CN110417018A - 一种多应用模式的并网型微电网能量管理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多应用模式的并网型微电网能量管理方法及装置，分析并网型微电网的实际应用场景，提出需求响应模式、低碳环保模式、调度响应模式、联络线功率控制模式四种应用模式，针对不同应用模式建立优化调度模型，求解出对应的应用模式储能优化调度方案和发用电计划，实现多应用模式的并网型微电网能量管理。本发明的有益效果是，能够解决当前并网型微电网的单一运行模式不能适应多种应用场景的问题，针对不同并网型微电网的实际需求和调度目标，进行针对性的能量管理。
Description
技术领域
本发明属于智能用电、电力调度与管理技术领域，涉及一种应用于多种场景、具有多应用模式的并网型微电网能量管理方法，具体涉及一种多应用模式的并网型微电网能量管理方法及装置。
背景技术
随着经济飞速发展，传统能源过度消耗，环境问题日益严重，开发可再生能源、构建可持续能源系统成为能源行业发展的必然趋势。但由于可再生能源发电的随机波动性，其渗透率的提高也增加了对电力系统稳定性的负面影响。
微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。微电网能量管理是一种新型能源网络化供应与管理技术，将原本分散的分布式电源相互协调起来，保证配电网的可靠性和安全性，能够便利可再生能源系统的接入、实现用户需求侧管理以及现有能源和资源的最大化利用。
当前的并网型微电网能量管理主要调度目标是经济成本最低。随着并网型微电网的发展，工厂、学校、商业大楼、工业园区等多种应用场景均可仅建设微电网，用户对并网型微电网的需求多样性不断增强，包括能够实时接受电网调度、可以自主设置联络线曲线、月运行成本最低以及光伏自发自用率最高等，因而对微电网的单一的能量管理方法提出了新的要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种具有多应用模式的并网型微电网能量管理方法及装置，可适应并网型微电网运行场景的变化并提供多种运行模式，提高微电网能量管理系统的灵活性与适应性。
为了实现上述目的，一种多应用模式的并网型微电网能量管理方法，包括以下步骤：
步骤1、根据应用需求，确定微电网运行模式，微电网运行模式包括联络线功率控制模式、调度响应模式、需求响应模式和低碳环保模式；
步骤2、构建微电网中各部分调度模型以及约束条件；
步骤3、确定不同运行模式的目标函数；
步骤4、依据不同运行模式的目标函数及约束条件求解得到能量管理调度计划。
进一步的，当微电网运行于联络线功率控制模式时，依据日前调度计算的整日联络线功率调度计划，或者依据用户输入联络线计划值，进行联络线的功率控制；
在调度响应模式下，微电网与主电网通信获取调度指令，依据电网的指示性联络线功率计划曲线，管理调度微电网发用电以保证微电网的联络线功率满足调度要求；
在需求响应模式下，微电网能量管理系统通过调整负荷用电计划和控制储能系统充放电实现微电网日运行成本最低；
在低碳环保模式下，通过负荷管理和储能系统管理提升可再生能源发电自发自用比例，并减少弃光和售电。
进一步的，并网型微电网一般可分为电源系统、负荷系统与储能系统，其中：
电源系统约束条件建立过程如下：
并网型微电网的电能来源包括电网和可再生能源；微电网与电网间电能的交互包括购电与售电，Pbuy(t)为微网t时刻的购电功率，Psell(t)为微网t时刻的售电功率；设定Cbuy(t)为t时刻微网的购电价格，Csell(t)为t时刻微网的售电价格；t时刻微电网与电网进行电能交换产生的成本为：Cbuy(t)×Pbuy(t)-Csell(t)×Psell(t)；
