本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的領(lǐng)域，尤其涉及一種可再生能源微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷增大、全國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)互聯(lián)性的不斷增加，以及電力消費(fèi)多元化等因素影響，我國(guó)電力系統(tǒng)面臨越來(lái)越高的安全和可靠性壓力。另外，隨著分布式光電、風(fēng)能發(fā)電等可再生能源技術(shù)的成熟及應(yīng)用推廣，多種電源形式組成的微電網(wǎng)被視為緩解目前電網(wǎng)壓力的有效措施，微電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度對(duì)大電網(wǎng)有削峰填谷的作用，大大提升了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性。

《2013-2017年中國(guó)微電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)展及前景預(yù)測(cè)分析報(bào)告》研究顯示，我國(guó)微電網(wǎng)處于起步階段，主要以試點(diǎn)項(xiàng)目為主，涉及的先進(jìn)電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、通信技術(shù)等在微電網(wǎng)中的應(yīng)用水平不高，在微電網(wǎng)接入、規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)運(yùn)行和設(shè)備制造等環(huán)節(jié)，都缺乏相應(yīng)的國(guó)家層面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與管理規(guī)范；微電網(wǎng)電力資源的優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)作為微電網(wǎng)應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)一直都是行業(yè)的核心研究對(duì)象。目前，國(guó)內(nèi)微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的層次不一，采用的算法和調(diào)度策略也各有特點(diǎn)與缺點(diǎn)，且大多處于實(shí)驗(yàn)或理論階段。先進(jìn)的微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā)依然是微電網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路，如何經(jīng)濟(jì)、高效地利用微電網(wǎng)能源是我國(guó)微電網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)。

在國(guó)內(nèi)發(fā)電大多采用并網(wǎng)和離網(wǎng)的運(yùn)行方式。并網(wǎng)運(yùn)行是由發(fā)電企業(yè)將發(fā)電售賣給國(guó)家電網(wǎng)，再由國(guó)家電網(wǎng)出售給用電企業(yè)；離網(wǎng)運(yùn)行大多情況是企業(yè)發(fā)電自產(chǎn)自銷，或者用于滿足充電裝備運(yùn)營(yíng)，或者借用其他儲(chǔ)能設(shè)備予以存儲(chǔ)。 以上運(yùn)作形勢(shì)相對(duì)單一，并未結(jié)合分布式發(fā)電優(yōu)勢(shì)和微電網(wǎng)內(nèi)部能量多向、多路徑流動(dòng)與傳輸?shù)奶攸c(diǎn)對(duì)可再生能源發(fā)電進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。

由于可再生能源發(fā)電愈發(fā)多樣性性，如何有效解決能源的優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題一直是微電網(wǎng)運(yùn)行的難題。當(dāng)某一地區(qū)同時(shí)存在分布式光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、燃料電池、微型燃?xì)廨啓C(jī)、國(guó)家電網(wǎng)等多種供電形式，并配備儲(chǔ)能單元的情況下，微電網(wǎng)能源的優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題就會(huì)變得更復(fù)雜。具有如下缺點(diǎn)：能源調(diào)度不及時(shí)；無(wú)法適用于復(fù)雜的微電網(wǎng)系統(tǒng)；無(wú)法實(shí)現(xiàn)高效的能源調(diào)度，能源損失比例高。對(duì)于復(fù)雜的微電網(wǎng)系統(tǒng)，目前國(guó)內(nèi)并沒(méi)有經(jīng)濟(jì)高效的優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可再生能源微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，適用于并網(wǎng)或離網(wǎng)運(yùn)作的微電網(wǎng)，滿足于多種能源共存的復(fù)雜微電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度，將各類能源生產(chǎn)、輸送成本、損耗成本、設(shè)備響應(yīng)成本作為核算基準(zhǔn)，融合需求響應(yīng)控制理念，并在保證能源平衡的前提下制定最優(yōu)的調(diào)度策略，使得微電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)更加經(jīng)濟(jì)、高效。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供了一種可再生能源微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)建模分析模塊以及調(diào)節(jié)交互模塊，所述的數(shù)據(jù)采集模塊分別與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和調(diào)節(jié)交互模塊進(jìn)行通訊連接，所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊通過(guò)數(shù)據(jù)建模分析模塊與調(diào)節(jié)交互模塊進(jìn)行通訊連接，所述的數(shù)據(jù)采集模塊將采集的歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中并發(fā)送至數(shù)據(jù)建模分析模塊，由數(shù)據(jù)建模分析模塊中的數(shù)據(jù)處理中心對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)建模分析生成數(shù)據(jù)記錄表并輸出能源產(chǎn)耗預(yù)測(cè)結(jié)果，能源產(chǎn)耗預(yù)測(cè)結(jié)果輸出至調(diào)節(jié)交互模塊，由調(diào)節(jié)交互模塊通過(guò)可再生能源優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)控制中心制定出最優(yōu)能源調(diào)度方案。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的歷史數(shù)據(jù)包括風(fēng)速、光幅度、溫度、濕度、光亮度、天氣預(yù)報(bào)信息以及能耗度。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的數(shù)據(jù)記錄表包括設(shè)備運(yùn)行環(huán)境記錄表、天氣狀況記錄表、發(fā)電狀態(tài)記錄表和能源需求記錄表。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的調(diào)節(jié)交互模塊通過(guò)國(guó)家電網(wǎng)或發(fā)電機(jī)供電，或者向國(guó)家電網(wǎng)并網(wǎng)送電。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的可再生能源微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)還包括儲(chǔ)能設(shè)備，所述的儲(chǔ)能設(shè)備與調(diào)節(jié)交互模塊相連接。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的一種可再生能源微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，適用于并網(wǎng)或離網(wǎng)運(yùn)作的微電網(wǎng)，滿足于多種能源共存的復(fù)雜微電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度，將各類能源生產(chǎn)、輸送成本、損耗成本、設(shè)備響應(yīng)成本作為核算基準(zhǔn)，融合需求響應(yīng)控制理念，并在保證能源平衡的前提下制定最優(yōu)的調(diào)度策略，使得微電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)更加經(jīng)濟(jì)、高效。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1 是本發(fā)明一種可再生能源微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例一分布式微電網(wǎng)離網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)化調(diào)度的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本發(fā)明可再生能源優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)控制流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例包括：

