CN109842139A - 一种含移动储能的微电网扩展规划方法 - Google Patents
一种含移动储能的微电网扩展规划方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109842139A CN109842139A CN201910139984.4A CN201910139984A CN109842139A CN 109842139 A CN109842139 A CN 109842139A CN 201910139984 A CN201910139984 A CN 201910139984A CN 109842139 A CN109842139 A CN 109842139A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- energy storage
- micro
- mobile energy
- exchange
- capacitance sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种含移动储能的微电网扩展规划方法，首先将预先建立的并网型交流微电网拓扑模型扩展为含移动储能的并网型交直流混合微电网拓扑模型；其次，确立优化目标、正常情况优化约束及移动储能在DC/AC变流器故障导致交直流混合微电网系统解列时间内的调度策略，根据调度策略确立故障情况优化约束，建立含移动储能的并网型交直流混合微电网中移动储能容量优化配置的数学模型；最后，根据优化目标和优化约束进行模型求解，得到含移动储能的并网型交直流混合微电网中移动储能容量优化配置结果。采用本发明可解决微电网扩展规划资源浪费的问题，缓解了交直流侧解列运行时两侧能量不流通问题，降低了微电网的扩展规划成本，提高了微电网系统的经济性。
Description
技术领域
本发明属于微电网规划技术领域，具体涉及一种含移动储能的微电网扩展规划方法。
背景技术
微电网是一个小型的电力系统，它具备完整的发输配电功能，可以实现局部的功率平衡和能量优化，有并网运行和孤岛运行两种运行模式。为了发展低碳、清洁能源的理念，应在微电网内合理地接入光伏、风机电源和储能等装备，并合理规划其容量。
目前，现有规划方案大多只考虑当前负荷，较少考虑突增的短期负荷，如比赛期间的大量增长临时负荷。但由于这类负荷短时发挥作用后即可切除，重新规划微电网内的分布式电源和储能会造成大量的成本浪费。
不同于电动汽车的随机性，移动储能车由购买者公司拥有并完全控制，其结构为储能电池固定在一台大卡车上，具备环境适应性强、安装简便、可扩展性高的特点。移动储能车可以被短期租用来应对短期负荷供电，同时可以在发生交直流侧故障解列时，在交直流侧之间调度运行，实现交直流侧的功率交换，使重要负荷持续运行一段时间，从而减少了移动储能配置的容量，提高了微电网的经济性。因此，研究移动储能在新扩展的微电网中的容量优化配置是目前亟待解决的问题。
发明内容
发明目的：本发明提供一种含移动储能的微电网扩展规划方法，解决了微电网内直流负荷短期大量增长造成的微电网扩展规划资源浪费的问题，可提高微电网扩展规划的经济性。
技术方案：本发明所述的一种含移动储能的微电网扩展规划方法，包括以下步骤：
(1)根据短期内增长的直流负荷发挥作用即可切除的场景，将预先建立的并网型交流微电网拓扑模型扩展为含移动储能的并网型交直流混合微电网拓扑模型；
(2)确立优化目标、正常情况优化约束及移动储能在DC/AC变流器故障导致交直流混合微电网系统解列时间内的调度策略，根据调度策略确立故障情况优化约束，建立含移动储能的并网型交直流混合微电网中移动储能容量优化配置的数学模型；
(3)根据优化目标和优化约束进行模型求解，得到含移动储能的并网型交直流混合微电网中移动储能容量优化配置结果。
步骤(1)所述的含移动储能的并网型交直流混合微电网拓扑模型包括并网型交流微电网拓扑模型、直流微电网拓扑模型和DC/AC变流器；所述直流微电网拓扑模型包括直流母线、移动储能、直流负载；所述移动储能和直流负载与直流母线相连；所述并网型交流微电网通过DC/AC变流器与直流母线相连。
步骤(2)所述的优化目标为含移动储能的微电网扩展规划模型在负荷短期增长时间内的总成本：
Ctotal＝Cmbess_aic+Cmbess_aom+Cgrid；
其中，Cmbess_aic为移动储能设备在负荷短期增长时间内的租赁成本，Cmbess_aom为目标函数中移动储能在负荷短期增长时间内的运行维护成本，Cgrid为含移动储能的并网型交直流混合微电网在负荷短期增长时间内从大电网买电和卖电差价。
步骤(2)所述正常情况优化约束包括直流微电网系统功率平衡约束、并网型交流微电网系统功率平衡约束、移动储能设备的安装容量约束、移动储能设备的最大充放电约束、移动储能设备的荷电状态约束、DC/AC变流器功率约束。
所述直流微电网系统功率平衡约束为：
PLoad_add_DC(t)+PDCtransAC(t)+PMBS_C_DC(t)＝ηACtransDCPACtransDC(t)+PMBS_D_DC(t)；
其中，PLoad_add_DC为直流微电网系统直流侧负荷短期增长时间内的新增的负荷；PDCtransAC为直流微电网系统传输到并网型交流微电网系统的功率；PMBS_C_DC为移动储能设备的充电功率；ηACtransDC为并网型交流微电网系统传输到直流微电网系统的效率；PACtransDC为并网型交流微电网系统传输到直流微电网系统的功率；PMBS_D_DC为移动储能设备的充电功率；
所述并网型交流微电网系统功率平衡约束为：
其中，PLoad_AC为交流负载，PPV为光伏电池的输出功率，PWT为风力发电机的输出功率，ηDCtransAC为直流微电网系统传输到并网型交流微电网系统的效率，PBS_C_AC为固定储能设备的充电功率，PBS_D_AC为固定储能设备的放电功率；