微电网中可再生能源包括风能发电和光伏发电，在能量管理中可再生能源发电功率P(t)计划出力介于0与预测值之间：
0≤P(t)≤Pfore(t) t＝1,2,...,T (2)
式中：P(t)为可再生能源的计划出力，Pfore(t)为可再生能源的预测出力；
负荷系统约束条件建立过程如下：
根据并网型微电网中的负荷性质，把负荷分为重要负荷、一般负荷和电动汽车负荷；其中重要负荷与一般负荷具有不同的负荷重要性，并网微电网实时运行过程中，若经过各类分布式电源和储能装置调节后，并网点功率仍旧超出电网调度要求，则进入切负荷处理；切负荷量可表示为依据不同的负荷等级，选择切负荷量最少、等级最低、数值最接近的负荷进行调度；
设调度中电动汽车充电功率Pld_EV(t)，根据电动汽车的需要充电时间以及充电时间范围的要求来进行约束，具体如下：
0≤Pld_EV(t)≤Ild_EV(t)PEV (3)
Ild_EV(t)＝0；t＝1,2,...,TEV_on-1,TEV_off+1,TEV_off+2,...T (4)
式中：PEV为电动汽车额定充电功率，Ild_EV(t)表示该充电桩是否接入电动车，0表示没有电动车接入，1表示有电动车接入；TEV_on、TEV_off分别为电动汽车要求的最早开始充电的时间以及最晚结束充电的时间，T为整日调度时段数；
储能系统约束条件建立过程如下：
储能系统在时刻t的剩余能量跟其前一个时刻t-Δt的剩余能量以及其从t-Δt到t的充放电量有关，在充放电的过程中，储能系统中第k台机组在t时刻的剩余能量：
SOCk(t)＝SOCk(t-1)+(Pch,k(t)×ηch,k-Pdis,k(t)/ηdis,k)×ΔT (5)
上式中：Pdis,k(t)、Pch,k(t)分别为第k台储能机组在t时刻的放电功率和充电功率，SOCk(t)为第k台机组在t时刻的剩余能量，ηch,k、ηdis,k分别为充电效率和放电效率；
储能系统的约束包括储能系统的剩余电量约束为：
SOCk,min≤SOCk(t)≤SOCk,max (6)
上式中，SOCk(t)为第k台机组在t时刻的剩余能量，SOCk,min为储能电池允许最小荷电量，SOCk,max为储能电池允许最大荷电量；
储能系统的充放电功率不能超过储能变流器所允许的范围如下：
0≤Pch,k(t)≤Ich,k(t)×Pch,k,max (7)
0≤Pdis,k(t)≤Idis,k(t)×Pdis,k,max (8)
式中：Pch,k(t)为t时刻储能变流器充电功率，Pdis,k(t)为t时刻储能变流器放电功率；Pch,k，max为储能变流器额定最大充电功率，Pdis,k，max为储能变流器额定最大放电功率；Ich,k(t)、Idis,k(t)为状态变量，分别表示第k台储能机组在t时刻的充电状态和放电状态。
进一步的，步骤3中：
联络线功率控制模式以当日微电网运行总成本C最小建立目标函数：
式中，T为整日调度时段数，K为微电网内储能系统的组数，COM,k(Pk(t))为储能系统运行的维护费用，CDP,k(Pk(t))为储能系统运行的折旧费用，N为电动汽车数目，Pn(t)为t时刻第n台电动汽车的充电功率，Cn为电动汽车的充电价格，ΔT为调度时段时间间隔，表示整日与电网交换电量成本。
进一步的，储能系统运行的维护费用COM,k(Pk(t))的计算公式为：COM,k＝KOM,k·|Pk(t)|·Δt；储能系统运行的折旧费用CDP,k(Pk(t))的计算公式为：CDP,k(Pk(t))＝(Erated,k·CE,k)·Lloss,k；其中：KOM,k为第k个蓄电池组的单位电量运行维护成本系数；Erated,k分别为第k个蓄电池组的额定容量，CE,k分别为蓄电池组k的单位容量安装成本的现值；Lloss,k为蓄电池组k的寿命损耗系数。
