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)：

隨著我國電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷增大、全國電網(wǎng)系統(tǒng)互聯(lián)性的不斷增加，以及電力消費多元化等因素影響，我國電力系統(tǒng)面臨越來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年中國微電網(wǎng)技術(shù)進展及前景預(yù)測分析報告》研究顯示，我國微電網(wǎng)處于起步階段，主要以試點項目為主，涉及的先進電力電子技術(shù)、計算機控制技術(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、建設(shè)運行和設(shè)備制造等環(huán)節(jié)，都缺乏相應(yīng)的國家層面的技術(shù)標準與管理規(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)的核心研究對象。目前，國內(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)度策略也各有特點與缺點，且大多處于實驗或理論階段。先進的微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)研究開發(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、高效地利用微電網(wǎng)能源是我國微電網(wǎng)進一步發(fā)展的基礎(chǔ)。

在國內(nèi)發(fā)電大多采用并網(wǎng)和離網(wǎng)的運行方式。并網(wǎng)運行是由發(fā)電企業(yè)將發(fā)電售賣給國家電網(wǎng)，再由國家電網(wǎng)出售給用電企業(yè)；離網(wǎng)運行大多情況是企業(yè)發(fā)電自產(chǎn)自銷，或者用于滿足充電裝備運營，或者借用其他儲能設(shè)備予以存儲。 以上運作形勢相對單一，并未結(jié)合分布式發(fā)電優(yōu)勢和微電網(wǎng)內(nèi)部能量多向、多路徑流動與傳輸?shù)奶攸c對可再生能源發(fā)電進行優(yōu)化調(diào)度，實現(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)度問題一直是微電網(wǎng)運行的難題。當(dāng)某一地區(qū)同時存在分布式光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、燃料電池、微型燃氣輪機、國家電網(wǎng)等多種供電形式，并配備儲能單元的情況下，微電網(wǎng)能源的優(yōu)化調(diào)度問題就會變得更復(fù)雜。具有如下缺點：能源調(diào)度不及時；無法適用于復(fù)雜的微電網(wǎng)系統(tǒng)；無法實現(xiàn)高效的能源調(diào)度，能源損失比例高。對于復(fù)雜的微電網(wǎng)系統(tǒng)，目前國內(nèi)并沒有經(jīng)濟高效的優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問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，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)的運營更加經(jīng)濟、高效。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(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)存儲模塊和調(diào)節(jié)交互模塊進行通訊連接，所述的數(shù)據(jù)存儲模塊通過數(shù)據(jù)建模分析模塊與調(diào)節(jié)交互模塊進行通訊連接，所述的數(shù)據(jù)采集模塊將采集的歷史數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中并發(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)處理中心對歷史數(shù)據(jù)進行數(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)測結(jié)果，能源產(chǎn)耗預(yù)測結(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)明一個較佳實施例中，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)報信息以及能耗度。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的數(shù)據(jù)記錄表包括設(shè)備運行環(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)明一個較佳實施例中，所述的調(diào)節(jié)交互模塊通過國家電網(wǎng)或發(fā)電機供電，或者向國家電網(wǎng)并網(wǎng)送電。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的可再生能源微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)還包括儲能設(shè)備，所述的儲能設(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，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)的運營更加經(jīng)濟、高效。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，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)的一較佳實施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明實施例一分布式微電網(wǎng)離網(wǎng)運行的優(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。

具體實施方式

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

如圖1所示，本發(fā)明實施例包括：

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)存儲模塊和調(diào)節(jié)交互模塊進行通訊連接，所述的數(shù)據(jù)存儲模塊通過數(shù)據(jù)建模分析模塊與調(diào)節(jié)交互模塊進行通訊連接，所述的數(shù)據(jù)采集模塊將采集的歷史數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中并發(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)處理中心對歷史數(shù)據(jù)進行數(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)測結(jié)果，能源產(chǎn)耗預(yù)測結(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)報信息以及能耗度；所述的數(shù)據(jù)記錄表包括設(shè)備運行環(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。

進一步的，所述的調(diào)節(jié)交互模塊通過國家電網(wǎng)或發(fā)電機供電，或者向國家電網(wǎng)并網(wǎng)送電。本實施例中，所述的發(fā)電機采用微型燃料輪機。

再進一步的，所述的可再生能源微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)還包括儲能設(shè)備，所述的儲能設(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)采集存儲五種數(shù)據(jù)：一是未來2小時及一天內(nèi)天氣預(yù)報數(shù)據(jù)；二是通過傳感器，實時接收各類型發(fā)電設(shè)備運行環(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)備在不同運行環(huán)境下的運行狀態(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)在不同運營環(huán)境下的能耗需求數(shù)據(jù)和可調(diào)控能源響應(yīng)容量，包括儲能設(shè)備的儲能容量；五是各類能源生產(chǎn)成本、運輸損耗成本、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)存儲在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，然后對歷史數(shù)據(jù)進行數(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)測結(jié)果，融入能源成本核算機制，將所有影響因素及關(guān)鍵問題表示成優(yōu)化調(diào)度策略的初始種群，在每次選擇、交叉、變異遺傳操作后計算對應(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：

1、調(diào)控及時性，憑借能源產(chǎn)、耗的預(yù)測技術(shù)，使得能源調(diào)度控制具有充足的時間；

2、智能化，通過內(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、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)濟運行；

5、適用范圍廣，適用于并網(wǎng)或離網(wǎng)運作的微電網(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。

實施例：

如圖2所示，分布式微電網(wǎng)離網(wǎng)運行即孤網(wǎng)運行微電網(wǎng)，主要組成包括：發(fā)電單元、能耗單元、儲能單元三個部分，如上圖所示。鑒于孤網(wǎng)運行微電網(wǎng)的特點，實現(xiàn)微電網(wǎng)能源平衡，確保可再生能源最大利用率是孤網(wǎng)微電網(wǎng)最為經(jīng)濟、高效的運行方式。

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載需求，在此情況下，系統(tǒng)需要確?？稍谏茉吹淖罡呃寐剩?/p>

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

情形③：必須借助微型燃料發(fā)電設(shè)備（燃料電池、微型燃氣輪機）發(fā)電才能滿足能耗負載需求，在此情況下需要合理調(diào)度可再生能源與儲能設(shè)備、能耗負載的依存關(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)鍵點為：

1、基于可在生能源發(fā)電和能耗負載歷史數(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)測技術(shù)預(yù)測微電網(wǎng)能源產(chǎn)、耗趨勢，依據(jù)天氣預(yù)報數(shù)據(jù)預(yù)估單位時間內(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)庫存儲歷史數(shù)據(jù)，并對歷史數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析挖掘，得出可再生能源運營規(guī)律信息；通過可再生能源優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)讀取相關(guān)信息，利用遺傳算法迭代計算制定最優(yōu)調(diào)度方案；通過電力系統(tǒng)調(diào)控切換設(shè)備，利用相關(guān)控制軟件遠程實時控制，對整個微電網(wǎng)的能源進行優(yōu)化調(diào)度，在實現(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；

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，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)的運營更加經(jīng)濟、高效。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，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)明的專利保護范圍內(nèi)。