并網(wǎng)型微網(wǎng)優(yōu)化配置方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供一種并網(wǎng)型微網(wǎng)優(yōu)化配置方法及裝置，本發(fā)明實施例提供的并網(wǎng)型微網(wǎng)優(yōu)化配置方法及裝置中的優(yōu)化配置模型信息，考慮了并網(wǎng)型微網(wǎng)的特性指標(biāo)，包括自平衡度信息、冗余度信息以及聯(lián)絡(luò)線利用率信息，從而使本發(fā)明實施例提供的方法及裝置更加適用于并網(wǎng)型微網(wǎng)。
【專利說明】并網(wǎng)型微網(wǎng)優(yōu)化配置方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)并網(wǎng)型微網(wǎng)系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體的說，是涉及并網(wǎng)型微網(wǎng)優(yōu)化配置方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]微網(wǎng)系統(tǒng)是指由分布式電源、儲能裝置、能量變換裝置和負載組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護和管理的自制系統(tǒng)，是解決偏遠地區(qū)或遠離海岸孤島供電的有效方式。微網(wǎng)系統(tǒng)中由于可再生能源，如風(fēng)能和太陽能的不確定性，負載和電池的非線性特性，以及存在多種不同的運行策略，導(dǎo)致微網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計難度較大。
[0003]微網(wǎng)系統(tǒng)包括并網(wǎng)型微網(wǎng)和獨立型微網(wǎng)，發(fā)明人在實現(xiàn)本發(fā)明創(chuàng)造的過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的優(yōu)化設(shè)計方面，忽略了并型微網(wǎng)的特性，導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)中的微網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計方法不適合并網(wǎng)型微網(wǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種并網(wǎng)型微網(wǎng)優(yōu)化配置方法及裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中微網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計方法不適合并網(wǎng)型微網(wǎng)的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0006]一種并網(wǎng)型微網(wǎng)優(yōu)化配置方法，包括:
[0007]A、根據(jù)所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的設(shè)備組成，獲取所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的設(shè)備信息；
[0008]B、根據(jù)所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的設(shè)備信息，確定出所述各個設(shè)備的數(shù)學(xué)建模信息；
[0009]C、根據(jù)所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的設(shè)備信息，確定出所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的全壽命周期成本信息；
[0010]D、根據(jù)所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的全壽命周期成本信息以及所述數(shù)學(xué)建模信息，確定出優(yōu)化配置模型信息，所述優(yōu)化配置模型信息包括約束信息，所述約束信息包括自平衡度信息、冗余度信息以及聯(lián)絡(luò)線利用率信息；
[0011]E、依據(jù)所述并網(wǎng)型微網(wǎng)中的年風(fēng)速信息以及光照信息，計算出該年中各個時刻風(fēng)力發(fā)電的最大功率以及所述各個時刻光伏發(fā)電的最大功率；
[0012]F、根據(jù)所述各個時刻風(fēng)力發(fā)電的最大功率以及所述各個時刻光伏發(fā)電的最大功率，確定出歷史數(shù)據(jù)場景信息；
[0013]G、根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)場景信息，生成N個隨機數(shù)據(jù)場景信息，所述N為大于等于I的正整數(shù)；
[0014]H、采用場景縮減技術(shù)，將所述N個隨機數(shù)據(jù)場景縮減為M個隨機數(shù)據(jù)場景，M為大于等于I小于N的正整數(shù)，將所述M作為隨機數(shù)據(jù)場景的當(dāng)前數(shù)目；
