一种风光储柴自治微网群跨域协同能量调度与适配方法

摘要

本发明公开了一种风光储柴自治微网群跨域协同能量调度与适配方法。该方法通过合理的生成矩阵权值构建微网拓扑矩阵；采用改进的MST算法确定最优的DG-CL和S-CL供电对应关系，从而获得“树干”；利用LMI算法选择NL，并将其以“树叶”的形式添加到“树干”上从而与之共同生成新的自治微网结构。本发明以IEEE33-bus网络为测试系统给出了详细的算法描述，并通过一系列的实验证明所提策略在提高系统整体电能利用率以及对重要负荷的持续安全供电方面的有效性。

主权项

一种风光储柴自治微网群跨域协同能量调度与适配方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤(1)、以时间间隔Δt为采样时间，周期性监控系统中DG与负荷的实时出力及用电情况，获取当前时刻系统的工作状态信息：I)当系统中DG的输出功率大于全部负荷的用电需求时，即时，保持当前的自治微网结构，并执行步骤(4)；其中N_DG为DG的总个数，N_CL为重要负荷的总个数，N_NL为非重要负荷的总个数；所述的全部负荷包括重要负荷、非重要负荷；II)当系统中DG的输出功率大于全部重要负荷的用电需求，但无法满足全部负荷要求时，即$(\underset{i\_\mathrm{CL}=1}{\overset{N_{\mathrm{CL}}}{\Sigma }}{\mathrm{CL}}_{i\_\mathrm{CL}}+\underset{i\_\mathrm{NL}=1}{\overset{N_{\mathrm{NL}}}{\Sigma }}{\mathrm{NL}}_{i\_\mathrm{nl}})>\underset{i\_\mathrm{DG}=1}{\overset{N_{\mathrm{DG}}}{\Sigma }}{\mathrm{DG}}_{i\_\mathrm{DG}}>\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{CL}}}{\Sigma }}{\mathrm{CL}}_{i\_\mathrm{CL}},$则执行步骤(2)；III)当系统中DG的输出功率无法满足全部重要负荷用电需求时，即时，对部分重要负荷做删除处理，保证尽量多的重要负荷得到供电满足，同时保证DG的输出负荷得到充分的利用，即执行步骤(6)；步骤(2)、当判断系统处于状态II)时，在每个自治微网i_AMG中(DG‑CL)_{i_AMG}的变化比是否超过设定的划分触发门限值θ，即i_AMG＝1,…,N_AMG(t‑Δt)，若是则重新划分自治微网结构，即执行步骤(3)；若否则添加或删除部分非重要负荷非重要负荷，即执行步骤(17)；其中N_AMG(t‑Δt)为(t‑Δt)时刻存在的自治微网的个数，和分别为(t‑Δt)时刻和t时刻自治微网i_AMG中DG与重要负荷的功率之差；步骤(3)、计算微网当前状态下各支路线路的实时网损值和风险系数，并加权二者的归一化值，形成系统的支路权值，进而以此权值为矩阵元素，构建当前t时刻的网络拓扑矩阵A(t)，然后执行步骤(5)；步骤(4)、当判断系统处于状态I)时，即系统中DG的输出功率大于全部负荷的用电需求时，则将系统中全部储能设备作为用电负荷，然后根据其自身荷电状态作进一步判断，执行步骤(7)；步骤(5)、判断储能设备被视为用电负荷或供电电源，需要根据其自身荷电状态作进一步判断，同时执行步骤(7)和步骤(8)；步骤(6)、当判断系统处于状态III)时，即系统DG的总供电负荷小于系统中所有用电设备的用电负荷，则系统中全部的储能设备视作电源，需要根据其自身荷电状态作进一步判断，执行步骤(8)；步骤(7)、判断每个储能设备的SOC状态是否大于最大容量阈值SOC_max，若是则执行步骤(9)；若否则执行步骤(10)；步骤(8)、判断每个储能设备的SOC状态是否小于最小容量阈值SOC_min，若是则执行步骤(9)；若否则执行步骤(11)；步骤(9)、若某储能设备的荷电状态满足SOC＞SOC_max或SOC_min＞SOC，则该储能设备不动作，既不作为电源供电，也不作为用电设备用电，执行步骤(12)；步骤(10)、若某个储能设备没有大于其最大容量阈值(SOC_max)，且此时系统满足DG的输出功率小于全部负荷的用电需求，则该储能设备被用作用电负荷，并执行步骤(12)；步骤(11)、若某个储能设备没有小于其最小容量阈值(SOC_min)，且此时系统满足DG的输出功率大于全部负荷的用电需求，则该储能设备被用作电源，并执行步骤(12)；步骤(12)、以自治微网中每个电源所在的节点为根节点，搜索最小生成树；计算每棵最小生成树中，从根节点到每个重要负荷节点的最小权值和；以最小权值和为目标决定将每个重要负荷划归各个电源，负责为其供电；所述的电源包括DG和步骤(11)确定的储能设备；步骤(13)、选择某个重要负荷的全部“最小权值和”中的最小值所对应的电源作为该重要负荷的供电节点；步骤(14)、根据步骤(13)确定全部“电源‑重要负荷”对应供电关系集合；步骤(15)、判断每个“电源‑重要负荷”对应供电关系集合中电源的供电负荷是否大于重要负荷的用电要求，若是则执行步骤(17)，若否则执行步骤(16)；步骤(16)、选择该重要负荷的“最小权值和”中的次小值所对应的电源作为该重要负荷的供电节点并执行步骤(17)；步骤(17)、以供电电源产生的电能被最大限度的充分利用为原则，采用LMI算法，确定供电电源和重要负荷之间各类型非重要负荷的个数；步骤(18)、从供电电源和重要负荷之间的各类型非重要负荷中按步骤(17)确定的个数选择非重要负荷，并和供电电源以及重要负荷形成一个新的自治微网；步骤(19)、按以上步骤将系统中全部节点分配到不同的新自治微网中，从而形成新的自治微网供电系统。