所述移动储能设备的安装容量约束为：
其中，为移动储能设备的最大安装容量；
所述移动储能设备的最大充放电约束为：
其中，为移动储能设备的最大充电功率，为移动储能设备的最大放电功率；
所述移动储能设备的荷电状态约束为：
其中，为移动储能设备的最小荷电状态，为移动储能设备的最大荷电状态，WMBS_DC(t)为移动储能设备当前时刻存储的能量，ηinv为移动储能换流器的换流效率；
所述DC/AC变流器的功率约束为：
其中，为DC/AC变流器的最大传输功率。
步骤(2)所述移动储能在DC/AC变流器故障导致交直流混合微电网系统解列时间内的调度策略为2小时内的调度策略，包括故障后第0～15分钟的调度策略、故障后第15～30分钟的调度策略、故障后第30～45分钟的调度策略、故障后第45～60分钟的调度策略、故障后第60～75分钟的调度策略、故障后第75～90分钟的调度策略、故障后第90～105分钟的调度策略和故障后第105～120分钟的调度策略。
所述故障后第0～15分钟的调度策略为：直流侧满荷电状态的移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电，非满荷电状态的移动储能移动到交流侧；交流侧风光储放电保证交流侧重要负荷可靠供电；
所述故障后第15～30分钟的调度策略为：直流侧满荷电状态的移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电，非满荷电状态的移动储能移动到交流侧；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电和移动储能充电所需功率；
所述故障后第30～45分钟的调度策略为：交流侧满荷电状态的移动储能移动到直流侧；直流侧满荷电状态的移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电，非满荷电状态的移动储能移动到交流侧；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电和移动储能充电所需功率；
所述故障后第45～60分钟的调度策略为：交流侧满荷电状态的移动储能移动到直流侧；直流侧满荷电状态的移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电，非满荷电状态的移动储能移动到交流侧；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电和移动储能充电所需功率；
所述故障后第60～75分钟的调度策略为：交流侧满荷电状态的移动储能移动到直流侧；直流侧满荷电状态的移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电，非满荷电状态的移动储能移动到交流侧；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电和移动储能充电所需功率；
所述故障后第75～90分钟的调度策略为：交流侧满荷电状态的移动储能移动到直流侧；直流侧满荷电状态的移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电，非满荷电状态的移动储能移动到交流侧；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电和移动储能充电所需功率；
所述故障后第90～105分钟的调度策略为：交流侧全部移动储能移动到直流侧；直流侧所有移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电；
所述故障后第105～120分钟的调度策略为：直流侧所有移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电。
步骤(2)所述故障情况优化约束为DC/AC变流器故障导致交直流混合微电网系统解列的可靠运行约束。
包括了直流侧重要负荷可靠供电约束、直流侧移动储能荷电状态约束、交流侧重要负荷可靠供电约束、交流侧固定储能荷电状态约束和交流侧移动储能荷电状态约束；
其中，所述直流侧重要负荷可靠供电约束为：
PLoad_DC_main(t0)≤PMBS_D_DC_abn(t0,t1)-PMBS_C_DC_abn(t0,t1)；
其中，t0为DC/AC变流器发生故障时的时间点，t1＝[0,1,2,3,4,5,6,7,8]为DC/AC变流器发生故障后的时间点，PLoad_DC_main为直流微电网系统的重要负荷，PMBS_C_DC_abn为DC/AC变流器故障时直流侧移动储能的充电功率，PMBS_D_DC_abn为DC/AC变流器故障时直流侧移动储能的放电功率；
所述直流侧移动储能荷电状态约束为：
其中，NMBS_DC_full(t0,t1)＝NMBS_DC_org_full(t0,t1)+NMBS_AC_full(t0,t1-1)为DC/AC变流器故障时从交流微电网系统移动到直流微电网系统后的直流微电网系统中满荷电状态的移动储能数量，为DC/AC变流器故障时直流微电网系统中满荷电状态的移动储能初始数量，
WMBS_DC_abn(t0,t1+1)＝WMBS_DC_full(t0,t1)+PMBS_C_DC_abn(t0,t1)-PMBS_D_DC_abn(t0,t1)为DC/AC变流器故障时直流微电网系统中移动储能的总能量；
所述交流侧重要负荷可靠供电约束为：
PLoad_AC_main(t0)≤PPV(t0)+PWT(t0)+PBS_D_AC_abn(t0,t1)-PBS_C_AC_abn(t0,t1)-PMBS_C_AC_abn(t0,t1)