[0015]1、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)場景信息以及所述優(yōu)化配置模型信息，計算出所述并網(wǎng)型微網(wǎng)中各個設(shè)備的安裝數(shù)量，并將該安裝數(shù)量作為下一次計算所述并網(wǎng)型微網(wǎng)中所述優(yōu)化配置模型信息的各個設(shè)備的安裝數(shù)量的下限值；[0016]J、從所述當(dāng)前數(shù)目的隨機數(shù)據(jù)場景中選擇一個出現(xiàn)概率最大的第一隨機數(shù)據(jù)場
旦
牙、；
[0017]K、依據(jù)所述第一隨機數(shù)據(jù)場景和優(yōu)化配置模型信息，計算出所述并網(wǎng)型微網(wǎng)中各個設(shè)備的安裝數(shù)量，并將該安裝數(shù)量作為下一次計算所述并網(wǎng)型微網(wǎng)中所述優(yōu)化配置模型信息的各個設(shè)備的安裝數(shù)量的下限值；
[0018]L、刪除所述第一隨機數(shù)據(jù)場景，所述當(dāng)前數(shù)目減I所得差值大于零時，獲得M’，M’由所述當(dāng)前數(shù)目減I后得到，并變更所述當(dāng)前數(shù)目為M’，將所述M，作為隨機數(shù)據(jù)場景的當(dāng)前數(shù)目返回步驟J，若所述差值等于零時，確定步驟K計算出的最優(yōu)的建立優(yōu)化配置模型信息為所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的最優(yōu)配置方案。
[0019]其中，所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的設(shè)備包括柴油發(fā)電機、蓄電池儲能設(shè)備、小型風(fēng)力發(fā)電機和光伏發(fā)電，步驟B包括:
[0020]B1、根據(jù)所述柴油發(fā)電機的設(shè)備型號、所述柴油發(fā)電機的技術(shù)特性、所述柴油發(fā)電機的經(jīng)濟特性，確定出所述柴油發(fā)電機的輸出功率限制信息和運行數(shù)量限制信息；
[0021]B2、根據(jù)所述蓄電池儲能設(shè)備的設(shè)備型號、所述蓄電池儲能設(shè)備的技術(shù)特性、所述蓄電池儲能設(shè)備的經(jīng)濟特性，確定出所述蓄電池儲能設(shè)的能量狀態(tài)轉(zhuǎn)換信息、能量狀態(tài)限制信息、充放電功率限制信息、充放電狀態(tài)互斥約束信息以及充放電狀態(tài)轉(zhuǎn)換約束信息；
[0022]B3、根據(jù)所述小型風(fēng)力發(fā)電機的設(shè)備型號、所述小型風(fēng)力發(fā)電機的技術(shù)特性、所述小型風(fēng)力發(fā)電機的經(jīng)濟特性，確定出所述小型風(fēng)力發(fā)電機的在線運行的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備數(shù)量信息以及運行數(shù)量限制信息；
[0023]B4、根據(jù)所述光伏發(fā)電的設(shè)備型號、所述光伏發(fā)電的技術(shù)特性、所述光伏發(fā)電的經(jīng)濟特性，確定出所述光伏發(fā)電的輸出功率限制信息以及運行數(shù)量限制信息。
[0024]其中，所述全壽命周期成本信息包括初始成本信息、維護成本信息、運行成本信息以及交易成本信息，步驟D包括:所述優(yōu)化配置模型信息為C=IC+MC+0C+TC，其中，C是并網(wǎng)型微網(wǎng)的全壽命周期成本信息；IC，MC，0C, TC分別是并網(wǎng)型微網(wǎng)的初始成本信息、維護成本信息、運行成本信息和交易成本信息。
[0025]其中，所述年風(fēng)速信息包括年風(fēng)速數(shù)據(jù)、啟動風(fēng)速、額定風(fēng)速和切除風(fēng)速，所述光照信息包括年光照數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)光照和光伏發(fā)電轉(zhuǎn)換效率，步驟E包括:
[0026]依據(jù)
【權(quán)利要求】
1.一種并網(wǎng)型微網(wǎng)優(yōu)化配置方法，其特征在于，包括: A、根據(jù)所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的設(shè)備組成，獲取所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的設(shè)備信息； B、根據(jù)所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的設(shè)備信息，確定出所述各個設(shè)備的數(shù)學(xué)建模信息； C、根據(jù)所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的設(shè)備信息，確定出所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的全壽命周期成本信息； D、根據(jù)