基于源网荷储的微电网优化控制相关设备及方法与流程

本申请涉及供电系统，具体涉及基于源网荷储的微电网优化控制相关设备及方法。

背景技术：

1、微电网是通过将分布式电源与用户负荷结合起来的小型电力系统，相较于传统电网更加灵活、可靠、成本更低。如何降低可再生能源和负荷需求不确定性的影响，提高可再生能源消纳率，优化储能系统控制是亟待解决的问题。新形势下可再生能源发电占比持续增高，为了解决供电和用电不平衡问题，源网荷储的协调控制系统应运而生。

2、现有的微电网控制方法通常依赖于供电功率和用电功率来构建目标函数，然后对该目标函数进行优化，粒子群算法因其搜索速度快、效率高的优点常用于优化处理。由于太阳能、风能这些分布式能源的供电能力具有随机性，并且负荷需求也有很大波动，使得目标函数曲线的稳定程度存在较大差异。现有方法在粒子群优化过程中常用单一的惯性权重参数难以得到最好的优化效果，进而存在微电网优化控制准确性不高的缺陷。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，提供基于源网荷储的微电网优化控制相关设备及方法，以解决现有的问题。

2、本申请解决技术问题的方案是提供基于源网荷储的微电网优化控制相关设备及方法，包括以下步骤：

3、第一方面，本申请实施例提供了基于源网荷储的微电网优化控制方法，该方法包括以下步骤：

4、获取每个采集时刻之前各采集周期内各时刻的光伏发电功率、风力发电功率和负荷用电功率；将各时刻的光伏发电功率与风力发电功率的和值，记为各时刻的发电总功率；

5、基于各采集周期内各时刻的发电总功率和负荷用电功率，构建目标函数；

6、分别根据各采集周期内所有时刻的发电总功率、负荷用电功率的波峰与其相邻波谷之间的差异情况，以及相邻波谷之间的间隔时长，确定各采集周期的供电变化率、用电变化率；分别分析各采集周期内所有时刻的发电总功率、负荷用电功率的离散程度，并结合所述供电变化率、用电变化率，确定各采集周期的供电波动指数、用电波动指数；

7、根据各采集周期的供电波动指数与用电波动指数的差异情况，以及各采集周期内发电总功率与负荷用电功率变化的相关情况，确定各采集周期的供用均衡系数；分析每个采集时刻之前多个采集周期的所述供用均衡系数的突变特征以及自相关特征，确定每个采集时刻的突变系数；

8、基于所述突变系数，确定每个采集时刻粒子群优化算法的惯性权重；结合粒子群优化算法，确定每个采集时刻所在采集周期下储能侧的充放电功率，对微电网中储能侧的充放电功率进行控制。

9、优选的，所述构建目标函数，包括：，其中，为第个采集周期的目标函数，为第个采集周期内所有时刻的发电总功率组成的向量，为第个采集周期内所有时刻的负荷用电功率组成的向量，为第个采集周期内储能侧的充放电功率。

10、优选的，所述确定各采集周期的供电变化率、用电变化率，包括：

11、分别获取各采集周期内所有时刻的发电总功率的波峰和波谷；

12、将各波峰与其左右相邻波谷之间发电总功率的差异的均值，作为各波峰的局部起伏量；

13、将各波峰的左右相邻波谷对应的时刻之间的间隔时长，作为各波峰的变化时长；

14、计算所述局部起伏量与所述变化时长之间的比值，将各采集周期内所有波峰的所述比值的和，作为各采集周期的供电变化率；

15、针对各采集周期内所有时刻的负荷用电功率，采用与各采集周期的供电变化率相同的方法，获得各采集周期的用电变化率。

16、优选的，所述各采集周期的供电波动指数为各采集周期内所有时刻的发电总功率的离散程度与所述供电变化率的乘积。

17、优选的，所述用电波动指数为各采集周期内所有时刻的负荷用电功率的离散程度与所述用电变化率的乘积。

18、优选的，所述确定各采集周期的供用均衡系数，包括：

19、将所述供电波动指数与所述用电波动指数之间的差异，记为第一差异；

20、将各采集周期内所有时刻的发电总功率与负荷用电功率之间的相似程度与所述第一差异的比值，作为各采集周期的供用均衡系数。

21、优选的，所述确定每个采集时刻的突变系数，包括：

22、采用突变点检测算法，对每个采集时刻之前多个采集周期的供用均衡系数进行突变点检测，统计所有突变点的数量；

23、计算每个采集时刻之前多个采集周期的供用均衡系数的自相关系数；

24、将所有突变点的数量与所述自相关系数的比值的归一化结果，作为每个采集时刻的突变系数。

25、优选的，所述确定每个采集时刻粒子群优化算法的惯性权重，计算方式为：，其中，为第个采集时刻群优化算法的惯性权重，为预设第一阈值，为预设第二阈值，为第个采集时刻的突变系数。

