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专利号: 2020100489244
申请人: 内蒙古工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-07-25
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种微电网优化调度方法,其特征在于,包括:根据微电网的运行方式分别建立并网优化调度模型和孤网优化调度模型;

根据层次分析法确定所述并网优化调度模型的权重和所述孤网优化调度模型的权重;

依据所述并网优化调度模型的权重和所述孤网优化调度模型的权重采用改进量子粒子群算法对并网优化调度模型和孤网优化调度模型优化调度求解,并根据求解结果配置对应的调度策略;

所述改进量子粒子群算法的方法为:结合混沌搜索以及精英保留策略对量子粒子群算法中参数α进行动态调整,α是收缩扩张因子,具体包括:定义两个参数:进化速度因子sd与聚集度因子jd;设量子粒子群算法中粒子搜寻的全局最优值是G(t),此前一次粒子迭代全局最优值是G(t‑1),当前粒子个体最优位置适应度为F(xi(t)),个体最优适应值平均值M;相关参数的计算公式如下所示:根据sd和jd的值来动态调整量子粒子群算法中的参数α值,采取以下公式求取每次迭代过后的α值:α=f(sd,jd)=α0‑sdα1+jdα2式中:α0为α的初始值,取值α0=1;α1为sd作用下的权重;α2为jd作用下的权重;由于0<sd≤1,0<jd≤1,故α0‑α1≤α≤α0+α2;

所述根据微电网的运行方式分别建立并网优化调度模型和孤网优化调度模型包括:设置目标函数,其中,所述目标函数包括:运行成本、环境污染处理成本和负荷中断赔偿成本;

设置约束条件,其中,所述约束条件包括:功率平衡约束、电位功率交互约束、微电源出力约束、蓄电池运行约束和气体排放约束;

计算环境污染处理成本包括:

根据各类污染气体的排放设置对应的惩罚系数;

依据所述惩罚系数计算所述环境污染处理成本;

其中,依据所述惩罚系数计算所述环境污染处理成本包括:其中,m为污染物种类,共M种;Vm表示治理污染废气的费用;ai,m为第i种微电源第m种污染物排放系数;

当出现微电源提供的电力无法满足所述微电网在孤网状态下的负荷需求时,切除部分三级负荷,对负荷中断进行赔偿计算,得到所述负荷中断赔偿成本;

其中,对负荷中断进行赔偿计算,得到所述负荷中断赔偿成本包括:min F3(x)=CD(t)Pcut(t)其中,CD(t)表示分布式电源停电成本:Pcut(t)表示切断的负荷的功率;

根据层次分析法确定所述并网优化调度模型的权重和所述孤网优化调度模型的权重包括:分别对并网与孤网状态建立综合效益目标函数,并分别确立各个子目标的权重;

其中,并网状态建立综合效益目标函数包括:min F=ω1F1+ω2F2

F表示所述微电网在并网运行的总费用,ω1、ω2表示加权系数;

孤网状态建立综合效益目标函数包括:

min F=ω1F1+ω2F2+ω3F3F表示所述微电网在孤网运行总费用,ω1、ω2、ω3表示加权系数;

通过改变加权系数改变所述并网与孤网状态建立综合效益目标函数的子目标的权重。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述运行成本包括:燃料成本、微电源运行维护成本和蓄电池折旧成本。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:当所述微电网处于并网状态时,所述运行成本还包括:和大电网电能交易成本;

当所述微电网处于孤网状态时,与所述大电网的交互成本为0;

其中,计算微电源的运行成本包括:

其中,F1(x)表示运行成本;Cfu(t)表示燃料消耗花费的费用;Cma(t)表示微电源因为运行而产生的维护费用;Cdep(t)表示蓄电池的折旧成本;Cgrid(t)表示和大电网之间电能交易的费用,孤网运行时Cgrid(t)=0。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,依据所述并网优化调度模型的权重和所述孤网优化调度模型的权重配置对应的调度策略包括:所述并网优化调度模型的调度策略包括:

常规调度策略:

利用新能源发电,如果满足负荷需求,若电能有剩余,则根据电价不同,确定剩余电能向储能装置充电或向大电网出售;

当光伏发电与风力发电不能满足负荷需求,若缺额较小,则采用储能装置放电;

若光伏发电与风力发电对于负荷需求缺额大,则对比其他微电源发电成本和大电网购电成本,确定所述微电网内微电源出力以及是否向大电网购电;

峰谷平调度策略:

满足所述常规调度策略;