所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的全壽命周期成本信息以及所述數(shù)學(xué)建模信息，確定出優(yōu)化配置模型信息，所述優(yōu)化配置模型信息包括約束信息，所述約束信息包括自平衡度信息、冗余度信息以及聯(lián)絡(luò)線利用率信息； E、依據(jù)所述并網(wǎng)型微網(wǎng)中的年風(fēng)速信息以及光照信息，計算出該年中各個時刻風(fēng)力發(fā)電的最大功率以及所述各個時刻光伏發(fā)電的最大功率； F、根據(jù)所述各個時刻風(fēng)力發(fā)電的最大功率以及所述各個時刻光伏發(fā)電的最大功率,確定出歷史數(shù)據(jù)場景信息； G、根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)場景信息，生成N個隨機數(shù)據(jù)場景信息，所述N為大于等于I的正整數(shù)； H、采用場景縮減技術(shù)，將所述N個隨機數(shù)據(jù)場景縮減為M個隨機數(shù)據(jù)場景，M為大于等于I小于N的正整數(shù)，將所述M作為隨機數(shù)據(jù)場景的當(dāng)前數(shù)目； 1、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)場景信息以及所述優(yōu)化配置模型信息，計算出所述并網(wǎng)型微網(wǎng)中各個設(shè)備的安裝數(shù)量，并將該安裝數(shù)量作為下一次計算所述并網(wǎng)型微網(wǎng)中所述優(yōu)化配置模型信息的各個設(shè)備的安裝數(shù)量的下限值； J、從所述當(dāng)前數(shù)目的隨機數(shù)據(jù)場景中選擇一個出現(xiàn)概率最大的第一隨機數(shù)據(jù)場景； K、依據(jù)所述第一隨機數(shù)據(jù)場景和優(yōu)化配置模型信息，計算出所述并網(wǎng)型微網(wǎng)中各個設(shè)備的安裝數(shù)量，并將該安裝數(shù)量作為下一次計算所述并網(wǎng)型微網(wǎng)中所述優(yōu)化配置模型信息的各個設(shè)備的安裝數(shù)量的下限值； L、刪除所述第一隨機數(shù)據(jù)場景，所述當(dāng)前數(shù)目減I所得差值大于零時，獲得Μ’，M’由所述當(dāng)前數(shù)目減I后得到，并變更所述當(dāng)前數(shù)目為M’，將所述M’作為隨機數(shù)據(jù)場景的當(dāng)前數(shù)目返回步驟J，若所述差值等于零時，確定步驟K計算出的最優(yōu)的建立優(yōu)化配置模型信息為所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的最優(yōu)配置方案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述并網(wǎng)型微網(wǎng)優(yōu)化配置方法，其特征在于，所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的設(shè)備包括柴油發(fā)電機、蓄電池儲能設(shè)備、小型風(fēng)力發(fā)電機和光伏發(fā)電，步驟B包括: B1、根據(jù)所述柴油發(fā)電機的設(shè)備型號、所述柴油發(fā)電機的技術(shù)特性、所述柴油發(fā)電機的經(jīng)濟特性，確定出所述柴油發(fā)電機的輸出功率限制信息和運行數(shù)量限制信息； B2、根據(jù)所述蓄電池儲能設(shè)備的設(shè)備型號、所述蓄電池儲能設(shè)備的技術(shù)特性、所述蓄電池儲能設(shè)備的經(jīng)濟特性，確定出所述蓄電池儲能設(shè)的能量狀態(tài)轉(zhuǎn)換信息、能量狀態(tài)限制信息、充放電功率限制信息、充放電狀態(tài)互斥約束信息以及充放電狀態(tài)轉(zhuǎn)換約束信息； B3、根據(jù)所述小型風(fēng)力發(fā)電機的設(shè)備型號、所述小型風(fēng)力發(fā)電機的技術(shù)特性、所述小型風(fēng)力發(fā)電機的經(jīng)濟特性，確定出所述小型風(fēng)力發(fā)電機的在線運行的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備數(shù)量信息以及運行數(shù)量限制信息； B4、根據(jù)所述光伏發(fā)電的設(shè)備型號、所述光伏發(fā)電的技術(shù)特性、所述光伏發(fā)電的經(jīng)濟特性，確定出所述光伏發(fā)電的輸出功率限制信息以及運行數(shù)量限制信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述并網(wǎng)型微網(wǎng)優(yōu)化配置方法，其特征在于，所述全壽命周期成本信息包括初始成本信息、維護成本信息、運行成本信息以及交易成本信息，步驟D包括:所述優(yōu)化配置模型信息為C=IC+MC+OC+TC，其中，C是并網(wǎng)型微網(wǎng)的全壽命周期成本信息；IC, MC, OC, TC分別是并網(wǎng)型微網(wǎng)的初始成本信息、維護成本信息、運行成本信息和交易成本信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述并網(wǎng)型微網(wǎng)優(yōu)化配置方法，其特征在于，所述年風(fēng)速信息包括年風(fēng)速數(shù)據(jù)、啟動風(fēng)速、額定風(fēng)速和切除風(fēng)速，所述光照信息包括年光照數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)光照和光伏發(fā)電轉(zhuǎn)換效率，步驟E包括:
