【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微电网，更具体的说是涉及一种微电网的自适应负荷管理与优化控制方法。
技术介绍
1、目前，随着能源结构的转型和分布式能源的快速发展，微电网作为一种新型的电力系统形式，具有高度的灵活性和可靠性。微电网是由分布式电源、储能系统、能量转换装置、监控和保护装置、负荷等汇集而成的小型发、配、用电系统，是一个具备自我控制和自我能量管理的自洽系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。然而，微电网中的分布式电源，如光伏发电系统和风力发电系统等，输出的电能随着气候条件和环境因素的变化而变化，具有较强的随机性，不能保证供电的连续性，同时，微电网在运行过程中面临着负荷波动等问题，严重影响了微电网的工作效率和工作稳定性，并且造成了能源浪费。
2、因此，如何有效地进行微电网的负荷管理与优化控制是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种微电网的自适应负荷管理与优化控制方法，旨在解决微电网在运行过程中面临的负荷波动和可再生能源间歇性问题，提高微电网的运行效率和可靠性。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种微电网的自适应负荷管理与优化控制方法，微电网中设置有蓄电池-超级电容器混合储能单元，包括以下步骤：
4、步骤1：通过传感器和通信网络，实时采集微电网中的负荷数据、可再生能源发电数据以及系统运行状态数据；
5、步骤2：根据负荷数据采用机器学习算法进行负荷预测获得负荷需求；根
6、步骤3：根据负荷需求、发电量预测值、混合储能量和系统运行状态数据，结合预设的混合储能协调控制策略建立优化管理目标函数和约束条件；
7、步骤4：根据约束条件采用改进遗传算法求解优化管理目标函数的最优解，获得调度指令。
8、优选的，步骤1中还包括对采集的数据进行预处理，包括数据清洗、异常值处理和特征提取等。
9、优选的，蓄电池-超级电容器混合储能单元包括分布式设置的若干组蓄电池和超级电容器，一个蓄电池对应一个超级电容器。
10、优选的，系统运行状态数据包括超级电容器状态参数、蓄电池的状态参数、实时负载和功率需求、环境温度等，根据超级电容器状态参数和蓄电池的状态参数计算混合储能量。
11、优选的，混合储能协调控制策略为：蓄电池放电时，令超级电容器的荷电状态低于设定的最低荷电阈值，处于较低水平，若蓄电池-超级电容器混合储能单元需要充电以平抑微网功率波动，则以超级电容器为主、蓄电池为辅进行平抑功率分配，若蓄电池-超级电容器混合储能单元需要放电以平抑微网功率波动，则以超级电容器为辅、蓄电池为主进行平抑功率分配；蓄电池充电时，令超级电容器的荷电状态高于设定的最高荷电阈值，处于较高水平，若蓄电池-超级电容器混合储能单元需要充电以平抑微网功率波动，则以超级电容器为辅、蓄电池为主进行平抑功率分配，若蓄电池-超级电容器混合储能单元需要放电以平抑微网功率波动，则以超级电容器为主、蓄电池为辅进行平抑功率分配。
12、优选的，根据实时负载和功率需求进行平抑功率分配时，微电网中采用高通滤波器对实时负载和功率需求中蓄电池-超级电容器混合储能单元的平抑微网功率pst进行滤波，得到需平抑功率pref中的高频分量pref_sc，作为超级电容器的平抑功率，需平抑功率pref中的其余低频分量pref_b作为蓄电池的平抑功率，当需平抑功率pref>0时，蓄电池-超级电容器混合储能单元放电，需平抑功率pref<0时，蓄电池-超级电容器混合储能单元充电；高频分量pref_sc和低频分量pref_b的表达式分别为：
13、
14、其中，tf为根据超级电容器的平抑功率确定的滤波时间常数，pref_sc随pst波动而剧烈波动，pref_b随pst波动而缓慢波动，s表示功率波动时刻。
15、优选的，根据负荷需求构建购电成本模型，根据发电量预测值和混合储能量构建发电收入模型，并结合构建的混合储能成本模型、实时负载和功率需求和混合储能协调控制策略建立优化管理目标函数和约束条件；优化管理目标函数表示为：
16、
17、cin＝cin_t(df_t+dh_t)；
18、cout＝cout_tdout_t；
19、cb_sc＝c1+c2+c3；
20、其中，ctotal表示微电网综合成本；cin表示发电收入模型；cout表示购电成本模型；cb_sc表示混合储能成本模型；t表示时间；cin_t表示t时刻的售电电价；df_t表示t时刻的发电量预测值；dh_t表示t时刻的混合储能量；cout_t表示t时刻的购电电价；dout_t表示t时刻的负荷需求；c1表示蓄电池-超级电容器混合储能单元的初始投资成本；c2表示蓄电池-超级电容器混合储能单元的更换成本；c3表示蓄电池-超级电容器混合储能单元的回收成本；
21、约束条件包括功率平衡约束、储能能量平衡约束和交换功率限制，其中，微电网独立运行时功率平衡约束表示为：
22、
23、pgi表示实时负载和功率需求中微电网中第i个分布式发电单元发出的功率；l表示微电网中分布式发电单元的个数；pref_sc,j表示第j组超级电容器的平抑功率，pref_b,j表示第j组蓄电池的平抑功率；m表示蓄电池和超级电容器组的个数；pl为负荷需求的功率；
24、微电网并网运行时功率平衡约束表示为：
25、
26、pgrid表示实时负载和功率需求中微电网并入的电网吸收或发出的功率，当输出微电网向电网输出功率时，pgrid≥0，当输出微电网向电网输出功率时，pgrid＜0；