检查负荷需求所处的时间段,在负荷需求的低谷期和均衡期,提前向储能装置进行充电;在电价高的高峰阶段,满足负荷需求的情况下,向大电网售电;

所述孤网优化调度模型的调度策略包括:

常规调度策略:

利用新能源发电,若满足负荷需求,电能有剩余,则向储能装置进行充电;

当光伏发电与风力发电无法满足负荷需求,缺额小,则由所述储能装置提供;

若光伏发电与风力发电对于负荷需求缺额大,则对比其他微电源发电成本,确定所述微电网内微电源的出力;

当所述微电网内所有微电源满负荷出力仍无法满足负荷需求,则按照负荷重要程度依次切除负荷,以保证微电网内供需平衡;

峰谷平调度策略:

满足常规调度策略;

检查负荷需求所处的时间段,在负荷需求的低谷期和均衡期,向所述储能装置进行充电;在负荷需求的高峰阶段,根据负荷需求确定是否放电。

5.一种微电网优化调度装置,其特征在于,包括:建模模块,用于根据微电网的运行方式分别建立并网优化调度模型和孤网优化调度模型;

权重确定模块,用于根据层次分析法确定所述并网优化调度模型的权重和所述孤网优化调度模型的权重;

调度模块,用于依据所述并网优化调度模型的权重和所述孤网优化调度模型的权重配置对应的调度策略;

依据所述并网优化调度模型的权重和所述孤网优化调度模型的权重采用改进量子粒子群算法对并网优化调度模型和孤网优化调度模型优化调度求解,并根据求解结果配置对应的调度策略;

所述改进量子粒子群算法的方法为:结合混沌搜索以及精英保留策略对量子粒子群算法中参数α进行动态调整,α是收缩扩张因子,具体包括:定义两个参数:进化速度因子sd与聚集度因子jd;设量子粒子群算法中粒子搜寻的全局最优值是G(t),此前一次粒子迭代全局最优值是G(t‑1),当前粒子个体最优位置适应度为F(xi(t)),个体最优适应值平均值M;相关参数的计算公式如下所示:根据sd和jd的值来动态调整量子粒子群算法中的参数α值,采取以下公式求取每次迭代过后的α值:α=f(sd,jd)=α0‑sdα1+jdα2式中:α0为α的初始值,取值α0=1;α1为sd作用下的权重;α2为jd作用下的权重;由于0<sd≤1,0<jd≤1,故α0‑α1≤α≤α0+α2;

所述根据微电网的运行方式分别建立并网优化调度模型和孤网优化调度模型包括:设置目标函数,其中,所述目标函数包括:运行成本、环境污染处理成本和负荷中断赔偿成本;

设置约束条件,其中,所述约束条件包括:功率平衡约束、电位功率交互约束、微电源出力约束、蓄电池运行约束和气体排放约束;

计算环境污染处理成本包括:

根据各类污染气体的排放设置对应的惩罚系数;

依据所述惩罚系数计算所述环境污染处理成本;

其中,依据所述惩罚系数计算所述环境污染处理成本包括:其中,m为污染物种类,共M种;Vm表示治理污染废气的费用;ai,m为第i种微电源第m种污染物排放系数;

当出现微电源提供的电力无法满足所述微电网在孤网状态下的负荷需求时,切除部分三级负荷,对负荷中断进行赔偿计算,得到所述负荷中断赔偿成本;

其中,对负荷中断进行赔偿计算,得到所述负荷中断赔偿成本包括:min F3(x)=CD(t)Pcut(t)其中,CD(t)表示分布式电源停电成本:Pcut(t)表示切断的负荷的功率;

根据层次分析法确定所述并网优化调度模型的权重和所述孤网优化调度模型的权重包括:分别对并网与孤网状态建立综合效益目标函数,并分别确立各个子目标的权重;

其中,并网状态建立综合效益目标函数包括:min F=ω1F1+ω2F2

F表示所述微电网在并网运行的总费用,ω1、ω2表示加权系数;

孤网状态建立综合效益目标函数包括:

min F=ω1F1+ω2F2+ω3F3F表示所述微电网在孤网运行总费用,ω1、ω2、ω3表示加权系数;

通过改变加权系数改变所述并网与孤网状态建立综合效益目标函数的子目标的权重。

6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述建模模块包括:第一建模单元,用于设置目标函数,其中,所述目标函数包括:运行成本、环境污染处理成本和负荷中断赔偿成本;

第二建模单元,用于设置约束条件,其中,所述约束条件包括:功率平衡约束、电位功率交互约束、微电源出力约束、蓄电池运行约束和气体排放约束。