依據(jù)
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述并網(wǎng)型微網(wǎng)優(yōu)化配置方法，其特征在于，步驟H包括: Η1、確定出所述N個隨機數(shù)據(jù)場景信息中的隨機數(shù)據(jù)場景信息\的出現(xiàn)概率為Cti=I/N, i=l, 2，...，N ; Η2、計算所述隨機數(shù)據(jù)場景信息Xi與任一隨機數(shù)據(jù)場景\的范數(shù)DTu=DT (Xi, Xj)，j為大于等于I小于等于N的正整數(shù)，i ^ j ； H3、根據(jù)公式) = min DT1丨，獲取與所述隨機數(shù)據(jù)場景信息Xi最具相似度的隨機數(shù)據(jù)場景信息&； H4、獲得DTi OO與所述隨機數(shù)據(jù)場景信息Xi的出現(xiàn)概率的乘積的最小值^Z)(.v) = min[^ D7；(.V.)]； H5、將與所述ro(xs)對應(yīng)的隨機數(shù)據(jù)場景信息Xs刪除，并將Φ?+Φ3作為所述隨機數(shù)據(jù)場景信息Xi的出現(xiàn)概率； Η6、重復(fù)步驟Η2~Η5，使隨機數(shù)據(jù)場景數(shù)目由N縮減至M個，所述M為大于等于I小于N的正整數(shù)。
6.一種并網(wǎng)型微網(wǎng)優(yōu)化配置裝置，其特征在于，包括: 第一獲取模塊，用于根據(jù)所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的設(shè)備組成，獲取所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的設(shè)備信息； 第一確定模塊，用于根據(jù)所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的設(shè)備信息，確定出所述各個設(shè)備的數(shù)學(xué)建模信息； 第二確定模塊，用于根據(jù)所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的設(shè)備信息，確定出所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的全壽命周期成本信息； 第三確定模塊，用于根據(jù)所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的全壽命周期成本信息以及所述數(shù)學(xué)建模信息，確定出優(yōu)化配置模型信息，所述優(yōu)化配置模型信息包括約束信息，所述約束信息包括自平衡度?目息、冗余度彳目息以及聯(lián)絡(luò)線利用率/[目息；第一計算模塊，用于依據(jù)所述并網(wǎng)型微網(wǎng)中的年風(fēng)速信息以及光照信息，計算出該年中各個時刻風(fēng)力發(fā)電的最大功率以及所述各個時刻光伏發(fā)電的最大功率； 第四確定模塊，用于根據(jù)所述各個時刻風(fēng)力發(fā)電的最大功率以及所述各個時刻光伏發(fā)電的最大功率，確定出歷史數(shù)據(jù)場景信息； 生成模塊，用于根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)場景信息，生成N個隨機數(shù)據(jù)場景信息，所述N為大于等于I的正整數(shù)； 縮減模塊，用于采用場景縮減技術(shù)，將所述N個隨機數(shù)據(jù)場景縮減為M個隨機數(shù)據(jù)場景，M為大于等于I小于N的正整數(shù)，將所述M作為隨機數(shù)據(jù)場景的當(dāng)前數(shù)目； 第二計算模塊，用于根據(jù)歷史數(shù)據(jù)場景信息以及所述優(yōu)化配置模型信息，計算出所述并網(wǎng)型微網(wǎng)中各個設(shè)備的安裝數(shù)量，并將該安裝數(shù)量作為下一次計算所述并網(wǎng)型微網(wǎng)中所述優(yōu)化配置模型信息的各個設(shè)備的安裝數(shù)量的下限值； 選擇模塊，用于從所述當(dāng)前數(shù)目的隨機數(shù)據(jù)場景中選擇一個出現(xiàn)概率最大的第一隨機數(shù)據(jù)場景； 第三計算模塊，用于依據(jù)所述第一隨機數(shù)據(jù)場景和優(yōu)化配置模型信息，計算出所述并網(wǎng)型微網(wǎng)中各個設(shè)備的安裝數(shù)量，并將該安裝數(shù)量作為下一次計算所述并網(wǎng)型微網(wǎng)中所述優(yōu)化配置模型信息的各個設(shè)備的安裝數(shù)量的下限值； 觸發(fā)模塊，用于刪除所述第一隨機數(shù)據(jù)場景，所述當(dāng)前數(shù)目減I所得差值大于零時，獲得M’，M’由所述當(dāng)前數(shù)目減I后得到，并變更所述當(dāng)前數(shù)目為M’，將所述Μ’作為隨機數(shù)據(jù)場景的當(dāng)前數(shù)目返回所述選擇模塊，若所述差值等于零時，確定所述第三計算模塊計算出的最優(yōu)的建立優(yōu)化配置模型信息為所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的最優(yōu)配置方案。