进一步的，调度响应模式微电网模型的目标函数如下式所示：
式中：ΔPgrid_r为超出包络线范围的值，ΔPgrid_v(t)为偏离指示曲线的值；a×Cbuy(t)×ΔPgrid_r×ΔT为实际的惩罚费用，其中a×Cbuy(t)表示超出包络线范围每度电产生的惩罚费用，a为电网实际罚款单价；而b×Cbuy(t)×ΔPgrid_v(t)×ΔT为超出指示曲线的惩罚；b为惩罚倍数，依据调度策略确定。
进一步的，需求响应模式微电网模型的目标函数如下：
Pgrid_over＝max{0,max(Pbuy(t))-Pgrid_demand,max(Psell(t))-Pgrid_demand} (12)
其中Pgrid_over为超过最大需求量的值，c为超过最大需求量的惩罚费用；说max(Pbuy(t))表示购电最大功率，max(Psell(t))表示售电最大功率，Pgrid_demand为上报的最大需求量。
进一步的，低碳环保模式微电网模型的目标函数如下式所示：
式中:d为售电收益的效益系数，Ppv(t)、Pwt(t)为光伏和风电t时刻的实际功率，Pwt_fore(t)、Ppv_fore(t)为光伏和风电对应的预测功率，cpv、cwt分别为弃风、弃光的惩罚费用。
一种多应用模式的并网型微电网能量管理装置包括数据采集模块、优化调度模块和微电网本地控制模块，数据采集模块的输出端与优化调度模块的输入端连接，优化调度模块的输出端与微电网本地控制模块的输入端连接，其中优化调度模块用于接受数据采集模块采集到的信息，并输出调度指令，优化调度模块中存储有电价信息、以及电源系统和储能系统的约束条件。
进一步的，微电网本地控制模块包括负荷调度模块、储能调度模块以及电源调度模块，负荷调度模块和负荷系统的控制开关连接，储能调度模块和储能系统连接，电源调度模块和电源系统连接。
与现有技术相比，本发明至少具有以下技术效果：本发明分析并网型微电网的实际应用场景，提出需求响应模式、低碳环保模式、调度响应模式、联络线功率控制模式四种应用模式，针对不同应用模式建立优化调度模型，求解出对应的应用模式储能优化调度方案和发用电计划，实现多应用模式的并网型微电网能量管理。本发明的有益效果是，能够解决当前并网型微电网的单一运行模式不能适应多种应用场景的问题，针对不同并网型微电网的实际需求和调度目标，进行针对性的能量管理。
附图说明
图1包络线原理示意图；
图2为本发明流程示意图；
图3是联络线功率控制模式调度结果示意图；
图4调度响应模式调度结果示意图；
图5是需求响应模式调度结果示意图；
图6低碳环保模式调度结果示意图；
图7是多应用模式的并网型微电网能量管理装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照图2，一种多应用模式的并网型微电网能量管理方法包括以下步骤：
步骤1、分析实际应用需求，确定微电网运行模式；
步骤2、构建微电网中各部分调度模型以及约束条件；
步骤3、确定不同运行模式的目标函数；
步骤4、依据不同运行模式的目标函数及约束条件求解得到能量管理调度计划。
下面对上述各步骤进行详细介绍。
步骤1、本发明在微电网并网运行中，依据不同的需求和应用场景，提出了四种工作模式：
1)联络线功率控制模式
当微电网运行于联络线功率控制模式时，依据日前调度计算的整日联络线功率调度计划，或者依据用户输入联络线计划值，进行联络线的功率控制。
2)调度响应模式
该模式下，微电网与主电网通信获取调度指令，依据电网的指示性联络线功率计划曲线，管理调度微电网发用电以保证微电网的联络线功率满足调度要求。