其中，PLoad_AC_main为并网型交流微电网系统离网运行时的重要负荷；PBS_C_AC_abn为DC/AC变流器故障时交流侧固定储能的充电功率，PBS_D_DC_abn为DC/AC变流器故障时交流侧固定储能的放电功率，PMBS_C_AC_abn为DC/AC变流器故障时交流侧移动储能的充电功率；
所述交流侧固定储能荷电状态约束为：
其中，WBS_AC_abn(t0,t1+1)＝WBS_AC_abn(t0,t1)+PBS_C_AC_abn(t0,t1)-PBS_D_AC_abn(t0,t1)为DC/AC变流器故障时交流微电网系统中固定储能的总能量；
所述交流侧移动储能荷电状态约束为：
其中，WMBS_AC_abn(t0,t1+1)＝WMBS_AC_full(t0,t1)+PMBS_C_AC_abn(t0,t1)为DC/AC变流器故障时交流微电网系统中移动储能的总能量。
有益效果：与现有技术相比，本发明的有益效果：1、根据含移动储能的并网型交直流混合微电网拓扑模型，在优化目标中考虑移动储能和换流器的租用和运行费用，减少了微电网的扩展规划成本，解决了微电网内直流负荷短期大量增长造成的微电网扩展规划资源浪费的问题；2、在优化约束中实现微电网中重要负荷两小时可靠供电，建立DC/AC变流器故障导致交直流混合微电网系统解列的可靠运行约束，利用移动储能实现交直流侧的能量交换特性，减少了移动储能配置的容量，从而提高了微电网扩展规划的经济性，缓解了交直流混合微电网DC/AC变流器故障造成的交直流侧解列运行时造成的两侧能量不流通问题。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为并网型交流微电网拓扑模型图；
图3为含移动储能的并网型交直流混合微电网拓扑模型图；
图4为移动储能在DC/AC变流器故障导致交直流混合微电网系统解列时时2小时内的调度策略流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明所述的一种含移动储能的微电网扩展规划方法，包括以下步骤：
1、根据短期内增长的直流负荷发挥作用即可切除的场景，将预先建立的并网型交流微电网拓扑模型扩展为含移动储能的并网型交直流混合微电网拓扑模型。
预先建立的并网型交流微电网拓扑模型结构如图2所示，包括：交流母线、光伏电池、风力发电机、固定储能、交流负载、直流负载、换流器，并将光伏电池、风力发电机和交流负载均与交流母线相连，将固定储能和直流负载通过换流器与交流母线相连，将交流母线通过配电变压器与交流电网相连。
根据未来直流负荷大量增长，短期内即可切除的场景，将原有的并网型交流微电网拓扑模型扩展为含移动储能的并网型交直流混合微电网拓扑模型，如图3所示，包括：并网型交流微电网拓扑模型、直流微电网拓扑模型和DC/AC变流器；其中，直流微电网拓扑模型包括直流母线、移动储能、直流负载。移动储能和直流负载与直流母线相连；交流母线通过所述DC/AC变流器与直流母线相连。
2、确立优化目标、正常情况优化约束及移动储能在DC/AC变流器故障导致交直流混合微电网系统解列时间内的调度策略，根据调度策略确立故障情况优化约束，建立含移动储能的并网型交直流混合微电网中移动储能容量优化配置的数学模型。
当确定的优化目标为经济性目标中的扩展规划总成本时，优化目标可为经济性目标：
Ctotal＝Cmbess_aic+Cmbess_aom+Cgrid；
其中：Ctotal为含移动储能的微电网扩展规划模型负荷短期增长时间内的的总成本，其中负荷短期增长时间可选为一天。
Cmbess_aic为移动储能设备在负荷短期增长时间内的租赁成本：
Cmbess_aic＝NMBS_DCCmbessT；
其中，NMBS_DC为移动储能的租赁数量，Cmbess为移动储能的单台单日租赁价格，T表示移动储能的租赁天数，其中移动储能的租赁天数可选为一天；
Cmbess_aom为目标函数中移动储能在负荷短期增长时间内的运行维护成本：
Cmbess_aom＝NMBS_DCEmbess_unitCmbess_aomT；
其中，Embess_unit为移动储能的单台容量；Cmbess_aom为移动储能设备的单位容量的运行维护成本，T为移动储能的租赁天数，其中移动储能的租赁天数可选为一天；
Cgrid为含移动储能的并网型交直流混合微电网在负荷短期增长时间内从大电网买电和卖电差价：
其中，Pg2mg(t)为含移动储能的并网型交直流混合微电网单位时间从大电网买入的功率；Pmg2g(t)为含移动储能的并网型交直流混合微电网单位时间向大电网售卖的功率；F(t)为单位时间的电价；T为移动储能的租赁天数，其中移动储能的租赁天数可选为一天。
正常情况优化约束包括直流微电网系统功率平衡约束、并网型交流微电网系统功率平衡约束、移动储能设备的安装容量约束、移动储能设备的最大充放电约束、移动储能设备的荷电状态约束和DC/AC变流器功率约束。
直流微电网系统功率平衡约束为：
PLoad_add_DC(t)+PDCtransAC(t)+PMBS_C_DC(t)＝ηACtransDCPACtransDC(t)+PMBS_D_DC(t)；
其中，PLoad_add_DC为直流微电网系统直流侧一天内新增的负荷；PDCtransAC为直流微电网系统传输到所述并网型交流微电网系统的功率；PMBS_C_DC为移动储能设备的充电功率；ηACtransDC为并网型交流微电网系统传输到所述直流微电网系统的效率；PACtransDC为并网型交流微电网系统传输到所述直流微电网系统的功率；
PMBS_D_DC为移动储能设备的充电功率。
并网型交流微电网系统功率平衡约束为：
其中，PLoad_AC为交流负载；PPV为光伏电池的输出功率；PWT为风力发电机的输出功率；ηDCtransAC为直流微电网系统传输到并网型交流微电网系统的效率；PBS_C_AC为固定储能设备的充电功率；PBS_D_AC为固定储能设备的放电功率。