一種可再生能源微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)建模分析模塊以及調(diào)節(jié)交互模塊，所述的數(shù)據(jù)采集模塊分別與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和調(diào)節(jié)交互模塊進(jìn)行通訊連接，所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊通過(guò)數(shù)據(jù)建模分析模塊與調(diào)節(jié)交互模塊進(jìn)行通訊連接，所述的數(shù)據(jù)采集模塊將采集的歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中并發(fā)送至數(shù)據(jù)建模分析模塊，由數(shù)據(jù)建模分析模塊中的數(shù)據(jù)處理中心對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)建模分析生成數(shù)據(jù)記錄表并輸出能源產(chǎn)耗預(yù)測(cè)結(jié)果，能源產(chǎn)耗預(yù)測(cè)結(jié)果輸出至調(diào)節(jié)交互模塊，由調(diào)節(jié)交互模塊通過(guò)可再生能源優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)控制中心制定出最優(yōu)能源調(diào)度方案。

上述中，所述的歷史數(shù)據(jù)包括風(fēng)速、光幅度、溫度、濕度、光亮度、天氣預(yù)報(bào)信息以及能耗度；所述的數(shù)據(jù)記錄表包括設(shè)備運(yùn)行環(huán)境記錄表、天氣狀況記錄表、發(fā)電狀態(tài)記錄表和能源需求記錄表。

進(jìn)一步的，所述的調(diào)節(jié)交互模塊通過(guò)國(guó)家電網(wǎng)或發(fā)電機(jī)供電，或者向國(guó)家電網(wǎng)并網(wǎng)送電。本實(shí)施例中，所述的發(fā)電機(jī)采用微型燃料輪機(jī)。

再進(jìn)一步的，所述的可再生能源微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)還包括儲(chǔ)能設(shè)備，所述的儲(chǔ)能設(shè)備與調(diào)節(jié)交互模塊相連接。

微電網(wǎng)能源優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)采集存儲(chǔ)五種數(shù)據(jù)：一是未來(lái)2小時(shí)及一天內(nèi)天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)；二是通過(guò)傳感器，實(shí)時(shí)接收各類型發(fā)電設(shè)備運(yùn)行環(huán)境參數(shù)，包括光幅度、風(fēng)速、溫濕度等數(shù)據(jù)；三是記錄各類型發(fā)電設(shè)備在不同運(yùn)行環(huán)境下的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，其主要是與發(fā)電水平相關(guān)的關(guān)鍵參數(shù)數(shù)據(jù)；四是能源需求側(cè)在不同運(yùn)營(yíng)環(huán)境下的能耗需求數(shù)據(jù)和可調(diào)控能源響應(yīng)容量，包括儲(chǔ)能設(shè)備的儲(chǔ)能容量；五是各類能源生產(chǎn)成本、運(yùn)輸損耗成本、設(shè)備響應(yīng)損失成本等成本核算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

讀取歷史數(shù)據(jù)流程：將歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)建模分析，挖掘各發(fā)電、耗能設(shè)備在不同環(huán)境下的產(chǎn)、耗能規(guī)律；微電網(wǎng)能源優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)讀取相關(guān)信息，在確保能源平衡的基礎(chǔ)上結(jié)合各類能源成本制定相應(yīng)的能源調(diào)度策略。

