問題。它是任何一個電力系統(tǒng)都必須解決的問題，微網(wǎng)也是如此?？紤]到虛擬實時電價，分布式電源對于電網(wǎng)而言本身具有一定的正調(diào)峰特性。而對于微網(wǎng)中的儲能系統(tǒng)而言，在參與消峰填谷時，通常根據(jù)負(fù)荷的高峰和低谷區(qū)域作為電池工作方式切換的邊界點。微網(wǎng)能量平衡控制的基本任務(wù)是使各微電源及儲能裝置的輸出功率滿足微網(wǎng)負(fù)荷的需求，在一定的控制策略下，使發(fā)電功率與負(fù)荷消耗功率保持平衡，達(dá)到系統(tǒng)經(jīng)濟運行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對智能電力微網(wǎng)系統(tǒng)的分布式電源的間歇性和隨機性給電力調(diào)度帶來的困難，提供一種微網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度控制的方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種微網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度控制方法，步驟如下⑴建立超短期負(fù)荷預(yù)測Pl* ①建立歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)庫；②建立超短期負(fù)荷預(yù)測值Pd:根據(jù)目前當(dāng)天的日期環(huán)境特征參數(shù)，對比歷史數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)，找出歷史數(shù)據(jù)庫中最相近似日期環(huán)境特征參數(shù)的那一天，將該日的負(fù)荷變化值作為超短期負(fù)荷預(yù)測值1\*;⑵基于超短期負(fù)荷預(yù)測值Pj及微網(wǎng)的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)①微網(wǎng)與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行模式下A，當(dāng)前電價為虛擬電價波峰時當(dāng)光伏發(fā)電功率己大于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值I\*時，對儲能電池進(jìn)行充電，同時三聯(lián)供系統(tǒng)作為熱備用，多余的電能反送給市電網(wǎng)；當(dāng)光伏發(fā)電功率Ps小于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值1\*，如果光伏發(fā)電功率Ps與儲能系統(tǒng)輸出功率Pb之和小于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值!\*，三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電功率Pe開始運行，如果光伏發(fā)電功率Ps、儲能系統(tǒng)輸出功率Pb、與三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電功率Pe之和還是無法滿足負(fù)荷需求，消耗市電電能來滿足功率平衡；B,當(dāng)前電價為虛擬電價波谷時
當(dāng)光伏發(fā)電功率己大于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值I\*時，對儲能電池進(jìn)行充電，多余的電能反送給市電網(wǎng)；當(dāng)光伏發(fā)電功率Ps小于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值1\*，對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電，消耗市電電能來滿足功率平衡；②微網(wǎng)孤島運行模式下A,當(dāng)光伏發(fā)電功率Ps大于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值I\*時，對儲能電池進(jìn)行充電，同時三聯(lián)供系統(tǒng)作為熱備用，如果發(fā)電電能還有盈余，按需求切除部分光伏發(fā)電；B,當(dāng)光伏發(fā)電功率Ps小于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值1\*，如果光伏發(fā)電功率Ps、儲能系統(tǒng)輸出功率Pb之和小于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值匕*，三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電功率Pe開始運行；C，如果提高三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電功率Pe后，光伏發(fā)電功率己、儲能系統(tǒng)輸出功率Pb、三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電功率Pe之和還是無法滿足負(fù)荷需求，按照負(fù)荷等級依次切除直到滿足功率平 衡。