3)需求响应模式
需求响应模式指微电网能量管理系统通过调整负荷用电计划和控制储能系统充放电实现微电网日运行成本最低。由于多数并网微电网实行两部制电价，包含依据最大需量的基本电价和依据不同时段用电量的电度电价，微电网能管理系统通过调度实现微电网用电负荷削峰填谷和月最大需量最低的目标，最终实现总电费最低。
4)低碳环保模式
低碳环保模式指可再生能源发电最大化利用，包括通过负荷管理和储能系统管理提升可再生能源发电自发自用比例，并减少弃光和售电。
用户可依据实际需求自主选择运行模式，或多种运行模式切换运行。
步骤2：构建微电网中各部分调度模型以及约束条件的具体步骤如下：
并网型微电网一般可分为电源、负荷与储能系统。
1)电源系统
并网型微电网的电能来源包括电网和可再生能源。微电网与电网间电能的交互包括购电与售电，Pbuy(t)为微网t时刻的购电功率，Psell(t)为微网t时刻的售电功率。由于并网型微电网一般采用阶梯电价或分时电价，故设定Cbuy(t)为t时刻微网的购电价格，Csell(t)为t时刻微网的售电价格。故t时刻微电网与电网进行电能交换产生的成本为：
Cbuy(t)×Pbuy(t)-Csell(t)×Psell(t) (1)
微电网中可再生能源主要包括风能发电和光伏发电，在能量管理中设定可再生能源发电功率范围介于0与预测值之间。
0≤P(t)≤Pfore(t) t＝1,2,...,T (2)
式中：P(t)为可再生能源的计划出力，Pfore(t)为可再生能源的预测出力。
2)负荷系统
根据并网型微电网中的负荷性质，把负荷分为重要负荷、一般负荷和电动汽车负荷。其中重要负荷与一般负荷具有不同的负荷重要性，并网微电网实时运行过程中，若经过各类分布式电源和储能装置调节后，并网点功率仍旧超出电网调度要求，则进入切负荷处理。切负荷量可表示为由于实际负荷具有离散性，则依据不同的负荷等级，来选择切负荷量最少、等级最低、数值最接近的负荷进行调度。
特别的，由于电动汽车充电行为的无序性，调度中电动汽车充电功率Pld_EV(t)，需要根据电动汽车的需要充电时间以及充电时间范围的要求来进行约束。
0≤Pld_EV(t)≤Ild_EV(t)PEV (3)
Ild_EV(t)＝0,t＝1,2,...,TEV_on-1,TEV_off+1,TEV_off+2,...T (4)
式中：PEV为电动汽车额定充电功率，Ild_EV(t)表示该充电桩是否接入电动车，0表示没有电动车接入，1表示有电动车接入；TEV_on、TEV_off分别为电动汽车要求的最早开始充电的时间以及最晚结束充电的时间，T为整日调度时段数。
3)储能系统
储能系统是并网型微电网中能量管理的重要设备，当微电网中其它微源不足以满足负荷时，储能系统可以发出功率弥补电能的不足；当其它微源发电超过了负荷时，多余的电能可以存储在储能系统中。
储能系统在时刻t的剩余能量跟其前一个时刻t-Δt的剩余能量以及其从t-Δt到t的充放电量有关，在充放电的过程中，储能系统中第k台机组在t时刻的剩余能量的计算公式为：
SOCk(t)＝SOCk(t-1)+(Pch,k(t)×ηch,k-Pdis,k(t)/ηdis,k)×ΔT (5)
上式中：Pdis,k(t)、Pch,k(t)分别为第k台储能机组在t时刻的放电功率和充电功率，SOCk(t)为第k台机组在t时刻的剩余能量，ηch,k、ηdis,k分别为充电效率和放电效率。
储能系统的约束包括：
1)储能系统的剩余电量约束：
SOCk,min≤SOCk(t)≤SOCk,max (6)
上式中，SOCk(t)为第k台机组在t时刻的剩余能量，SOCk，min为储能电池允许最小荷电量，SOCk，max为储能电池允许最大荷电量；