系統(tǒng)將復(fù)雜微電網(wǎng)所有的影響因素考慮在內(nèi)，結(jié)合電網(wǎng)供電容量、能耗單元能耗需求，及可再生能源發(fā)電容量預(yù)測(cè)結(jié)果，融入能源成本核算機(jī)制，將所有影響因素及關(guān)鍵問(wèn)題表示成優(yōu)化調(diào)度策略的初始種群，在每次選擇、交叉、變異遺傳操作后計(jì)算對(duì)應(yīng)調(diào)度策略的適應(yīng)度，以適應(yīng)度期望值或迭代次數(shù)最大值作為遺傳算法的終止命令，從而制定出最優(yōu)的能源調(diào)度策略，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)能源優(yōu)化調(diào)度。

本發(fā)明的可再生能源微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)相比于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、調(diào)控及時(shí)性，憑借能源產(chǎn)、耗的預(yù)測(cè)技術(shù)，使得能源調(diào)度控制具有充足的時(shí)間；

2、智能化，通過(guò)內(nèi)置數(shù)據(jù)分析模型和算法，自主制定最優(yōu)的調(diào)度策略；

3、高效率，基于遺傳算法制定出經(jīng)濟(jì)、高效的調(diào)度策略，提高能源利用率，降低能源輸送損耗；

4、低成本，將能源生產(chǎn)、輸送損耗成本、設(shè)備響應(yīng)損失成本作為策略制定依據(jù)，確保微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；

5、適用范圍廣，適用于并網(wǎng)或離網(wǎng)運(yùn)作的微電網(wǎng)，滿足于多種能源共存的復(fù)雜微電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度。

實(shí)施例：

如圖2所示，分布式微電網(wǎng)離網(wǎng)運(yùn)行即孤網(wǎng)運(yùn)行微電網(wǎng)，主要組成包括：發(fā)電單元、能耗單元、儲(chǔ)能單元三個(gè)部分，如上圖所示。鑒于孤網(wǎng)運(yùn)行微電網(wǎng)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)能源平衡，確?？稍偕茉醋畲罄寐适枪戮W(wǎng)微電網(wǎng)最為經(jīng)濟(jì)、高效的運(yùn)行方式。

孤網(wǎng)能源平衡存在三種情況，需要分別制定相應(yīng)的控制策略：

情形①：可再生能源完全能滿足能耗負(fù)載需求，在此情況下，系統(tǒng)需要確保可在生能源的最高利用率；

情形②：可再生能源+相應(yīng)儲(chǔ)能容量能滿足能耗負(fù)載需求，在此情況下，系統(tǒng)需要核算儲(chǔ)能設(shè)備儲(chǔ)能計(jì)劃，例如儲(chǔ)能設(shè)備提前儲(chǔ)能需求，充放電時(shí)間安排等，確保孤網(wǎng)微電網(wǎng)能長(zhǎng)期處于平衡狀態(tài)；

情形③：必須借助微型燃料發(fā)電設(shè)備（燃料電池、微型燃?xì)廨啓C(jī)）發(fā)電才能滿足能耗負(fù)載需求，在此情況下需要合理調(diào)度可再生能源與儲(chǔ)能設(shè)備、能耗負(fù)載的依存關(guān)系，保證微型燃料發(fā)電設(shè)備耗能量最小。

對(duì)于以上情形，可再生能源優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)控制思路，如圖3所示。

本發(fā)明的可再生能源微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)為：

1、基于可在生能源發(fā)電和能耗負(fù)載歷史數(shù)據(jù)，采用數(shù)學(xué)建模分析可再生能源發(fā)電或能耗堵在規(guī)律，利用模型預(yù)測(cè)技術(shù)預(yù)測(cè)微電網(wǎng)能源產(chǎn)、耗趨勢(shì)，依據(jù)天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)預(yù)估單位時(shí)間內(nèi)微電網(wǎng)的最優(yōu)調(diào)度策略；

2、基于遺傳算法的可再生能源優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，使用以下核心技術(shù)：

利用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，并對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析挖掘，得出可再生能源運(yùn)營(yíng)規(guī)律信息；通過(guò)可再生能源優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)讀取相關(guān)信息，利用遺傳算法迭代計(jì)算制定最優(yōu)調(diào)度方案；通過(guò)電力系統(tǒng)調(diào)控切換設(shè)備，利用相關(guān)控制軟件遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制，對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)的能源進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，在實(shí)現(xiàn)能源平衡的基礎(chǔ)上，使得微電網(wǎng)能源利用率最高，能耗成本最為經(jīng)濟(jì)；

3、基于遺傳算法的可再生能源優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)算法主要有：可在生能源歷史數(shù)據(jù)建模預(yù)測(cè)算法，以能源平衡和成本核算為基因的遺傳算法。

綜上所述，本發(fā)明的一種可再生能源微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，適用于并網(wǎng)或離網(wǎng)運(yùn)作的微電網(wǎng)，滿足于多種能源共存的復(fù)雜微電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度，將各類能源生產(chǎn)、輸送成本、損耗成本、設(shè)備響應(yīng)成本作為核算基準(zhǔn)，融合需求響應(yīng)控制理念，并在保證能源平衡的前提下制定最優(yōu)的調(diào)度策略，使得微電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)更加經(jīng)濟(jì)、高效。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。