26、优选的，所述确定每个采集时刻所在采集周期下储能侧的充放电功率，包括：

27、基于所述惯性权重，采用粒子群优化算法，对每个采集时刻之前的多个采集周期的目标函数进行迭代优化，获得储能侧的各采集周期的最优充放电功率；

28、将每个采集时刻之前所有采集周期的最优充放电功率的均值，作为每个采集时刻所在采集周期下储能侧的充放电功率。

29、第二方面，本申请实施例还提供了基于源网荷储的微电网优化控制相关设备，所述相关设备采用上述任意一项所述基于源网荷储的微电网优化控制方法实现。

30、本申请至少具有如下有益效果：

31、本申请分别根据各采集周期内所有时刻的发电总功率、负荷用电功率的波峰与其相邻波谷之间差异情况，以及相邻波谷之间的间隔时长，确定各采集周期的供电变化率、用电变化率；分别分析各采集周期内所有时刻的发电总功率、负荷用电功率的离散程度，确定各采集周期的供电波动指数、用电波动指数，其有益效果在于分别考虑了电源侧的发电功率与负荷侧的用电功率的波动变化情况，以反映电源侧的发电能力的随机性和负荷侧的用电功率的稳定性；根据各采集周期的供电波动指数与用电波动指数的差异情况，以及各采集周期内发电总功率与负荷用电功率变化的相似情况，确定各采集周期的供用均衡系数；分析每个采集时刻之前多个采集周期的所述供用均衡系数的突变特征以及自相关特征，确定每个采集时刻的突变系数，其有益效果在于分析了电源侧的发电功率与负荷侧的用电功率波动的差异程度以及变化的相似情况，以反映电源侧与负荷侧的供需关系的平衡情况，其次，考虑了每个采集时刻之前一段时间内电源侧与负荷侧的供需差异程度，以反映目标函数的曲线波动情况；基于所述突变系数，确定每个采集时刻粒子群优化算法的惯性权重；结合粒子群优化算法，确定每个采集时刻所在采集周期下储能侧的充放电功率，对微电网中储能侧的充放电功率进行控制，其有益效果在于能够实时获得粒子群优化算法的惯性权重，以便更加准确的对目标函数进行优化，进而获取储能侧优化后的充放电功率，在发电与用电的供需不平衡，对储能侧的充放电功率进行准确调控，提高了微电网优化控制准确性。

技术特征：

1.基于源网荷储的微电网优化控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的基于源网荷储的微电网优化控制方法，其特征在于，所述构建目标函数，包括：，其中，为第个采集周期的目标函数，为第个采集周期内所有时刻的发电总功率组成的向量，为第个采集周期内所有时刻的负荷用电功率组成的向量，为第个采集周期内储能侧的充放电功率。

3.如权利要求1所述的基于源网荷储的微电网优化控制方法，其特征在于，所述确定各采集周期的供电变化率、用电变化率，包括：

4.如权利要求1所述的基于源网荷储的微电网优化控制方法，其特征在于，所述各采集周期的供电波动指数为各采集周期内所有时刻的发电总功率的离散程度与所述供电变化率的乘积。

5.如权利要求1所述的基于源网荷储的微电网优化控制方法，其特征在于，所述用电波动指数为各采集周期内所有时刻的负荷用电功率的离散程度与所述用电变化率的乘积。

6.如权利要求1所述的基于源网荷储的微电网优化控制方法，其特征在于，所述确定各采集周期的供用均衡系数，包括：

7.如权利要求1所述的基于源网荷储的微电网优化控制方法，其特征在于，所述确定每个采集时刻的突变系数，包括：

8.如权利要求1所述的基于源网荷储的微电网优化控制方法，其特征在于，所述确定每个采集时刻粒子群优化算法的惯性权重，计算方式为：，其中，为第个采集时刻群优化算法的惯性权重，为预设第一阈值，为预设第二阈值，为第个采集时刻的突变系数。

9.如权利要求1所述的基于源网荷储的微电网优化控制方法，其特征在于，所述确定每个采集时刻所在采集周期下储能侧的充放电功率，包括：

10.基于源网荷储的微电网优化控制相关设备，其特征在于，所述相关设备采用如权利要求1-9任意一项所述基于源网荷储的微电网优化控制方法实现。

技术总结本申请涉及供电系统技术领域，具体涉及基于源网荷储的微电网优化控制相关设备及方法，该方法包括：获取每个采集时刻之前各采集周期内各时刻的光伏发电功率、风力发电功率和负荷用电功率；构建目标函数；确定各采集周期的供电变化率、用电变化率；确定各采集周期的供电波动指数、用电波动指数；确定各采集周期的供用均衡系数；确定每个采集时刻的突变系数；确定每个采集时刻粒子群优化算法的惯性权重；结合粒子群优化算法，确定每个采集时刻所在采集周期下储能侧的充放电功率，对微电网中储能侧的充放电功率进行控制。本申请可准确的对目标函数进行优化，以便对储能侧的充放电功率进行准确调控，提高了微电网优化控制准确性。技术研发人员：殷广英,汪旭春,林靖琅受保护的技术使用者：北京智蚁杨帆科技有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6