2)储能系统的充放电功率不能超过储能变流器所允许的范围：
0≤Pch,k(t)≤Ich,k(t)×Pch,k,max (7)
0≤Pdis,k(t)≤Idis,k(t)×Pdis,k,max (8)
式中：Pch,k(t)为t时刻储能变流器充电功率，Pdis,k(t)为t时刻储能变流器放电功率；Pch,k，max为储能变流器额定最大充电功率，Pdis,k，max为储能变流器额定最大放电功率；Ich,k(t)、Idis,k(t)为状态变量，分别表示第k台储能机组在t时刻的充电状态和放电状态，当Ich,k(t)为1时，表示处于充电状态，Ich,k(t)为0时则表示没有处于充电；当Idis,k(t)为1时，表示处于放电状态，Idis,k(t)为0时则表示没有处于充电状态。
步骤3：依据不同的运行模式，确定对应的调度目标函数，具体包括：
1)联络线功率控制模式可以满足用户自主设定联络线功率计划的要求，如下式所示，C表示当日微电网运行总成本，以当日微电网运行总成本C最小建立目标函数：
其中，T为整日调度时段数，K为微电网内储能系统的组数，COM,k(Pk(t))为储能系统运行的维护费用，CDP,k(Pk(t))为储能系统运行的折旧费用，分别通过公式(10)和公式(11)计算得到：
COM,k＝KOM,k·|Pk(t)|·Δt (10)
CDP,k(Pk(t))＝(Erated,k·CE,k)·Lloss,k (11)
式(10)和式(11)中：KOM,k为第k个蓄电池组的单位电量运行维护成本系数；Erated,k分别为第k个蓄电池组的额定容量，CE,k分别为蓄电池组k的单位容量安装成本的现值；Lloss,k为蓄电池组k的寿命损耗系数。
N为电动汽车数目，Pn(t)为t时刻第n台电动汽车的充电功率，Cn为电动汽车的充电价格，ΔT为调度时段时间间隔，表示整日与电网交换电量成本。
2)调度响应模式微电网模型的目标函数如下式所示：
式中：ΔPgrid_r为超出包络线范围的值，ΔPgrid_v(t)为偏离指示曲线的值。如图1所示为包络线和调度指示曲线示意图。a×Cbuy(t)×ΔPgrid_r×ΔT为实际的惩罚费用，其中a×Cbuy(t)表示超出包络线范围每度电产生的惩罚费用，a为电网实际罚款单价，依据实际调度政策确定。而b×Cbuy(t)×ΔPgrid_v(t)×ΔT为超出指示曲线的惩罚，是为了在优化时，尽量让日前调度曲线靠近大电网给定的曲线。b代表惩罚倍数，依据调度策略确定，一般为1-5之间。
3)需求响应模式微电网模型的目标函数如下式所示：
Pgrid_over＝max{0,max(Pbuy(t))-Pgrid_demand,max(Psell(t))-Pgrid_demand} (14)
其中Pgrid_over为超过最大需求量的值，c为超过最大需求量的惩罚费用，一般为电网基本电价的1-5倍之间。具体来说max(Pbuy(t))表示购电最大功率，max(Psell(t))表示售电最大功率，Pgrid_demand为上报的最大需求量。
4)低碳环保模式微电网模型的目标函数如下式所示：
式中:d为售电收益的效益系数，Ppv(t)、Pwt(t)为光伏和风电t时刻的实际功率，Pwt_fore(t)、Ppv_fore(t)为光伏和风电对应的预测功率，cpv、cwt分别为弃风、弃光的惩罚费用。通过调整控制售电效益系数和弃风弃光的惩罚系数，来控制实现低碳环保目标的调度。
步骤4、依据不同运行模式的目标函数及约束条件求解得到能量管理调度计划。
依据实际运行模式和约束条件，可使用混合整数线性规划求解对应的目标函数，得到t时刻的微电网发用电计划，具体为可再生能源发电功率Ppv(t)和Pwt(t)，电网购电功率Pbuy(t)，电网售电功率Psell(t)，储能系统充电功率Pdis,k(t)，储能系统放功率Pch,k(t)，电动汽车充电桩充电功率Pld_EV(t)以及必要时刻的切负荷功率