移动储能设备的安装容量约束为：
其中，为移动储能设备的最大安装容量。
移动储能设备的最大充放电约束为：
其中，为移动储能设备的最大充电功率；为移动储能设备的最大放电功率。
移动储能设备的荷电状态约束为：
其中，为移动储能设备的最小荷电状态；为移动储能设备的最大荷电状态；WMBS_DC(t)为移动储能设备当前时刻存储的能量；ηinv为移动储能换流器的换流效率。
DC/AC变流器的功率约束为：
其中，为DC/AC变流器的最大传输功率。
确立移动储能在DC/AC变流器故障导致交直流混合微电网系统解列时间内的调度策略，如图4所示，其中移动储能在DC/AC变流器故障导致交直流混合微电网系统解列的2小时内的调度策略包括：
故障后第0～15分钟的调度策略为：直流侧满荷电状态的移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电，非满荷电状态的移动储能移动到交流侧；交流侧风光储放电保证交流侧重要负荷可靠供电；
故障后第15～30分钟的调度策略为：直流侧满荷电状态的移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电，非满荷电状态的移动储能移动到交流侧；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电和移动储能充电所需功率；
故障后第30～45分钟的调度策略为：交流侧满荷电状态的移动储能移动到直流侧；直流侧满荷电状态的移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电，非满荷电状态的移动储能移动到交流侧；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电和移动储能充电所需功率；
故障后第45～60分钟的调度策略为：交流侧满荷电状态的移动储能移动到直流侧；直流侧满荷电状态的移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电，非满荷电状态的移动储能移动到交流侧；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电和移动储能充电所需功率；
故障后第60～75分钟的调度策略为：交流侧满荷电状态的移动储能移动到直流侧；直流侧满荷电状态的移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电，非满荷电状态的移动储能移动到交流侧；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电和移动储能充电所需功率；
故障后第75～90分钟的调度策略为：交流侧满荷电状态的移动储能移动到直流侧；直流侧满荷电状态的移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电，非满荷电状态的移动储能移动到交流侧；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电和移动储能充电所需功率；
故障后第90～105分钟的调度策略为：交流侧全部移动储能移动到直流侧；直流侧所有移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电；
故障后第105～120分钟的调度策略为：直流侧所有移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电。
根据调度策略建立故障情况优化约束，故障情况优化约束为DC/AC变流器故障导致交直流混合微电网系统解列的可靠运行约束，包括直流侧重要负荷可靠供电约束、直流侧移动储能荷电状态约束、交流侧重要负荷可靠供电约束、交流侧固定储能荷电状态约束和交流侧移动储能荷电状态约束，其中：
直流侧重要负荷可靠供电约束为：
PLoad_DC_main(t0)≤PMBS_D_DC_abn(t0,t1)-PMBS_C_DC_abn(t0,t1)；
其中，t0＝[1,2,...,96]为DC/AC变流器发生故障时的时间点；DC/AC变流器发生故障时的时间点的间隔时间为15分钟；t1＝[0,1,2,3,4,5,6,7,8]表示在DC/AC变流器发生故障后的时间点；DC/AC变流器发生故障后的时间点以DC/AC变流器发生故障时的时间点为基准，DC/AC变流器发生故障后的时间点的间隔时间为15分钟；PLoad_DC_main为直流微电网系统的重要负荷；PMBS_C_DC_abn为DC/AC变流器故障时直流侧移动储能的充电功率；PMBS_D_DC_abn为DC/AC变流器故障时直流侧移动储能的放电功率。
直流侧移动储能荷电状态约束为：
其中，NMBS_DC_full(t0,t1)＝NMBS_DC_org_full(t0,t1)+NMBS_AC_full(t0,t1-1)为DC/AC变流器故障时从交流微电网系统移动到直流微电网系统后的直流微电网系统中满荷电状态的移动储能数量；其中为DC/AC变流器故障时直流微电网系统中满荷电状态的移动储能初始数量；
WMBS_DC_abn(t0,t1+1)＝WMBS_DC_full(t0,t1)+PMBS_C_DC_abn(t0,t1)-PMBS_D_DC_abn(t0,t1)为DC/AC变流器故障时直流微电网系统中移动储能的总能量。
交流侧重要负荷可靠供电约束为：
PLoad_AC_main(t0)≤PPV(t0)+PWT(t0)+PBS_D_AC_abn(t0,t1)-PBS_C_AC_abn(t0,t1)-PMBS_C_AC_abn(t0,t1)