27、储能能量平衡约束表示为：
28、
29、
30、bsoc表示根据蓄电池的状态参数得到的蓄电池荷电状态，分别表示蓄电池荷电状态下限和蓄电池荷电状态上限；scsoc表示根据超级电容器状态参数得到的超级电容器荷电状态，分别表示超级电容器荷电状态下限和超级电容器荷电状态上限；
31、交换功率限制表示为：
32、
33、和分别表示微电网与电网能量交换的功率下限和功率上限。
34、优选的，改进遗传算法在现有遗传算法基础上，在生成初始种群时，把适应度值大于设定的适应度阈值的个体进行聚类，构成直接遗传子群体，对直接遗传子群体不进行交叉、变异处理，将其与次子代的个体混合组成次子代初始化种群。
35、优选的，还包括步骤5，采用带宽控制策略进一步优化控制指令，其中带宽表达式为：
36、
37、其中，kl和kh分别为下限控制带宽系数和上限控制带宽系数；cmin(t)和cmax(t)分别表示t时刻优化管理目标函数的下限和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微电网的自适应负荷管理与优化控制方法，其特征在于，微电网中设置有蓄电池-超级电容器混合储能单元，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种微电网的自适应负荷管理与优化控制方法，其特征在于，步骤1中还包括对采集的数据进行预处理，包括数据清洗、异常值处理和特征提取。
3.根据权利要求1所述的一种微电网的自适应负荷管理与优化控制方法，其特征在于，蓄电池-超级电容器混合储能单元包括分布式设置的若干组蓄电池和超级电容器，一个蓄电池对应一个超级电容器。
4.根据权利要求3所述的一种微电网的自适应负荷管理与优化控制方法，其特征在于，系统运行状态数据包括超级电容器状态参数、蓄电池的状态参数、实时负载和功率需求、环境温度，根据超级电容器状态参数和蓄电池的状态参数计算混合储能量。
5.根据权利要求3所述的一种微电网的自适应负荷管理与优化控制方法，其特征在于的，混合储能协调控制策略为：蓄电池放电时，令超级电容器的荷电状态低于设定的最低荷电阈值，若蓄电池-超级电容器混合储能单元需要充电以平抑微网功率波动，则以超级电容器为主、蓄电池为辅进行平抑功率
6.根据权利要求5所述的一种微电网的自适应负荷管理与优化控制方法，其特征在于，根据系统运行状态数据进行平抑功率分配时，微电网中采用高通滤波器对蓄电池-超级电容器混合储能单元的平抑微网功率PST进行滤波，得到需平抑功率Pref中的高频分量Pref_sc，作为超级电容器的平抑功率，需平抑功率Pref中的其余低频分量Pref_b作为蓄电池的平抑功率，当需平抑功率Pref>0时，蓄电池-超级电容器混合储能单元放电，需平抑功率Pref<0时，蓄电池-超级电容器混合储能单元充电；高频分量Pref_sc和低频分量Pref_b的表达式分别为：
7.根据权利要求6所述的一种微电网的自适应负荷管理与优化控制方法，其特征在于，根据负荷需求构建购电成本模型，根据发电量预测值和混合储能量构建发电收入模型，并结合构建的混合储能成本模型、系统运行状态数据和混合储能协调控制策略建立优化管理目标函数和约束条件；优化管理目标函数表示为：
8.根据权利要求1所述的一种微电网的自适应负荷管理与优化控制方法，其特征在于，改进遗传算法在生成初始种群时，把适应度值大于设定的适应度阈值的个体进行聚类，构成直接遗传子群体，对直接遗传子群体不进行交叉、变异处理，与次子代的个体混合组成次子代初始化种群。
9.根据权利要求7所述的一种微电网的自适应负荷管理与优化控制方法，其特征在于，还包括步骤5，采用带宽控制策略进一步优化控制指令，其中，带宽表达式为：
...【技术特征摘要】
1.一种微电网的自适应负荷管理与优化控制方法，其特征在于，微电网中设置有蓄电池-超级电容器混合储能单元，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种微电网的自适应负荷管理与优化控制方法，其特征在于，步骤1中还包括对采集的数据进行预处理，包括数据清洗、异常值处理和特征提取。
3.根据权利要求1所述的一种微电网的自适应负荷管理与优化控制方法，其特征在于，蓄电池-超级电容器混合储能单元包括分布式设置的若干组蓄电池和超级电容器，一个蓄电池对应一个超级电容器。
4.根据权利要求3所述的一种微电网的自适应负荷管理与优化控制方法，其特征在于，系统运行状态数据包括超级电容器状态参数、蓄电池的状态参数、实时负载和功率需求、环境温度，根据超级电容器状态参数和蓄电池的状态参数计算混合储能量。
5.根据权利要求3所述的一种微电网的自适应负荷管理与优化控制方法，其特征在于的，混合储能协调控制策略为：蓄电池放电时，令超级电容器的荷电状态低于设定的最低荷电阈值，若蓄电池-超级电容器混合储能单元需要充电以平抑微网功率波动，则以超级电容器为主、蓄电池为辅进行平抑功率分配，若蓄电池-超级电容器混合储能单元需要放电以平抑微网功率波动，则以超级电容器为辅、蓄电池为主进行平抑功率分配；蓄电池充电时，令超级电容器的荷电状态高于设定的最高荷电阈值，若蓄电池-超级电容器混合储能单元需要充电以平抑微网功率波动，则以超级电容器为辅、蓄电池为主进行平抑功率分配，若蓄电池-超级电容器混合储能单元需要放电以平抑微网功率波...
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