以下为一个典型算例：
算例选取了某工业园区的并网微电网作为算例，包含2MW的光伏系统以及1MW/1MW的储能机组。园区的电价采用两部制电价，包括电量电价和基本电价，收费标准如下表1所示：
表1电价收费标准
依据上述四种模式测试算例结果如下：
联络线功率控制模式的调度结果如附图3所示，依据约定联络线功率控制曲线调度储能系统，同时兼顾运行成本。购电曲线与联络线功率曲线基本吻合。
调度响应模式的调度结果如附图4所示，联络线交换功率曲线在调度指示的交换曲线的10％误差范围内，满足调度响应的要求。
需求响应模式的调度结果如附图5所示，在该模式中充分考虑了两部制电价的影响，峰值电价时不进行购电，同时应用储能系统削峰填谷将购电曲线控制在最大需量线以下，保证电度电费和基本电费同时较低。该算例与未使用能量管理系统相比，微电网日用电成本约节省原有的65％。
低碳环保模式的调度结果如附图6所示，该模式下尽量通过储能系统吸收多余光伏发电，实现可再生能源最大化利用。在本算例中，可再生能源利用率达到了100％。
上述四种模式，适用于并网微电网不同的实际运行需求。
在联络线功率控制模式下，控制联络线功率依据调度计划或用户设定运行，在经济较优条件下，可以小范围超出包络线范围。在调度响应模式下，微电网购售电功率严格跟随电网调度指令，在负荷大幅度增加或者光伏锐减时刻，其他调节手段处理后可能会切负荷，使得联络线功率严格控制在包络线范围内。在需求响应模式下，充分考虑了两部制电价的影响，实现微电网运行经济性最优。在低碳环保模式下，提高新能源的自用电率，降低光伏售电上网，以达到低碳环保模式的目的。
用户可依据实际需求选择所需要的运行模式。
参照图7，一种多应用模式的并网型微电网能量管理装置主要由以下模块构成：
模式选择模块，存储有四种运行模式，包括联络线功率控制模式、调度响应模式、需求响应模式以及低碳环保模式，适应不同的需求和应用场景，模式选择模块中内置有不同模式的目标函数。
数据采集模块用于采集微电网系统中的发电信息和用电信息，并将采集到的信息发送至优化调度模块；
优化调度模块中存储有电价信息和电源系统、储能系统以及负荷系统的约束条件，优化调度模块根据发电信息、用电信息以及电价信息输出调度指令，该指令用于调度微电网本地控制模块；
还包括模式选择模块，模式选择模块和优化调度模块连接，模式选择模块中存储有四种运行模式的目标函数，四种运行模式包括联络线功率控制模式、调度响应模式、需求响应模式以及低碳环保模式。
微电网本地控制模块，包括负荷调度模块、储能调度模块以及电源调度模块，负荷调度模块和负荷系统的控制开关连接，储能调度模块和储能系统连接，电源调度模块和电源系统连接。
负荷控制开关为负荷远程控制开关。
可再生能源发电装置包括光伏发电装置和风力发电装置。
负荷系统包括电动汽车负荷。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多应用模式的并网型微电网能量管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、根据应用需求，确定微电网运行模式，微电网运行模式包括联络线功率控制模式、调度响应模式、需求响应模式和低碳环保模式；
步骤2、构建微电网中各部分调度模型以及约束条件；
步骤3、确定不同运行模式的目标函数；
步骤4、依据不同运行模式的目标函数及约束条件求解得到能量管理调度计划。