其中，PLoad_AC_main为并网型交流微电网系统离网运行时的重要负荷；PBS_C_AC_abn为DC/AC变流器故障时交流侧固定储能的充电功率；PBS_D_DC_abn为DC/AC变流器故障时交流侧固定储能的放电功率；PMBS_C_AC_abn为DC/AC变流器故障时交流侧移动储能的充电功率。
交流侧固定储能荷电状态约束为：
其中WBS_AC_abn(t0,t1+1)＝WBS_AC_abn(t0,t1)+PBS_C_AC_abn(t0,t1)-PBS_D_AC_abn(t0,t1)为DC/AC变流器故障时交流微电网系统中固定储能的总能量。
交流侧移动储能荷电状态约束为：
其中WMBS_AC_abn(t0,t1+1)＝WMBS_AC_full(t0,t1)+PMBS_C_AC_abn(t0,t1)为DC/AC变流器故障时交流微电网系统中移动储能的总能量。
3、根据优化约束可通过MATLAB中YALMIP优化工具箱和GUROBI求解器联合求解目标函数，得到含移动储能的并网型交直流混合微电网中移动储能容量优化配置结果。
本发明利用移动储能的可租用和可移动特性，解决了微电网内直流负荷短期大量增长造成的微电网扩展规划资源浪费的问题，缓解了交直流混合微电网DC/AC变流器故障造成的交直流侧解列运行时造成的两侧能量不流通问题，降低了微电网的扩展规划成本，提高了微电网系统的经济性。
Claims (9)
1.一种含移动储能的微电网扩展规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据短期内增长的直流负荷发挥作用即可切除的场景，将预先建立的并网型交流微电网拓扑模型扩展为含移动储能的并网型交直流混合微电网拓扑模型；
(2)确立优化目标、正常情况优化约束及移动储能在DC/AC变流器故障导致交直流混合微电网系统解列时间内的调度策略，根据调度策略确立故障情况优化约束，建立含移动储能的并网型交直流混合微电网中移动储能容量优化配置的数学模型；
(3)根据优化目标和优化约束进行模型求解，得到含移动储能的并网型交直流混合微电网中移动储能容量优化配置结果。
2.根据权利要求1所述的一种含移动储能的微电网扩展规划方法，其特征在于，步骤(1)所述的含移动储能的并网型交直流混合微电网拓扑模型包括并网型交流微电网拓扑模型、直流微电网拓扑模型和DC/AC变流器；所述直流微电网拓扑模型包括直流母线、移动储能、直流负载；所述移动储能和直流负载与直流母线相连；所述并网型交流微电网通过DC/AC变流器与直流母线相连。
3.根据权利要求1所述的一种含移动储能的微电网扩展规划方法，其特征在于，步骤(2)所述的优化目标为含移动储能的微电网扩展规划模型在负荷短期增长时间内的总成本：
Ctotal＝Cmbess_aic+Cmbess_aom+Cgrid；
其中，Cmbess_aic为移动储能设备在负荷短期增长时间内的租赁成本，Cmbess_aom为目标函数中移动储能在负荷短期增长时间内的运行维护成本，Cgrid为含移动储能的并网型交直流混合微电网在负荷短期增长时间内从大电网买电和卖电差价。
4.根据权利要求1所述的一种含移动储能的微电网扩展规划方法，其特征在于，步骤(2)所述正常情况优化约束包括直流微电网系统功率平衡约束、并网型交流微电网系统功率平衡约束、移动储能设备的安装容量约束、移动储能设备的最大充放电约束、移动储能设备的荷电状态约束、DC/AC变流器功率约束。
5.根据权利要求4所述的一种含移动储能的微电网扩展规划方法，其特征在于，所述直流微电网系统功率平衡约束为：
PLoad_add_DC(t)+PDCtransAC(t)+PMBS_C_DC(t)＝ηACtransDCPACtransDC(t)+PMBS_D_DC(t)；
其中，PLoad_add_DC为直流微电网系统直流侧负荷短期增长时间内的新增的负荷；PDCtransAC为直流微电网系统传输到并网型交流微电网系统的功率；PMBS_C_DC为移动储能设备的充电功率；ηACtransDC为并网型交流微电网系统传输到直流微电网系统的效率；PACtransDC为并网型交流微电网系统传输到直流微电网系统的功率；PMBS_D_DC为移动储能设备的充电功率；
所述并网型交流微电网系统功率平衡约束为：
其中，PLoad_AC为交流负载，PPV为光伏电池的输出功率，PWT为风力发电机的输出功率，ηDCtransAC为直流微电网系统传输到并网型交流微电网系统的效率，PBS_C_AC为固定储能设备的充电功率，PBS_D_AC为固定储能设备的放电功率；
所述移动储能设备的安装容量约束为：
其中，为移动储能设备的最大安装容量；
所述移动储能设备的最大充放电约束为：
其中，为移动储能设备的最大充电功率，为移动储能设备的最大放电功率；
所述移动储能设备的荷电状态约束为：
其中，为移动储能设备的最小荷电状态，为移动储能设备的最大荷电状态，WMBS_DC(t)为移动储能设备当前时刻存储的能量，ηinv为移动储能换流器的换流效率；
所述DC/AC变流器的功率约束为：
其中，为DC/AC变流器的最大传输功率。
6.根据权利要求1所述的一种含移动储能的微电网扩展规划方法，其特征在于，步骤(2)所述移动储能在DC/AC变流器故障导致交直流混合微电网系统解列时间内的调度策略为2小时内的调度策略，包括故障后第0～15分钟的调度策略、故障后第15～30分钟的调度策略、故障后第30～45分钟的调度策略、故障后第45～60分钟的调度策略、故障后第60～75分钟的调度策略、故障后第75～90分钟的调度策略、故障后第90～105分钟的调度策略和故障后第105～120分钟的调度策略。