而且，所述步驟⑴建立超短期負(fù)荷預(yù)測Pj中的①建立歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)庫是指A,輸入歷史日期環(huán)境特征參數(shù)對于歷史某日，將當(dāng)天日歷輸入數(shù)據(jù)庫，每隔一小時對當(dāng)天的氣溫值、晴、陰、雨、雪狀態(tài)、風(fēng)力大小及方向記錄并輸入到數(shù)據(jù)庫中；B,輸入上述當(dāng)天的微網(wǎng)負(fù)荷變化在上述當(dāng)天中，每隔一小時記錄微網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)并輸入到數(shù)據(jù)庫中；C，建立完整的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)庫是指將歷史日期環(huán)境特征參數(shù)與相應(yīng)歷史當(dāng)天的微網(wǎng)負(fù)荷相對應(yīng)，建立起歷史日期環(huán)境特征參數(shù)與微網(wǎng)負(fù)荷對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。而且，所述步驟⑵中的儲能系統(tǒng)輸出功率匕的輸出條件為當(dāng)儲能系統(tǒng)當(dāng)前電量值>20%最大電量值。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是I、本發(fā)明方法基于虛擬實時電價，通過動態(tài)調(diào)節(jié)各分布式電源及儲能系統(tǒng)有功功率，滿足微網(wǎng)能量平衡的要求，達(dá)到系統(tǒng)的最優(yōu)經(jīng)濟運行。2、本發(fā)明方法實現(xiàn)了分布式電源的安全接入，與大電網(wǎng)供電互為補充，減少電網(wǎng)容量，改善電網(wǎng)峰谷性能，提高供電可靠性。3、基于本發(fā)明的超短期負(fù)荷預(yù)測，本發(fā)明方法實現(xiàn)了多約束條件、多控制目標(biāo)的經(jīng)濟聯(lián)合調(diào)度，保證清潔能源發(fā)電和能量階梯利用。4、本發(fā)明方法可以防止由于過充電或者過放電對儲能系統(tǒng)造成不可逆轉(zhuǎn)的損耗，最大限度的延長設(shè)備的使用壽命；


圖I是本發(fā)明的分時電價經(jīng)濟調(diào)度運行效果圖；圖2為本發(fā)明的并網(wǎng)模式-虛擬電價波峰時段經(jīng)濟調(diào)度控制流程圖；圖3為本發(fā)明的并網(wǎng)模式-虛擬電價波谷時段經(jīng)濟調(diào)度控制流程圖；圖4為本發(fā)明的孤島模式-經(jīng)濟調(diào)度控制流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進(jìn)一步詳述
本發(fā)明方法的構(gòu)思原理如圖I所示，考慮到虛擬實時電價，分布式電源對于電網(wǎng)而言本身具有一定的正調(diào)峰特性。而對于微網(wǎng)中的儲能系統(tǒng)而言，在參與消峰填谷時，通常根據(jù)負(fù)荷的高峰和低谷區(qū)域作為電池工作方式切換的邊界點。在微網(wǎng)與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行模式下，考慮到實時電價的因素，在當(dāng)前電價在虛擬電價波峰時，以最小消耗市電電能為目標(biāo)調(diào)節(jié)各分布式電源出力，在當(dāng)前電價在虛擬電價波谷時，以儲能系統(tǒng)滿充為目標(biāo)調(diào)節(jié)各分布式電源出力。在微網(wǎng)孤島運行模式下，以滿足負(fù)荷需求、系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行為目標(biāo)調(diào)節(jié)各分布式電源出力。一種微網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度控制方法，其實現(xiàn)步驟如下I、建立超短期負(fù)荷預(yù)測Pj ⑴建立歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)庫
①輸入日期環(huán)境特征參數(shù)確定當(dāng)天日期輸入，確定當(dāng)天是周一到周日的那一天輸入，每隔I小時輸入當(dāng)天的氣溫值、晴、陰、雨、雪狀態(tài)、風(fēng)力大小及方向。②輸入當(dāng)天的微網(wǎng)負(fù)荷變化每隔一小時記錄微網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)并輸入到數(shù)據(jù)庫中。③建立完整的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)庫將歷史日期環(huán)境特征參數(shù)與相應(yīng)歷史當(dāng)天的微網(wǎng)負(fù)荷相對應(yīng)，建立起歷史日期環(huán)境特征參數(shù)與微網(wǎng)負(fù)荷對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。⑵根據(jù)要控制當(dāng)天的日期環(huán)境特征參數(shù)，對比數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)，找出數(shù)據(jù)庫中最相近似日期環(huán)境特征參數(shù)的那一天，將該日的負(fù)荷變化值作為超短期負(fù)荷預(yù)測值Pd。2、基于超短期負(fù)荷預(yù)測值Pj及微網(wǎng)的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)⑴微網(wǎng)與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行模式下①在當(dāng)前電價在虛擬電價波峰時如圖2所示，當(dāng)光伏發(fā)電功率Ps大于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值Pj時，對儲能電池進(jìn)行充電，同時三聯(lián)供系統(tǒng)(燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)是分布式能源的一種主要形式。