2.根据权利要求1所述的一种多应用模式的并网型微电网能量管理方法，其特征在于，当微电网运行于联络线功率控制模式时，依据日前调度计算的整日联络线功率调度计划，或者依据用户输入联络线计划值，进行联络线的功率控制；
在调度响应模式下，微电网与主电网通信获取调度指令，依据电网的指示性联络线功率计划曲线，管理调度微电网发用电以保证微电网的联络线功率满足调度要求；
在需求响应模式下，微电网能量管理系统通过调整负荷用电计划和控制储能系统充放电实现微电网日运行成本最低；
在低碳环保模式下，通过负荷管理和储能系统管理提升可再生能源发电自发自用比例，并减少弃光和售电。
3.根据权利要求1所述的一种多应用模式的并网型微电网能量管理方法，其特征在于，步骤2中，并网型微电网一般可分为电源系统、负荷系统与储能系统，其中：
电源系统约束条件建立过程如下：
并网型微电网的电能来源包括电网和可再生能源；微电网与电网间电能的交互包括购电与售电，Pbuy(t)为微网t时刻的购电功率，Psell(t)为微网t时刻的售电功率；设定Cbuy(t)为t时刻微网的购电价格，Csell(t)为t时刻微网的售电价格；t时刻微电网与电网进行电能交换产生的成本为：Cbuy(t)×Pbuy(t)-Csell(t)×Psell(t)；
微电网中可再生能源包括风能发电和光伏发电，在能量管理中可再生能源发电功率P(t)计划出力介于0与预测值之间：
0≤P(t)≤Pfore(t) t＝1,2,...,T (2)
式中：P(t)为可再生能源的计划出力，Pfore(t)为可再生能源的预测出力；
负荷系统约束条件建立过程如下：
根据并网型微电网中的负荷性质，把负荷分为重要负荷、一般负荷和电动汽车负荷；其中重要负荷与一般负荷具有不同的负荷重要性，并网微电网实时运行过程中，若经过各类分布式电源和储能装置调节后，并网点功率仍旧超出电网调度要求，则进入切负荷处理；切负荷量可表示为依据不同的负荷等级，选择切负荷量最少、等级最低、数值最接近的负荷进行调度；
设调度中电动汽车充电功率Pld_EV(t)，根据电动汽车的需要充电时间以及充电时间范围的要求来进行约束，具体如下：
0≤Pld_EV(t)≤Ild_EV(t)PEV (3)
Ild_EV(t)＝0；t＝1,2,...,TEV_on-1,TEV_off+1,TEV_off+2,...T (4)
式中：PEV为电动汽车额定充电功率，Ild_EV(t)表示该充电桩是否接入电动车，0表示没有电动车接入，1表示有电动车接入；TEV_on、TEV_off分别为电动汽车要求的最早开始充电的时间以及最晚结束充电的时间，T为整日调度时段数；
储能系统约束条件建立过程如下：
储能系统在时刻t的剩余能量跟其前一个时刻t-Δt的剩余能量以及其从t-Δt到t的充放电量有关，在充放电的过程中，储能系统中第k台机组在t时刻的剩余能量：
SOCk(t)＝SOCk(t-1)+(Pch,k(t)×ηch,k-Pdis,k(t)/ηdis,k)×ΔT (5)
上式中：Pdis,k(t)、Pch,k(t)分别为第k台储能机组在t时刻的放电功率和充电功率，SOCk(t)为第k台机组在t时刻的剩余能量，ηch,k、ηdis,k分别为充电效率和放电效率；
储能系统的约束包括储能系统的剩余电量约束为：
SOCk,min≤SOCk(t)≤SOCk,max (6)
上式中，SOCk(t)为第k台机组在t时刻的剩余能量，SOCk,min为储能电池允许最小荷电量，SOCk,max为储能电池允许最大荷电量；
储能系统的充放电功率不能超过储能变流器所允许的范围如下：
0≤Pch,k(t)≤Ich,k(t)×Pch,k,max (7)
0≤Pdis,k(t)≤Idis,k(t)×Pdis,k,max (8)