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述并網(wǎng)型微網(wǎng)優(yōu)化配置裝置，其特征在于，所述并網(wǎng)型微網(wǎng)的設(shè)備包括柴油發(fā)電機、蓄電池儲能設(shè)備、小型風(fēng)力發(fā)電機和光伏發(fā)電，所述第一確定模塊包括: 第一確定子單元，用于根據(jù)所述柴油發(fā)電機的設(shè)備型號、所述柴油發(fā)電機的技術(shù)特性、所述柴油發(fā)電機的經(jīng)濟特性，確定出所述柴油發(fā)電機的輸出功率限制信息和運行數(shù)量限制信息； 第二確定子單元，用于根據(jù)所述蓄電池儲能設(shè)備的設(shè)備型號、所述蓄電池儲能設(shè)備的技術(shù)特性、所述蓄電池儲能設(shè)備的經(jīng)濟特性，確定出所述蓄電池儲能設(shè)的能量狀態(tài)轉(zhuǎn)換信息、能量狀態(tài)限制信息、充放電功率限制信息、充放電狀態(tài)互斥約束信息以及充放電狀態(tài)轉(zhuǎn)換約束信息； 第三確定子單元，用于根據(jù)所述小型風(fēng)力發(fā)電機的設(shè)備型號、所述小型風(fēng)力發(fā)電機的技術(shù)特性、所述小型風(fēng)力發(fā)電機的經(jīng)濟特性，確定出所述小型風(fēng)力發(fā)電機的在線運行的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備數(shù)量信息以及運行數(shù)量限制信息； 第四確定子單元，用于根據(jù)所述光伏發(fā)電的設(shè)備型號、所述光伏發(fā)電的技術(shù)特性、所述光伏發(fā)電的經(jīng)濟特性，確定出所述光伏發(fā)電的輸出功率限制信息以及運行數(shù)量限制信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述并網(wǎng)型微網(wǎng)優(yōu)化配置裝置，其特征在于，所述全壽命周期成本信息包括初始成本信息、維護成本信息、運行成本信息以及交易成本信息，所述第三確定模塊包括:所述優(yōu)化配置模型信息為C=IC+MC+OC+TC，其中，C是并網(wǎng)型微網(wǎng)的全壽命周期成本信息；ic, MC, OC, TC分別是并網(wǎng)型微網(wǎng)的初始成本信息、維護成本信息、運行成本信息和交易成本信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述并網(wǎng)型微網(wǎng)優(yōu)化配置裝置，其特征在于，所述年風(fēng)速信息包括年風(fēng)速數(shù)據(jù)、啟動風(fēng)速、額定風(fēng)速和切除風(fēng)速，所述光照信息包括年光照數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)光照和光伏發(fā)電轉(zhuǎn)換效率，所述第一計算模塊具體用于:
依據(jù)
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述并網(wǎng)型微網(wǎng)優(yōu)化配置裝置，其特征在于，所述縮減模塊包括: 確定子單元，用于確定出所述N個隨機數(shù)據(jù)場景信息中的隨機數(shù)據(jù)場景信息Xi的出現(xiàn)概率為 Φ i=l/N, i=l, 2,..., N ； 計算子單元，用于計算所述隨機數(shù)據(jù)場景信息Xi與任一隨機數(shù)據(jù)場景\的范數(shù)DTij=DT (Xi, Xj)，j為大于等于I小于等于N的正整數(shù)，i ^ j ； 第一獲取子單元，用于根據(jù)公SD7)(_V,.) = η；'?' DT"，獲取與所述隨機數(shù)據(jù)場景信息XiJ^1丄最具相似度的隨機數(shù)據(jù)場景信息&; 第二獲取子單元，用于獲得DTiOO與所述隨機數(shù)據(jù)場景信息Xi的出現(xiàn)概率的乘積的最小值廠￡>(.\-,) = tnin[(A.D7:(.r,)]； 刪除子單元，用于將與所述ro(Xs)對應(yīng)的隨機數(shù)據(jù)場景信息Xs刪除，并將Φ?+Φ3作為所述隨機數(shù)據(jù)場景信息Xi的出現(xiàn)概率； 觸發(fā)子單元，用于觸發(fā)所述確定子單元，使隨機數(shù)據(jù)場景數(shù)目由N縮減至M個，所述M為大于等于I小于N的正整數(shù)。
【文檔編號】G06Q10/04GK103715688SQ201410012565
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】趙波, 薛美東, 周丹, 葛曉慧, 張雪松 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院