7.根据权利要求6所述的一种含移动储能的微电网扩展规划方法，其特征在于，所述故障后第0～15分钟的调度策略为：直流侧满荷电状态的移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电，非满荷电状态的移动储能移动到交流侧；交流侧风光储放电保证交流侧重要负荷可靠供电；
所述故障后第15～30分钟的调度策略为：直流侧满荷电状态的移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电，非满荷电状态的移动储能移动到交流侧；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电和移动储能充电所需功率；
所述故障后第30～45分钟的调度策略为：交流侧满荷电状态的移动储能移动到直流侧；直流侧满荷电状态的移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电，非满荷电状态的移动储能移动到交流侧；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电和移动储能充电所需功率；
所述故障后第45～60分钟的调度策略为：交流侧满荷电状态的移动储能移动到直流侧；直流侧满荷电状态的移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电，非满荷电状态的移动储能移动到交流侧；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电和移动储能充电所需功率；
所述故障后第60～75分钟的调度策略为：交流侧满荷电状态的移动储能移动到直流侧；直流侧满荷电状态的移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电，非满荷电状态的移动储能移动到交流侧；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电和移动储能充电所需功率；
所述故障后第75～90分钟的调度策略为：交流侧满荷电状态的移动储能移动到直流侧；直流侧满荷电状态的移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电，非满荷电状态的移动储能移动到交流侧；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电和移动储能充电所需功率；
所述故障后第90～105分钟的调度策略为：交流侧全部移动储能移动到直流侧；直流侧所有移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电；
所述故障后第105～120分钟的调度策略为：直流侧所有移动储能放电保证直流侧重要负荷可靠供电；交流侧风光储放电满足交流侧重要负荷可靠供电。
8.根据权利要求1所述的一种含移动储能的微电网扩展规划方法，其特征在于，步骤(2)所述故障情况优化约束为DC/AC变流器故障导致交直流混合微电网系统解列的可靠运行约束。
9.根据权利要求8所述的一种含移动储能的微电网扩展规划方法，其特征在于，所述DC/AC变流器故障导致交直流混合微电网系统解列的可靠运行约束包括了直流侧重要负荷可靠供电约束、直流侧移动储能荷电状态约束、交流侧重要负荷可靠供电约束、交流侧固定储能荷电状态约束和交流侧移动储能荷电状态约束；
其中，所述直流侧重要负荷可靠供电约束为：
PLoad_DC_main(t0)≤PMBS_D_DC_abn(t0,t1)-PMBS_C_DC_abn(t0,t1)；
其中，t0为DC/AC变流器发生故障时的时间点，t1＝[0,1,2,3,4,5,6,7,8]为DC/AC变流器发生故障后的时间点，PLoad_DC_main为直流微电网系统的重要负荷，PMBS_C_DC_abn为DC/AC变流器故障时直流侧移动储能的充电功率，PMBS_D_DC_abn为DC/AC变流器故障时直流侧移动储能的放电功率；
所述直流侧移动储能荷电状态约束为：
其中，NMBS_DC_full(t0,t1)＝NMBS_DC_org_full(t0,t1)+NMBS_AC_full(t0,t1-1)为DC/AC变流器故障时从交流微电网系统移动到直流微电网系统后的直流微电网系统中满荷电状态的移动储能数量，为DC/AC变流器故障时直流微电网系统中满荷电状态的移动储能初始数量，WMBS_DC_abn(t0,t1+1)＝WMBS_DC_full(t0,t1)+PMBS_C_DC_abn(t0,t1)-PMBS_D_DC_abn(t0,t1)为DC/AC变流器故障时直流微电网系统中移动储能的总能量；
所述交流侧重要负荷可靠供电约束为：
PLoad_AC_main(t0)≤PPV(t0)+PWT(t0)+PBS_D_AC_abn(t0,t1)-PBS_C_AC_abn(t0,t1)-PMBS_C_AC_abn(t0,t1)其中，PLoad_AC_main为并网型交流微电网系统离网运行时的重要负荷；PBS_C_AC_abn为DC/AC变流器故障时交流侧固定储能的充电功率，PBS_D_DC_abn为DC/AC变流器故障时交流侧固定储能的放电功率，PMBS_C_AC_abn为DC/AC变流器故障时交流侧移动储能的充电功率；
所述交流侧固定储能荷电状态约束为：
其中，WBS_AC_abn(t0,t1+1)＝WBS_AC_abn(t0,t1)+PBS_C_AC_abn(t0,t1)-PBS_D_AC_abn(t0,t1)为
DC/AC变流器故障时交流微电网系统中固定储能的总能量；
所述交流侧移动储能荷电状态约束为：