式中：Pch,k(t)为t时刻储能变流器充电功率，Pdis,k(t)为t时刻储能变流器放电功率；Pch,k，max为储能变流器额定最大充电功率，Pdis,k，max为储能变流器额定最大放电功率；Ich,k(t)、Idis,k(t)为状态变量，分别表示第k台储能机组在t时刻的充电状态和放电状态。
4.根据权利要求1所述的一种多应用模式的并网型微电网能量管理方法，其特征在于，步骤3中：
联络线功率控制模式以当日微电网运行总成本C最小建立目标函数：
式中，T为整日调度时段数，K为微电网内储能系统的组数，COM,k(Pk(t))为储能系统运行的维护费用，CDP,k(Pk(t))为储能系统运行的折旧费用，N为电动汽车数目，Pn(t)为t时刻第n台电动汽车的充电功率，Cn为电动汽车的充电价格，ΔT为调度时段时间间隔，表示整日与电网交换电量成本。
5.根据权利要求4所述的一种多应用模式的并网型微电网能量管理方法，其特征在于，储能系统运行的维护费用COM,k(Pk(t))的计算公式为：COM,k＝KOM,k·|Pk(t)|·Δt；储能系统运行的折旧费用CDP,k(Pk(t))的计算公式为：CDP,k(Pk(t))＝(Erated,k·CE,k)·Lloss,k；其中：KOM,k为第k个蓄电池组的单位电量运行维护成本系数；Erated,k分别为第k个蓄电池组的额定容量，CE,k分别为蓄电池组k的单位容量安装成本的现值；Lloss,k为蓄电池组k的寿命损耗系数。
6.根据权利要求1所述的一种多应用模式的并网型微电网能量管理方法，其特征在于，调度响应模式微电网模型的目标函数如下式所示：
式中：ΔPgrid_r为超出包络线范围的值，ΔPgrid_v(t)为偏离指示曲线的值；a×Cbuy(t)×ΔPgrid_r×ΔT为实际的惩罚费用，其中a×Cbuy(t)表示超出包络线范围每度电产生的惩罚费用，a为电网实际罚款单价；而b×Cbuy(t)×ΔPgrid_v(t)×ΔT为超出指示曲线的惩罚；b为惩罚倍数，依据调度策略确定。
7.根据权利要求1所述的一种多应用模式的并网型微电网能量管理方法，其特征在于，需求响应模式微电网模型的目标函数如下：
Pgrid_over＝max{0,max(Pbuy(t))-Pgrid_demand,max(Psell(t))-Pgrid_demand} (12)
其中Pgrid_over为超过最大需求量的值，c为超过最大需求量的惩罚费用；说max(Pbuy(t))表示购电最大功率，max(Psell(t))表示售电最大功率，Pgrid_demand为上报的最大需求量。
8.根据权利要求1所述的一种多应用模式的并网型微电网能量管理方法，其特征在于，低碳环保模式微电网模型的目标函数如下式所示：
式中:d为售电收益的效益系数，Ppv(t)、Pwt(t)为光伏和风电t时刻的实际功率，Pwt_fore(t)、Ppv_fore(t)为光伏和风电对应的预测功率，cpv、cwt分别为弃风、弃光的惩罚费用。
9.一种多应用模式的并网型微电网能量管理装置，其特征在于，包括数据采集模块、优化调度模块和微电网本地控制模块，数据采集模块的输出端与优化调度模块的输入端连接，优化调度模块的输出端与微电网本地控制模块的输入端连接，其中优化调度模块用于接受数据采集模块采集到的信息，并输出调度指令，优化调度模块中存储有电价信息、以及电源系统和储能系统的约束条件。
10.根据权利要求9所述的一种多应用模式的并网型微电网能量管理装置，其特征在于，微电网本地控制模块包括负荷调度模块、储能调度模块以及电源调度模块，负荷调度模块和负荷系统的控制开关连接，储能调度模块和储能系统连接，电源调度模块和电源系统连接。
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