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河海大学华昊辰获国家专利权

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龙图腾网获悉河海大学申请的专利一种基于虚拟微网动态划分的多微网系统能量管理方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117066979B

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-15发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310071268.3,技术领域涉及:B24B3/00;该发明授权一种基于虚拟微网动态划分的多微网系统能量管理方法是由华昊辰;陈星莺;翟家祥;余昆;沈俊;甘磊;丁一;梅飞;王博设计研发完成,并于2023-02-07向国家知识产权局提交的专利申请。

一种基于虚拟微网动态划分的多微网系统能量管理方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于虚拟微网动态划分的多微网系统能量管理方法,步骤如下:步骤1、确定多微网系统的供需不平衡程度;步骤2、以总运行成本最小为目标,确定虚拟微网群边界和可调节设备能量调度策略;步骤3、当各微电网内可再生能源出力和负荷需求发生变化时,优先通过调节虚拟微网群内部的电池储能的充放电来平抑供需不平衡,最后进行购售电;如果此时运行成本不超过提前设定的阈值,则保持虚拟微网群边界不变;步骤4、如果保持虚拟微网群边界不变其运行成本超过提前设定的阈值,则执行步骤2;以此类推,重复上述操作。本发明所采用的动态边界虚拟微网在经济效益上优于固定边界虚拟微网,在可再生能源利用率上高于固定边界虚拟微网。

本发明授权一种基于虚拟微网动态划分的多微网系统能量管理方法在权利要求书中公布了:1.一种基于虚拟微网动态划分的多微网系统能量管理方法,其特征在于,包括以下步骤: 1对多微网系统中微型燃气发电机的动态功率进行建模;当可再生能源和储能出力不足、负荷需求过高时,调节系统内配备的微型燃气发电机出力保障供电需求,其出力的动态模型为: PG,it+1=PG,it+ΔPG,it 式中,PG,it表示t时刻第i个微电网微型燃气发电机的输出功率;ΔPG,it表示t时刻第i个微电网发电机功率调整值,该值受发电机爬坡率限制,公式如下: ΔPG,it=ΔPG,i,upt-ΔPG,i,downt 式中,ΔPG,i,upt和ΔPG,i,downt分别是t时刻第i个微电网发电机功率上下限调整值; 2当可再生能源电量富余,通过对储能充电来消纳可再生能源,并在下次可再生能源出力不足时,利用储能放电来平抑供需不平衡;储能的荷电状态动态模型为: 式中,SOCit表示t时刻第i个微电网电池储能的荷电量;ξ表示电池储能的自损系数,即每次电池储能的充放电产生的损耗,该系数由电池生产厂商给出,根据实际工作环境进行调整,取值范围为0.4~0.6;ηBES,i,ch和ηBES,i,dis分别表示第i个微电网电池储能的充、放电效率,该效率由电池生产厂商给出,取值范围为0.9~1;PBES,i,cht和PBES,i,dist分别表示t时刻第i个微电网电池储能的充、放电功率; 3基于步骤1中求取的微型燃气发电机出力的动态模型,计算微型燃气发电机发电成本,计算公式为: ΔJG,it=ωG,1[PG,it]2+ωG,2PG,it+ωG,3 式中,JG,it表示t时刻第i个微电网发电机发电成本;ωG,1、ωG,2和ωG,3分别表示发电机成本系数,该系数由发电机生产厂商给出,ωG,1取值范围为0.001~0.002,ωG,2取值范围为0.1~0.2,ωG,3取值为0; 4基于步骤2中求取的储能荷电状态动态模型,计算电池储能成本,计算公式为: 式中,ΔJBES,it表示储能成本;Qloss,i,ht是t时刻第i个微电网放电的电池容量自损耗量;A是阿伦尼乌斯常数,是用来反映小范围温度变化条件下电池储能的化学反应速率;R是摩尔气体常数;Ea是活化能;K是绝对温度;这三个参数反映电池储能的材料和工作环境;Qi,BES是第i个微电网中电池储能的容量;z是反应速率常数,该系数由电池充放电特性决定,其取值范围为0.5~1;hit是t时刻第i个微电网电池储能循环深度,它反映的是放电期间SOC的变化量;C是电池储能更换成本; 5构建多微网系统运行成本的目标函数,公式如下: 式中,Js表示多微网系统运行总成本,ωsell、ωbuy、ωBES和ωG为各子目标的权重因子,权重因子由多微网系统的用能偏好决定,取值范围为0~1;其中ΔJbuyt和ΔJsellt分别表示购电成本和售电收益,其具体公式如下: 式中,ΔJbuyt表示t时刻多微网系统从主电网购电的总成本,ΔJsellt表示t时刻多微网系统向主电网售电的总收益,m1为从主电网购电的微电网数量,m2为向主电网售电的微电网数量,ΔJi,buyt表示t时刻第i个微电网从主电网购电的成本,ΔJi,sellt表示t时刻第i个微电网向主电网售电的收益,Ebuy和Esell分别为购电和售电的价格; 6提出多微网系统运行成本次优区间,构造的多微网系统虚拟微网划分的约束条件如下: Js+1≤μ·Js 式中,μ表示总运行成本的允许波动范围,μ由实际运行中虚拟微网群的抗扰动能力决定,其取值范围为1~5; 7虚拟微网划分所用的计算方法是增强精英保留遗传算法,其编码方式是实数整数混合编码;种群个体设为N,最大进化代数设置为M,这两个系数都受到算法收敛性影响,过大过小都会导致算法不收敛,因此其取值范围分别设置为20~100和100~500;每隔一代进行记录一次日志信息,单目标优化陷入停滞的判断阈值设为X,进化停滞计数器最大上限值设为Y,阈值和上限值根据实际精度要求设置,取值范围分别设置为10-7~10-6和5~10; 8利用真实场景的光伏出力和负荷需求数据,以t时刻为虚拟微网动态分区的开始时间,时间精度设置为1分钟,收集当前时刻的光伏出力和负荷需求的数据,确定整个多微网系统的供需不平衡程度; 9以步骤5的目标函数最小为目标,构建不同虚拟微网划分策略的舒适度Γθi: Γθi=-Js 然后基于舒适度值选择进行交叉操作和重组操作的母体,最后将新创建的个体带回种群重复上述操作,直至过去几代中个体没有明显的改进,输出t时刻的虚拟微网划分策略以及各虚拟微网内可调节设备的运行状态; 10当t+1时刻各微电网内可再生能源出力和负荷需求发生变化时,优先通过电池储能来解决虚拟微网内部供需不平衡,当电池储能已将完全充放电依然存在供电缺口,再启用微型燃气发电机,最后进行购售电,如果满足步骤6的约束条件,则保持t时刻的虚拟微网分区边界不变; 11如果步骤10的操作无法满足步骤6的约束条件,则从步骤8开始重新执行;以此类推,重复步骤1到步骤11的操作。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人河海大学,其通讯地址为:210024 江苏省南京市鼓楼区西康路1号;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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