以天然氣為主要燃料，帶動燃?xì)獍l(fā)電機組運行，產(chǎn)生的電力滿足用于的電負(fù)荷，系統(tǒng)排出的廢熱通過余熱利用設(shè)備向用戶供熱、供冷，簡稱“三聯(lián)供系統(tǒng))作為熱備用，多余的電能反送給市電網(wǎng)。當(dāng)光伏發(fā)電功率Ps小于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值Pd，為防止電池過放對儲能設(shè)備的損壞，若儲能系統(tǒng)當(dāng)前電量值S0C〈20%最大儲能電量，則不繼續(xù)進(jìn)行放電，反之則繼續(xù)放電，如果光伏發(fā)電功率Ps與儲能系統(tǒng)輸出功率Pb之和小于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值!\*，那么提高三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電功率Pe，如果光伏發(fā)電功率Ps、儲能系統(tǒng)輸出功率Pb、與三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電功率Pe之和還是無法滿足負(fù)荷需求的話，只能消耗市電電能來滿足功率平衡。②在當(dāng)前電價在虛擬電價波谷時如圖3所示，當(dāng)光伏發(fā)電功率Ps大于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值I\*時，對儲能電池進(jìn)行充電，同時三聯(lián)供系統(tǒng)在沒有冷熱水需求的情況下處于待機狀態(tài)，多余的電能反送給市電網(wǎng)；當(dāng)光伏發(fā)電功率Ps小于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值I\*，對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電，同時三聯(lián)供系統(tǒng)在沒有冷熱水需求的情況下處于待機狀態(tài)，消耗市電電能來滿足功率平衡。⑵微網(wǎng)孤島運行模式下如圖4所示，①當(dāng)光伏發(fā)電功率Ps大于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值I\*時，對儲能電池進(jìn)行充電，同時三聯(lián)供系統(tǒng)作為熱備用，如果發(fā)電電能還有盈余的情況下，按需求切除部分光伏。②當(dāng)光伏發(fā)電功率Ps小于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值P j，如果光伏發(fā)電功率Ps、儲能系統(tǒng)輸出功率Pb之和小于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值Pd，三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電功率Pe開始運行，如果光伏發(fā)電功率Ps、儲能系統(tǒng)輸出功率Pb、三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電功率Pe之和小于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值Pj，則提高三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電功率Pe。③如果提高三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電功率Pe后，光伏發(fā)電功率Ps、儲能系統(tǒng)輸出功率Pb、三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電功率Pe之和還是無法滿足負(fù)荷需求的話，按照負(fù)荷等級依次切除三級負(fù)荷、
二級負(fù)荷，直到滿足儲能放電功率不超過微網(wǎng)孤島模式下的限值為止。
需要強調(diào)的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種微網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度控制方法，其特征在于步驟如下 ⑴建立超短期負(fù)荷預(yù)測Pd ①建立歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)庫； ②建立超短期負(fù)荷預(yù)測值Pd:根據(jù)目前當(dāng)天的日期環(huán)境特征參數(shù)，對比歷史數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)，找出歷史數(shù)據(jù)庫中最相近似日期環(huán)境特征參數(shù)的那一天，將該日的負(fù)荷變化值作為超短期負(fù)荷預(yù)測值1\*; ⑵基于超短期負(fù)荷預(yù)測值Pd及微網(wǎng)的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié) ①微網(wǎng)與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行模式下 A,當(dāng)前電價為虛擬電價波峰時 當(dāng)光伏發(fā)電功率己大于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值I\*時，對儲能電池進(jìn)行充電，同時三聯(lián)供系統(tǒng)作為熱備用，多余的電能反送給市電網(wǎng)； 當(dāng)光伏發(fā)電功率Ps小于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值P