其中，WMBS_AC_abn(t0,t1+1)＝WMBS_AC_full(t0,t1)+PMBS_C_AC_abn(t0,t1)为DC/AC变流器故障时交流微电网系统中移动储能的总能量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910139984.4A CN109842139B (zh) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 一种含移动储能的微电网扩展规划方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910139984.4A CN109842139B (zh) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 一种含移动储能的微电网扩展规划方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109842139A true CN109842139A (zh) | 2019-06-04 |
| CN109842139B CN109842139B (zh) | 2021-01-26 |
Family
ID=66885013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910139984.4A Active CN109842139B (zh) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 一种含移动储能的微电网扩展规划方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109842139B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110350556A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-10-18 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种移动式即插即用储能电站的调度控制方法及系统 |
| CN113541133A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-10-22 | 国网重庆市电力公司电力科学研究院 | 一种混合微电网精细化调度方法 |
| CN114142496A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-03-04 | 国网山东省电力公司聊城市茌平区供电公司 | 基于微电网的电力储能设备与方法 |
| CN114726001A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-07-08 | 始途科技(杭州)有限公司 | 一种微电网管理方法及系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105760964A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-07-13 | 国网浙江省电力公司电力科学研究院 | 微电网优化配置方法和装置 |
| US20190044342A1 (en) * | 2017-08-01 | 2019-02-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Systems, apparatus, and methods for load sharing between isochronous generators and battery energy storage systems in islanded microgrids |
-
2019
- 2019-02-26 CN CN201910139984.4A patent/CN109842139B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105760964A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-07-13 | 国网浙江省电力公司电力科学研究院 | 微电网优化配置方法和装置 |
| US20190044342A1 (en) * | 2017-08-01 | 2019-02-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Systems, apparatus, and methods for load sharing between isochronous generators and battery energy storage systems in islanded microgrids |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110350556A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-10-18 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种移动式即插即用储能电站的调度控制方法及系统 |
| CN113541133A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-10-22 | 国网重庆市电力公司电力科学研究院 | 一种混合微电网精细化调度方法 |
| CN113541133B (zh) * | 2021-07-21 | 2022-11-01 | 国网重庆市电力公司电力科学研究院 | 一种混合微电网精细化调度方法 |
