一种微电网电源容量优化配置方法

摘要

本发明提供了一种微电网电源容量优化配置方法，其以孤岛微电网为研究对象，分析了铅酸蓄电池充放电深度和次数对其寿命的影响，考虑了铅酸蓄电池的储能寿命对微电网电源容量优化配置的影响以及弃风惩罚费用、可靠性约束等对微电网电源容量优化配置的影响，建立的模型更加全面，采用线性加权的遗传算法对所建立的微电网电源容量优化配置模型求解得到的微电网电源容量的最优配置方案能够帮助提高微电网系统电源容量配置的利用率、减少电源配置浪费，降低微电网系统的投资成本和运行成本；同时，本发明微电网电源容量优化配置方法的运算流程较为简单，通用性较好，可广泛应用于不同应用场合下的微电网电源配置规划，具有很好的市场推广应用价值。

主权项

微电网电源容量优化配置方法，其特征在于，以孤岛微电网为研究对象，以总成本最小和弃风惩罚费用最小为目标建立微电网电源容量优化配置模型，采用线性加权的遗传算法对所建立的微电网电源容量优化配置模型进行求解，确定孤岛微电网电源容量的最优配置方案；该方法具体包括如下步骤：(1)统计孤岛微电网中风速及负荷的历史数据，根据历史数据对调度周期内各时段的风电机组出力值和负荷进行预测，进而估算出调度周期内孤岛微电网中微燃机的总发电量以及铅酸蓄电池的总出力值；(2)制定孤岛微电网的运行策略：孤岛微电网运行过程中，当风电机组出力大于负荷，铅酸蓄电池进行充电，如果还有过剩的电量，则舍弃该过剩电量；风电机组出力小于负荷时，铅酸蓄电池优先进行放电，如果铅酸蓄电池和风电机组出力之和能满足负荷需求，则不启动微燃机，反之，则开启微燃机向负荷供电；(3)确定铅酸蓄电池寿命：当铅酸蓄电池充放电循环深度为R时，故障前最大循环充放电次数N_ESS表示为：$N_{\mathrm{ESS}}={\alpha }_1+{\alpha }_2{e}^{{\alpha }_{3}R}+{\alpha }_4{e}^{{\alpha }_{5}R};$铅酸蓄电池充放电循环一次，其寿命损耗占总寿命百分比为1/N_ESS，铅酸蓄电池在调度周期内的寿命损耗为：$C_1=\underset{j=1}{\overset{N_T}{\Sigma }}\frac{1}{N_{\mathrm{ESS},j}};$铅酸蓄电池的寿命所能够维持的调度周期数量为：Y_B＝1/C₁；式中，α₁～α₅为铅酸蓄电池的特征参数，这些参数可由厂商提供的寿命测试数据得到；j表示铅酸蓄电池第j次充放电；N_T为调度周期中蓄电池充放电次数；1/N_ESS,j表示第j次充放电铅酸蓄电池寿命损耗占总寿命的比例；Y_B为铅酸蓄电池的寿命所能够维持的调度周期数量；(4)以投资和运行总成本最小以及弃风惩罚费用最小为目标，基于制定的微电网运行策略，建立孤立储能寿命影响的微电网电源容量优化配置模型；(5)采用线性加权的遗传算法对所建立的微电网电源容量优化配置模型进行求解，确定孤岛微电网电源容量的最优配置方案，对微电网中的风电机组数目、蓄电池数目和微燃机数目进行配置。