j，如果光伏發(fā)電功率Ps與儲能系統(tǒng)輸出功率Pb之和小于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值Pd，三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電功率Pe開始運行，如果光伏發(fā)電功率Ps、儲能系統(tǒng)輸出功率Pb、與三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電功率Pe之和還是無法滿足負(fù)荷需求，消耗市電電能來滿足功率平衡； B,當(dāng)前電價為虛擬電價波谷時 當(dāng)光伏發(fā)電功率Ps大于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值Pj時，對儲能電池進(jìn)行充電，多余的電能反送給市電網(wǎng)； 當(dāng)光伏發(fā)電功率Ps小于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值I\*，對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電，消耗市電電能來滿足功率平衡； ②微網(wǎng)孤島運行模式下 A,當(dāng)光伏發(fā)電功率Ps大于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值Pj時，對儲能電池進(jìn)行充電，同時三聯(lián)供系統(tǒng)作為熱備用，如果發(fā)電電能還有盈余，按需求切除部分光伏發(fā)電； B,當(dāng)光伏發(fā)電功率Ps小于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值1\*，如果光伏發(fā)電功率Ps、儲能系統(tǒng)輸出功率Pb之和小于負(fù)荷消耗功率預(yù)測值匕*，三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電功率Pe開始運行； C，如果提高三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電功率Pe后，光伏發(fā)電功率Ps、儲能系統(tǒng)輸出功率Pb、三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電功率Pe之和還是無法滿足負(fù)荷需求，按照負(fù)荷等級依次切除直到滿足功率平衡。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度控制方法，其特征在于所述步驟⑴建立超短期負(fù)荷預(yù)測Pj中的①建立歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)庫是指 A,輸入歷史日期環(huán)境特征參數(shù)對于歷史某日，將當(dāng)天日歷輸入數(shù)據(jù)庫，每隔一小時對當(dāng)天的氣溫值、晴、陰、雨、雪狀態(tài)、風(fēng)力大小及方向記錄并輸入到數(shù)據(jù)庫中； B,輸入上述當(dāng)天的微網(wǎng)負(fù)荷變化在上述當(dāng)天中，每隔一小時記錄微網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)并輸入到數(shù)據(jù)庫中； C，建立完整的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)庫是指將歷史日期環(huán)境特征參數(shù)與相應(yīng)歷史當(dāng)天的微網(wǎng)負(fù)荷相對應(yīng)，建立起歷史日期環(huán)境特征參數(shù)與微網(wǎng)負(fù)荷對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度控制方法，其特征在于所述步驟⑵中的儲能系統(tǒng)輸出功率Pb的輸出條件為當(dāng)儲能系統(tǒng)當(dāng)前電量值>20%最大電量值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度控制方法，考慮到虛擬實時電價，分布式電源對于電網(wǎng)而言本身具有一定的正調(diào)峰特性，而對于微網(wǎng)中的儲能系統(tǒng)而言，在參與消峰填谷時，通常根據(jù)負(fù)荷的高峰和低谷區(qū)域作為電池工作方式切換的邊界點。在微網(wǎng)與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行模式下，在當(dāng)前電價為虛擬電價波峰時，以最小消耗市電電能為目標(biāo)調(diào)節(jié)各分布式電源出力，在當(dāng)前電價為虛擬電價波谷時，以儲能系統(tǒng)滿充為目標(biāo)調(diào)節(jié)各分布式電源出力。在微網(wǎng)孤島運行模式下，以滿足負(fù)荷需求、系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行為目標(biāo)調(diào)節(jié)各分布式電源出力，本發(fā)明方法改善電網(wǎng)峰谷性能，提高供電可靠性，通過多約束條件、多控制目標(biāo)的聯(lián)合調(diào)度，保證清潔能源發(fā)電和能量階梯利用。
文檔編號H02J3/46GK102856930SQ20121038406
公開日2013年1月2日 申請日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月11日
發(fā)明者楊宇全, 張鵬, 陳彥, 秦永保, 張毅, 李盛偉, 潘正奎, 周鳴, 于金匯, 楊磊, 徐際強, 殷旺洲, 曹北建, 任國岐, 王慶平 申請人:天津市電力公司, 國家電網(wǎng)公司