| CN114142496A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-03-04 | 国网山东省电力公司聊城市茌平区供电公司 | 基于微电网的电力储能设备与方法 |
| CN114142496B (zh) * | 2021-11-05 | 2022-10-11 | 国网山东省电力公司聊城市茌平区供电公司 | 基于微电网的电力储能设备与方法 |
| CN114726001A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-07-08 | 始途科技(杭州)有限公司 | 一种微电网管理方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109842139B (zh) | 2021-01-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rohit et al. | An overview of energy storage and its importance in Indian renewable energy sector: Part II–energy storage applications, benefits and market potential | |
| Beaudin et al. | Energy storage for mitigating the variability of renewable electricity sources: An updated review | |
| CN109842139A (zh) | 一种含移动储能的微电网扩展规划方法 | |
| CN103236718B (zh) | 一种智能微网的源-网-荷自动控制系统及控制方法 | |
| CN104052082B (zh) | 一种离网并网运行的光储联合供电系统 | |
| CN102361328B (zh) | 一种利用风能、光能互补并与市电综合利用的分布式微网系统 | |
| CN106505551A (zh) | 一种基于协调控制装置的光储直流供电系统 | |
| CN106300325A (zh) | 一种用于数据中心的直流供电系统 | |
| CN110112783A (zh) | 光伏蓄电池微电网调度控制方法 | |
| Yao et al. | Energy storage sizing optimization for large-scale PV power plant | |
| CN108667147A (zh) | 一种含多微电网的柔性中压直流配电中心优化调度方法 | |
| CN112152200B (zh) | 一种基于智能微电网的多站融合集成方法及系统 | |
| CN113315155A (zh) | 分布式能源发电与v2g混合系统 | |
| KR102234560B1 (ko) | 저압직류(lvdc) 배전망을 이용한 분산형 부하와 밀집형 부하 연계 시스템 및 그 운용 방법 | |
| Kallel et al. | An energy cooperative system concept of DC grid distribution and PV system for supplying multiple regional AC smart grid connected houses | |
| Shatnawi et al. | Solar EV charging | |
| Hemmati | Dynamic expansion planning in active distribution grid integrated with seasonally transferred battery swapping station and solar energy | |
| CN104281984A (zh) | 一种用于微电网经济运行的供电方法 | |
| Prasad et al. | A Comprehensive Review on Photovoltaic Charging Station for Electric Vehicles | |
| Soleimani et al. | Enabling vehicle-to-grid and grid-to-vehicle transactions via a robust home energy management system by considering battery aging | |
| CN103219791B (zh) | 能源切换装置及方法 | |
| CN107359636A (zh) | 一种充电系统 | |
| Protogeropoulos et al. | Research issues on stand-alone pv/hybrid systems: state-of-art and future technology perspectives for the integration of μgrid topologies on local island grids | |
| Karra et al. | Smart Micro-Grid Energy Management with Renewable Energy Sources and Local SCADA | |
| CN113285523A (zh) | 一种基于数据迁移的多站融合数据中心优化方法及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |