CN103368177A - 一种基于模式转换的微电网运行调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于模式转换的微电网运行调控方法，所述的微电网***包括风力发电***、柴油发电***、电池储能***和生物质发电***，本方法制定了微电网***中以柴油发电***作为主电源的四个基本运行状态之间相互转换的控制策略，包括正常运行控制和紧急功率控制策略，以满足微电网***的长期稳定运行。本方法能切实有效地发挥各分布式电源的特点，提高微电网发电效率，并提升独立微电网***的稳定可靠性。

Description

一种基于模式转换的微电网运行调控方法

技术领域

本发明涉及微电网技术领域，特别是涉及一种基于模式转换的微电网运行调控方法。

背景技术

在当前全球能源日益紧缺的背景下，作为大电网的有效补充和分布式能源的有效利用形式，微电网已经引起世界各国的广泛关注。尤其是基于可再生能源和新能源的分布式微电网技术，能够将原来布局分散的可再生能源和新能源进行优化整合，从而提高能源的综合利用率，解决无电、缺电地区的供电问题，推进清洁能源的产业化发展。

目前，国内对于分布式发电与微电网技术的研究基本上还属于起步阶段，其中风力发电、光伏发电以及电池储能在微电网***中的应用相对成熟，并得到了较为广泛的认可，但生物质发电在微电网***中的应用基本空白，其主要原因在于传统的生物质发电***基本上都按全功率方式作为一个稳定电源点并入大电网，而微电网***的总体容量相对较小，难以直接消纳。同时，现有的研发工作更多集中于微电网的规划设计和经济运行，往往没有充分考虑不同分布式电源的实际启停和运行特点，从而导致多种分布式电源之间的协调运行方式过于理想化，并且不利于工程实现。

对于风-柴-储-生物质独立微电网***来说，如果不加区分，从所有设备全部投入到全部退出共有16种可能的组合状态，但并非所有的组合状态都能长期稳定运行。如何能创设一种稳定性高、各电源利用率高的新的微电网能量管理方法，实属当前重要研发课题之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于模式转换的微电网运行调控方法，使其在满足稳定性和可靠性的前提下，切实有效地发挥各分布式电源的特点，提高微电网发电效率。

为解决上述问题，本发明提供一种基于模式转换的微电网运行调控方法，所述的微电网主要由风力发电***、柴油发电***、储能***和生物质发电***组成，将所述四个***均处于运行的状态命名为S1，将风力发电***、柴油发电***和储能***处于运行的状态命名为S2，将风力发电***、柴油发电***和生物质发电***处于运行的状态命名为S3，将只有风力发电***和柴油发电***运行的状态命名为S4，并在任何状态下保证柴油发电***至少有一台柴油发电机组在线运行；

1）在S1状态下，在生物质发电***故障且储能***正常时转移至S2状态继续运行，在生物质发电***正常且储能***故障时转移至S3状态继续运行，在生物质发电***故障且储能***故障时转移至S4状态继续运行；

2）在S2状态下，在生物质发电***正常且储能***正常时转移至S1状态继续运行，在生物质发电***正常且储能***故障时先转移至S4状态，再转至S3状态继续运行，在生物质发电***故障且储能***故障时转移至S4状态继续运行；

3）在S3状态下，在生物质发电***正常且储能***正常时转移至S1状态继续运行，在生物质发电***故障且储能***正常时先转移至S4状态，再转至S2状态继续运行，在生物质发电***故障且储能***故障时转移至S4状态继续运行；

4）在S4状态下，在生物质发电***正常且储能***正常时先转移至S2状态，再转至S1状态继续运行，在生物质发电***故障且储能***正常时转移至S2状态继续运行，在生物质发电***正常且储能***故障时转移至S3状态继续运行。

作为本发明的一种改进，所述的S1状态下，根据下一调度周期的负荷需求P_load给出风力发电***、柴油发电***、储能***和生物质发电***在下一调度周期的出力指令：

如果SOC≥SOC_up且P_load-P_{max,discharge}＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，退出风力发电***，生物质发电***运行在最小出力水平，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；如果SOC≥SOC_up且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg≤P_load-P_{max,discharge}＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***限功率运行，生物质发电***运行在最小出力水平；如果SOC≥SOC_up且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind≤P_load-P_{max,discharge}≤N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***正常运行，生物质发电***运行在最小出力水平；如果SOC≥SOC_up且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind＜P_load-P_{max,discharge}＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***正常运行，并提高生物质发电***的出力水平；如果SOC≥SOC_up且N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind≤P_load-P_{max,discharge}≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行；如果SOC≥SOC_up且P_load-P_{max,discharge}＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，并增加柴油发电机组的运行台数。

如果SOC≤SOC_down且P_load+P_max,charge＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，退出风力发电***，生物质发电***运行在最小出力水平，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；如果SOC≤SOC_down且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg≤P_load+P_max,charge＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，控制风力发电***限功率运行，生物质发电***运行在最小出力水平；如果SOC≤SOC_down且N_t+1,dg×P_{min,dg+Pmin,bg}+P_min,wind≤P_load+P_max,charge≤N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，风力发电***正常运行，生物质发电***运行在最小出力水平；如果SOC≤SOC_down且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind＜P_load+P_max,charge＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，风力发电***正常运行，并提高生物质发电***的出力水平；如果SOC≤SOC_down且N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind≤P_load+P_max,charge≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行；如果SOC≤SOC_down且P_load+P_max,charge＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，并增加柴油发电机组的运行台数。

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_{min,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期退出风力发电***，生物质发电***运行在最小出力水平，储能***按最小功率放电，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_{min,discharge}≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind+P_{min,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期控制风力发电***限功率运行，生物质发电***运行在最小出力水平，储能***按最小功率放电；如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind+P_{min,discharge}≤P_load≤N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind+P_{max,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***运行在最小出力水平，并提高储能***的放电功率；如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind+P_{max,discharge}＜P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind+P_{max,dischargee}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，储能***按最大功率放电，并提高生物质发电***的出力水平；如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind+P_{max,discharge}≤P_load≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind+P_{max,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，储能***按最大功率放电；如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind+P_{max,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，储能***按最大功率放电，并增加柴油发电机组的运行台数。

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg-P_max,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，退出风力发电***，生物质发电***运行在最小出力水平，储能***按最大功率充电，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg-P_max,charge≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind-P_max,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，控制风力发电***限功率运行，生物质发电***运行在最小出力水平，储能***按最大功率充电；如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind-P_max,charge≤P_load≤N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***运行在最小出力水平，并降低储能***的充电功率；如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind-P_min,charge＜P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***提高其出力水平，储能***按最小功率充电；如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind-P_min,charge≤P_load≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，储能***按最小功率充电；如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，储能***按最小功率充电，并增加柴油发电机组的运行台数。

所述的S2状态下，根据下一调度周期的负荷需求P_load给出风力发电***、柴油发电***和储能***在下一调度周期的出力指令：

如果SOC≥SOC_up且P_load-P_{max,discharge}＜N_t+1,dg×P_min,dg，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，退出风力发电***，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；如果SOC≥SOC_up且N_t+1,dg×P_min,dg≤P_load-P_{max,discharge}＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***限功率运行；如果SOC≥SOC_up且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind≤P_load-P_{max,discharge}≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***正常运行；如果SOC≥SOC_up且P_load-P_{max,discharge}＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***正常运行，并增加柴油发电机组的运行台数。

如果SOC≤SOC_down且P_load+P_max,charge＜N_t+1,dg×P_min,dg，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，退出风力发电***，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；如果SOC≤SOC_down且N_t+1,dg×P_min,dg≤P_load+P_max,charge＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，控制风力发电***限功率运行；如果SOC≤SOC_down且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind≤P_load+P_max,charge≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，风力发电***正常运行；如果SOC≤SOC_down且P_load+P_max,charge＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，风力发电***正常运行，并增加柴油发电机组的运行台数。

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_{min,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期退出风力发电***，储能***按最小功率放电，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_{min,discharge}≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind+P_{min,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，控制风力发电***限功率运行，储能***按最小功率放电；如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind+P_{min,discharge}≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,wind+P_{max,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，并提高储能***的放电功率；如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,wind+P_{max,discharge}≤P_load≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind+P_{max,dischargee}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，储能***按最大功率放电；如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind+P_{max,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，储能***按最大功率放电，并增加柴油发电机组的运行台数；如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg-P_max,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，退出风力发电***，储能***按最大功率充电，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg-P_max,charge≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind-P_max,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，控制风力发电***限功率运行，储能***按最大功率充电；如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind-P_max,charge≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，并降低储能***的充电功率；如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,wind-P_min,charge≤P_load≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，储能***按最小功率充电；如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，储能***按最小功率充电，并增加柴油发电机组的运行台数。

所述的S3状态下，根据下一调度周期的负荷需求P_load给出风力发电***、柴油发电***和生物质发电***在下一调度周期的出力指令：如果P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg，则在下一调度周期，退出风力发电***，生物质发电***运行在最小出力水平，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；如果N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind，则在下一调度周期，风力发电***限功率运行，生物质发电***运行在最小出力水平；如果N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind≤P_load≤N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind，则在下一调度周期风力发电***正常运行，生物质发电***运行在最小出力水平；如果N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind＜P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***提高其出力水平；如果N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind≤P_load≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行；如果P_load＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，并增加柴油发电机组的运行台数。

所述的S4状态下，根据下一调度周期的负荷需求P_load给出风力发电***和柴油发电***在下一调度周期的出力指令：如果P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg净负荷较小，则在下一调度周期，退出风力发电***，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；如果N_t+1,dg×P_min,dg≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind，则在下一调度周期，风力发电***限功率运行；如果N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind≤P_load≤N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,wind，则风力发电***正常运行；如果N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,wind＜P_load≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind，则风力发电***正常运行，提高柴油发电***出力；如果P_load＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind，则风力发电***正常运行，并增加柴油发电机组的运行台数。

所述的S1～S4任一实际运行状态下：当柴油发电机组处于过载状态时，首先判断储能***是否可用，若可用则储能***放电；若储能***不可用或柴油发电机组仍过载，则判断生物质发电***的出力是否可提高，若可则提高生物质发电***的出力；若生物质发电***出力无法提高或柴油发电机组仍过载，则投入一台新的柴油发电机组；当柴油发电机组处于轻载状态时，首先判断储能***是否可用，若可用则储能***充电；若储能***不可用或柴油发电机组仍轻载，则判断生物质发电***的出力是否可降低，若可则降低生物质发电***的出力；若生物质发电***出力不可降低或柴油发电机组仍轻载，则判断风力发电***出力是否可降低，若可则降低风力发电***出力；若风力发电***出力不可降低或柴油发电机组仍轻载，则退出一台柴油发电机组。

采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：

1、本发明提供了风-柴-储-生物质独立微电网的运行调控方法，在保障微电网***稳定可靠的前提下，优先使用风力发电，其次利用储能放电，再次提升生物质发电***出力，最后才增加柴油发电***出力，提高了各发电***利用率，节约了成本。

2、风力发电***有主动限功率控制***，增加了微电网***的可控性。

3、储能***在正常情况下通过充放电的有序进行来减少充放电次数；在紧急情况下通过快速充放电控制来维持微电网***的稳定运行。

4、生物质发电***作为柴油发电***的补充电源长期运行，主要承担***功率的低频波动，极大地开拓了其在独立微电网***中的应用。

5、柴油发电机组工作在50%～90%额定功率范围内，并尽可能维持较低出力水平，一方面，增加柴油发电***的旋转备用容量，提高***的稳定性；另一方面，减少柴油发电***的燃油消耗，提高***的经济性。

6、本发明提供的基于模式转换的微电网运行调控方法可使微电网在四种运行状态之间实现平稳转换，提高了***运行的稳定性，减少了因部分设备故障而造成的停机损失。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明一种基于模式转换的微电网运行调控方法的***转移路线图。

图2是本发明Step0控制流程图。

图3是本发明实际运行状态下的紧急控制流程图。

具体实施方式

本发明要解决的技术问题是提供一种基于模式转换的微电网运行调控方法，所述的微电网主要由风力发电***、柴油发电***、储能***和生物质发电***组成，将所述四个***均处于运行的状态命名为S1，将风力发电***、柴油发电***和储能***处于运行的状态命名为S2，将风力发电***、柴油发电***和生物质发电***处于运行的状态命名为S3，将只有风力发电***和柴油发电***运行的状态命名为S4，并在任何状态下保证柴油发电***至少有一台柴油发电机组在线运行。

参照图1所示，其中每个基本状态上面的箭头圆弧实线表示其内部风力发电***在运行和停机两种状态之间的自由转换；各基本状态之间的箭头实线表示在条件允许的情况下，它们相互之间可以实现平稳转换；各基本状态之间的箭头虚线表示不能直接转换，需要按照指定的路线进行转换。

具体如下所示：

1）风-柴-储-生物质（S1）运行状态

在生物质发电***故障且储能***正常时可转移至S2状态继续运行；

在生物质发电***正常且储能***故障时可转移至S3状态继续运行；

在生物质发电***故障且储能***故障时可转移至S4状态继续运行。

2）风-柴-储（S2）运行状态

在生物质发电***正常且储能***正常时可转移至S1状态继续运行；

在生物质发电***正常且储能***故障时可先转移至S4状态，再转至S3状态继续运行；

在生物质发电***故障且储能***故障时可转移至S4状态继续运行。

3）风-柴-生物质（S3）运行状态

在生物质发电***正常且储能***正常时可转移至S1状态继续运行；

在生物质发电***故障且储能***正常时可先转移至S4状态，再转至S2状态继续运行；

在生物质发电***故障且储能***故障时可转移至S4状态继续运行。

4）风-柴（S4）运行状态

在生物质发电***正常且储能***正常时可先转移至S2状态，再转至S1状态继续运行；

在生物质发电***故障且储能***正常时可转移至S2状态继续运行；

在生物质发电***正常且储能***故障时可转移至S3状态继续运行。

微电网***中各设备有正常、检修和故障这3种状态。设备正常时，按照微电网***的调度指令正常运行或退出；设备计划性检修时，每次只考虑对其中一台设备进行检修；设备故障时，立即退出，待故障消除之后再根据微电网***的调度指令适时投入。

1）风力发电***

风力发电***有多台风力发电机组组成，每台风机下一调度周期的运行状态分为继续运行、可投入运行和不可用（检修或故障）三种。

记当前调度周期风机运行台数为N_t,wind,下一调度周期风机可以运行的台数（包括继续运行和可投入运行）为N_t+1,wind，调度周期的长度为Δt。为了避免多台风机同时启机对***带来的冲击，每个调度周期只允许单台风机投入运行，即有-1≤N_t+1,wind－N_t,wind≤1。

设下一调度周期预测的单台风机平均出力（按风机无故障进行预测）为P_avg,wind，因风速波动所导致的单台风机最大出力和最小出力分别为P_lmax,wind、P_lmin,wind；下一调度周期预测的风电***最大出力和最小出力分别为P_max,wind、P_min,wind，则有：

P_max,wind＝N_t+1,wind×P_lmax,wind

P_min,wind＝N_t+1,wind×P_lmin,wind

风力发电***的最大允许上网功率取决于下一调度周期的负荷需求、生物质发电***与柴油发电***的最小出力限制以及储能***允许的充放电功率。若有多台风机同时运行，则每台风机按功率指令均等出力。若由预测信息知下一调度周期风资源充足不需要启动新的风力发电机组，则不考虑投入新的风机，已运行的风机在下一调度周期根据实时风速状况，自动决定是否退出。在确定风机运行组合时，满足最短运行时间且运行时间长的机组可以优先退出运行，新投入的风机需满足最短停运时间的限制。

2）柴油发电***

柴油发电***由多台柴发机组构成，柴油机组做主电源，建立微电网的参考电压和频率，任何时刻至少有一台柴发机组在线运行。柴油机组下一调度周期的运行状态分为继续运行、可投入运行和不可用（检修或故障）三种。记当前调度周期柴油机组运行台数为N_t,dg,下一调度周期柴油机组可以运行的台数（包括继续运行和可投入运行）为N_t+1,dg。为了保证***稳定运行以及出现故障时有备用柴油机及时投入运行，每次只考虑对其中一台柴油机进行检修，并依次轮流检修，即有-1≤N_t+1,dg－N_t,dg≤1。

设每台柴油机组的额定功率为P_rated,dg，下一调度周期第i台柴油机组允许的最大有功出力为P_max,dg，柴油机组允许的最小有功出力为P_min,dg，则有：

P_max,dg＝90%×P_rated,dg

P_min,bg＝50%×P_rated,dg

在上述的S1、S2状态下，柴油发电机组在50%～90%额定输出范围内承担风力发电***和负荷的小幅功率波动，大幅功率波动由储能***承担。

3）电池储能***

为了有效延长储能***的运行寿命，避免其频繁地进行深度充放电，储能***设有SOC_min、SOC_down、SOC_up及SOC_max四个荷电状态节点，其中SOC_max和SOC_min分别是为防止电池过度充放电而设置的上限和下限，SOC_up和SOC_down分别为电池正常运行区间的上限和下限。柴油发电机组正常工作时，当储能***的荷电状态SOC处于SOC_min与SOC_down之间时，只允许给储能充电；当荷电状态SOC处于SOC_down与SOC_up之间时，储能***既可以充电也可以放电；当储能***荷电状态SOC处于SOC_up与SOC_max之间时，只允许储能进行放电。

柴油发电机组长时间处于过载状态时，储能***在SOC_min与SOC_max之间放电；柴油发电机组长时间处于轻载状态时，储能***在SOC_min与SOC_max之间充电。

储能***有两种运行状态，可用与不可用（检修或故障）。记储能***当前调度周期的运行状态为N_t,bess，下一调度周期的运行状态为N_t+1,bess，若其正常运行，该值为1，否则为0；储能***当前的荷电状态为SOC_t，储能***端电压为V_t，储能***额定充放电电流为I_rated，额定容量为C_rated，充放电效率为η，最小负载率为MLR_bess，最大和最小充电功率分别为P_max,charge、P_min,charge，最大和最小放电功率分别为P_{max,discharge}、P_{min,discharge}，下一调度周期的储能出力为P_bess（放电为正，充电为负），当前周期与下一周期的时间间隔为Δt，则有：

P_max,charge＝N_t+1,bess×min{V_t×I_rated,－min{SOC_t－SOC_up，0}×C_rated×η／Δt}

P_min,charge＝N_t+1,bess×MLR_bess×V_t×I_rated

P_{max,discharge}＝N_t+1,bess×min{V_t×I_rated，max{SOC_t－SOC_down，0}×C_rated×η／Δt}

P_{min,discharge}＝N_t+1,bess×MLR_bess×V_t×I_rated

4）生物质发电***

生物质发电***的启停状态由其检修周期、最短运行时间及最短停运时间决定。若生物质发电***检修结束并且满足最短停运时间的约束，则生物质机组可以适时地投入运行。生物质发电机组主要承担部分负荷的供电需求，在风力资源充裕时，尽量运行在较低负载率水平，而在风力不足时，尽可能地提高出力水平，以减低柴油的消耗。

记生物质发电***当前调度周期的运行状态为N_t,bg，下一调度周期的运行状态为N_t+1,bg，若其正常运行，该值为1，否则为0；生物质机组的额定功率为P_rated,bg，最小负载率为MLR_bg，生物质机组当前调度周期的出力为P_t,bg，下一调度周期的出力为P_t+1,bg，生物质机组的爬坡率为ρ_bg（kW/min），生物质机组的最大出力和最小出力分别为P_max,bg、P_min,bg，当前周期与下一周期的时间间隔为Δt，则有：

P_max,bg＝N_t+1,bg×min{P_t,bg＋Δt×ρ_bg，P_rated,bg}

P_min,bg＝N_t+1,bg×max{P_t,bg－Δt×ρ_bg，MLR_bg×P_rated,bg}

P_min,bg≤P_t+1,bg≤P_max,bg

在确定了风力发电***、柴油发电***、储能***和生物质发电***的运行状态和***状态转移路线后，风-柴-储-生物质独立微电网***可以依照下面的能量管理方法确定各类设备的启停状态与运行水平。设下一调度周期预测的负荷平均功率为P_load，并制定下一调度周期的运行计划，设下一调度周期柴油机的运行台数为N_t+1,dg＝max{1,未满足最短运行时间约束的柴油机台数}。

Step0：判断***所处状态，参照图2所示

若***处于状态S1，则转至Step1；

若***处于状态S2，则转至Step2；

若***处于状态S3，则转至Step3；

若***处于状态S4，则转至Step4。

Step1：风-柴-储-生物质（S1）运行状态

根据下一调度周期的负荷需求P_load给出风力发电***、柴油发电***、储能***和生物质发电***在下一调度周期的出力指令：

如果SOC≥SOC_up且P_load-P_{max,discharge}＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，退出风力发电***，生物质发电***运行在最小出力水平，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果SOC≥SOC_up且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg≤P_load-P_{max,discharge}＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***限功率运行，生物质发电***运行在最小出力水平；

如果SOC≥SOC_up且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind≤P_load-P_{max,discharge}≤N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***正常运行，生物质发电***运行在最小出力水平；

如果SOC≥SOC_up且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind＜P_load-P_{max,discharge}＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***正常运行，并提高生物质发电***的出力水平；

如果SOC≥SOC_up且N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind≤P_load-P_{max,discharge}≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行；

如果SOC≥SOC_up且P_load-P_{max,discharge}＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，并增加柴油发电机组的运行台数；

如果SOC≤SOC_down且P_load+P_max,charge＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，退出风力发电***，生物质发电***运行在最小出力水平，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果SOC≤SOC_down且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg≤P_load+P_max,charge＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，控制风力发电***限功率运行，生物质发电***运行在最小出力水平；

如果SOC≤SOC_down且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind≤P_load+P_max,charge≤N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，风力发电***正常运行，生物质发电***运行在最小出力水平；

如果SOC≤SOC_down且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind＜P_load+P_max,charge＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，风力发电***正常运行，并提高生物质发电***的出力水平；

如果SOC≤SOC_down且N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind≤P_load+P_max,charge≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行；

如果SOC≤SOC_down且P_load+P_max,charge＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，并增加柴油发电机组的运行台数；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_{min,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期退出风力发电***，生物质发电***运行在最小出力水平，储能***按最小功率放电，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_{min,discharge}≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind+P_{min,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期控制风力发电***限功率运行，生物质发电***运行在最小出力水平，储能***按最小功率放电；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind+P_{min,discharge}≤P_load≤N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind+P_{max,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***运行在最小出力水平，并提高储能***的放电功率；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind+P_{max,discharge}＜P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind+P_{max,dischargee}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，储能***按最大功率放电，并提高生物质发电***的出力水平；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind+P_{max,discharge}≤P_load≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind+P_{max,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，储能***按最大功率放电；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind+P_{max,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，储能***按最大功率放电，并增加柴油发电机组的运行台数；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg-P_max,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，退出风力发电***，生物质发电***运行在最小出力水平，储能***按最大功率充电，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg-P_max,charge≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind-P_max,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，控制风力发电***限功率运行，生物质发电***运行在最小出力水平，储能***按最大功率充电；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind-P_max,charge≤P_load≤N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***运行在最小出力水平，并降低储能***的充电功率；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind-P_min,charge＜P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***提高其出力水平，储能***按最小功率充电；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind-P_min,charge≤P_load≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，储能***按最小功率充电；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，储能***按最小功率充电，并增加柴油发电机组的运行台数。

Step2:风-柴-储（S2）运行状态

根据下一调度周期的负荷需求P_load给出风力发电***、柴油发电***和储能***在下一调度周期的出力指令：

如果SOC≥SOC_up且P_load-P_{max,discharge}＜N_t+1,dg×P_min,dg，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，退出风力发电***，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果SOC≥SOC_up且N_t+1,dg×P_min,dg≤P_load-P_{max,discharge}＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***限功率运行；

如果SOC≥SOC_up且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind≤P_load-P_{max,discharge}≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***正常运行；

如果SOC≥SOC_up且P_load-P_{max,discharge}＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***正常运行，并增加柴油发电机组的运行台数；

如果SOC≤SOC_down且P_load+P_max,charge＜N_t+1,dg×P_min,dg，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，退出风力发电***，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果SOC≤SOC_down且N_t+1,dg×P_min,dg≤P_load+P_max,charge＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，控制风力发电***限功率运行；

如果SOC≤SOC_down且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind≤P_load+P_max,charge≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，风力发电***正常运行；

如果SOC≤SOC_down且P_load+P_max,charge＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，风力发电***正常运行，并增加柴油发电机组的运行台数；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_{min,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期退出风力发电***，储能***按最小功率放电，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_{min,discharge}≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind+P_{min,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，控制风力发电***限功率运行，储能***按最小功率放电；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind+P_{min,discharge}≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,wind+P_{max,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，并提高储能***的放电功率；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,wind+P_{max,discharge}≤P_load≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind+P_{max,dischargee}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，储能***按最大功率放电；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind+P_{max,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，储能***按最大功率放电，并增加柴油发电机组的运行台数；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg-P_max,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，退出风力发电***，储能***按最大功率充电，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg-P_max,charge≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind-P_max,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，控制风力发电***限功率运行，储能***按最大功率充电；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind-P_max,charge≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，并降低储能***的充电功率；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,wind-P_min,charge≤P_load≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，储能***按最小功率充电；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，储能***按最小功率充电，并增加柴油发电机组的运行台数。

Step3:风-柴-生物质（S3）运行状态

根据预测的风电和负荷数据，在维持柴油发电机组50%～90%额定输出的基础上，根据下一调度周期的负荷需求P_load给出风力发电***、柴油发电***和生物质发电***在下一调度周期的出力指令：

如果P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg，则在下一调度周期，退出风力发电***，生物质发电***运行在最小出力水平，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind，则在下一调度周期，风力发电***限功率运行，生物质发电***运行在最小出力水平；

如果N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind≤P_load≤N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind，则在下一调度周期风力发电***正常运行，生物质发电***运行在最小出力水平；

如果N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind＜P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***提高其出力水平；

如果N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind≤P_load≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行；

如果P_load＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，并增加柴油发电机组的运行台数。

在整个调度周期中，风电和负荷的高频功率波动由柴油发电机组来承担，但其低频功率波动由生物质发电***配合柴油发电机组来承担。

Step4:风-柴（S4）运行状态

在整个调度周期中，柴油发电机组在50%～90%额定输出范围内承担风电和负荷的全部功率波动。

根据下一调度周期的负荷需求P_load给出风力发电***和柴油发电***在下一调度周期的出力指令：

如果P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg净负荷较小，则在下一调度周期，退出风力发电***，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果N_t+1,dg×P_min,dg≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind，则在下一调度周期，风力发电***限功率运行；

如果N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind≤P_load≤N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,wind，则风力发电***正常运行；

如果N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,wind＜P_load≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind，则风力发电***正常运行，提高柴油发电***出力；

如果P_load＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind，则风力发电***正常运行，并增加柴油发电机组的运行台数。

此外，相对于上述正常功率控制，紧急功率控制主要应对微电网***的瞬时故障或大扰动，当紧急功率控制与正常功率控制发生冲突时，优先下达紧急控制指令。

参照图3所示，S1～S4任一实际运行状态下：当柴油发电机组处于过载状态时，首先判断储能***是否可用，若可用则储能***放电；若储能***不可用或柴油发电机组仍过载，则判断生物质发电***的出力是否可提高，若可则提高生物质发电***的出力；若生物质发电***出力无法提高或柴油发电机组仍过载，则投入一台新的柴油发电机组。

当柴油发电机组处于轻载状态时，首先判断储能***是否可用，若可用则储能***充电；若储能***不可用或柴油发电机组仍轻载，则判断生物质发电***的出力是否可降低，若可则降低生物质发电***的出力；若生物质发电***出力不可降低或柴油发电机组仍轻载，则判断风力发电***出力是否可降低，若可则降低风力发电***出力；若风力发电***出力不可降低或柴油发电机组仍轻载，则退出一台柴油发电机组。

通过上述基于模式转换的微电网运行调控方法，即可确定不同运行状态下微电网中风力发电***、柴油发电***、储能***和生物质发电***的启停状态和出力水平，实现整个微电网***的经济稳定运行。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，在本实施例基础上增加或减少其他分布式发电***，或是改变其他分布式发电***均可实现本发明方案。本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于模式转换的微电网运行调控方法，所述的微电网主要由风力发电***、柴油发电***、储能***和生物质发电***组成，其特征在于：

将所述四个***均处于运行的状态命名为S1，将风力发电***、柴油发电***和储能***处于运行的状态命名为S2，将风力发电***、柴油发电***和生物质发电***处于运行的状态命名为S3，将只有风力发电***和柴油发电***运行的状态命名为S4，并在任何状态下保证柴油发电***至少有一台柴油发电机组在线运行；

1）在S1状态下，

在生物质发电***故障且储能***正常时转移至S2状态继续运行，

在生物质发电***正常且储能***故障时转移至S3状态继续运行，

在生物质发电***故障且储能***故障时转移至S4状态继续运行；

2）在S2状态下，

在生物质发电***正常且储能***正常时转移至S1状态继续运行，

在生物质发电***正常且储能***故障时先转移至S4状态，再转至S3状态继续运行，

在生物质发电***故障且储能***故障时转移至S4状态继续运行；

3）在S3状态下，

在生物质发电***正常且储能***正常时转移至S1状态继续运行，

在生物质发电***故障且储能***正常时先转移至S4状态，再转至S2状态继续运行，

在生物质发电***故障且储能***故障时转移至S4状态继续运行；

4）在S4状态下，

在生物质发电***正常且储能***正常时先转移至S2状态，再转至S1状态继续运行，

在生物质发电***故障且储能***正常时转移至S2状态继续运行，

在生物质发电***正常且储能***故障时转移至S3状态继续运行。

2.根据权利要求1所述的基于模式转换的微电网运行调控方法，其特征在于所述的S1状态下，根据下一调度周期的负荷需求P_load给出风力发电***、柴油发电***、储能***和生物质发电***在下一调度周期的出力指令：

如果SOC≥SOC_up且P_load-P_{max,discharge}＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，退出风力发电***，生物质发电***运行在最小出力水平，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果SOC≥SOC_up且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg≤P_load-P_{max,discharge}＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***限功率运行，生物质发电***运行在最小出力水平；

如果SOC≥SOC_up且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind≤P_load-P_{max,discharge}≤N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***正常运行，生物质发电***运行在最小出力水平；

如果SOC≥SOC_up且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind＜P_load-P_{max,discharge}＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***正常运行，并提高生物质发电***的出力水平；

如果SOC≥SOC_up且N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind≤P_load-P_{max,discharge}≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行；

如果SOC≥SOC_up且P_load-P_{max,discharge}＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，并增加柴油发电机组的运行台数；

如果SOC≤SOC_down且P_load+P_max,charge＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，退出风力发电***，生物质发电***运行在最小出力水平，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果SOC≤SOC_down且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg≤P_load+P_max,charge＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，控制风力发电***限功率运行，生物质发电***运行在最小出力水平；

如果SOC≤SOC_down且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind≤P_load+P_max,charge≤N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，风力发电***正常运行，生物质发电***运行在最小出力水平；

如果SOC≤SOC_down且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind＜P_load+P_max,charge＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，风力发电***正常运行，并提高生物质发电***的出力水平；

如果SOC≤SOC_down且N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind≤P_load+P_max,charge≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行；

如果SOC≤SOC_down且P_load+P_max,charge＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，并增加柴油发电机组的运行台数；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_{min,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期退出风力发电***，生物质发电***运行在最小出力水平，储能***按最小功率放电，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_{min,discharge}≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind+P_{min,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期控制风力发电***限功率运行，生物质发电***运行在最小出力水平，储能***按最小功率放电；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind+P_{min,discharge}≤P_load≤N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind+P_{max,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***运行在最小出力水平，并提高储能***的放电功率；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind+P_{max,discharge}＜P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind+P_{max,dischargee}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，储能***按最大功率放电，并提高生物质发电***的出力水平；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind+P_{max,discharge}≤P_load≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind+P_{max,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，储能***按最大功率放电；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind+P_{max,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，储能***按最大功率放电，并增加柴油发电机组的运行台数；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg-P_max,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，退出风力发电***，生物质发电***运行在最小出力水平，储能***按最大功率充电，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg-P_max,charge≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind-P_max,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，控制风力发电***限功率运行，生物质发电***运行在最小出力水平，储能***按最大功率充电；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind-P_max,charge≤P_load≤N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***运行在最小出力水平，并降低储能***的充电功率；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind-P_min,charge＜P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***提高其出力水平，储能***按最小功率充电；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind-P_min,charge≤P_load≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，储能***按最小功率充电；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，储能***按最小功率充电，并增加柴油发电机组的运行台数。

3.根据权利要求1所述的基于模式转换的微电网运行调控方法，其特征在于所述的S2状态下，根据下一调度周期的负荷需求P_load给出风力发电***、柴油发电***和储能***在下一调度周期的出力指令：

如果SOC≥SOC_up且P_load-P_{max,discharge}＜N_t+1,dg×P_min,dg，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，退出风力发电***，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果SOC≥SOC_up且N_t+1,dg×P_min,dg≤P_load-P_{max,discharge}＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***限功率运行；

如果SOC≥SOC_up且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind≤P_load-P_{max,discharge}≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***正常运行；

如果SOC≥SOC_up且P_load-P_{max,discharge}＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率放电，风力发电***正常运行，并增加柴油发电机组的运行台数；

如果SOC≤SOC_down且P_load+P_max,charge＜N_t+1,dg×P_min,dg，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，退出风力发电***，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果SOC≤SOC_down且N_t+1,dg×P_min,dg≤P_load+P_max,charge＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，控制风力发电***限功率运行；

如果SOC≤SOC_down且N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind≤P_load+P_max,charge≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，风力发电***正常运行；

如果SOC≤SOC_down且_Pload+P_max,charge＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind，在下一调度周期，储能***按最大功率充电，风力发电***正常运行，并增加柴油发电机组的运行台数；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_{min,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期退出风力发电***，储能***按最小功率放电，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，Nt+1,dg×P_min,dg+P_{min,discharge}≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind+P_{min,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，控制风力发电***限功率运行，储能***按最小功率放电；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind+P_{min,discharge}≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,wind+P_{max,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，并提高储能***的放电功率；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,wind+P_{max,discharge}≤P_load≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind+P_{max,dischargee}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，储能***按最大功率放电；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind+P_{max,discharge}，且储能***在当前调度周期处于放电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，储能***按最大功率放电，并增加柴油发电机组的运行台数；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg-P_max,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，退出风力发电***，储能***按最大功率充电，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg-P_max,charge≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind-P_max,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，控制风力发电***限功率运行，储能***按最大功率充电；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind-P_max,charge≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，并降低储能***的充电功率；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,wind-P_min,charge≤P_load≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，储能***按最小功率充电；

如果SOC_down＜SOC＜SOC_up，P_load＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind-P_min,charge，且储能***在当前调度周期处于充电状态，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，储能***按最小功率充电，并增加柴油发电机组的运行台数。

4.根据权利要求1所述的基于模式转换的微电网运行调控方法，其特征在于所述的S3状态下，根据下一调度周期的负荷需求P_load给出风力发电***、柴油发电***和生物质发电***在下一调度周期的出力指令：

如果P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg，则在下一调度周期，退出风力发电***，生物质发电***运行在最小出力水平，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind，则在下一调度周期，风力发电***限功率运行，生物质发电***运行在最小出力水平；

如果N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_min,wind≤P_load≤N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind，则在下一调度周期风力发电***正常运行，生物质发电***运行在最小出力水平；

如果N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,bg+P_max,wind＜P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***提高其出力水平；

如果N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,bg+P_max,wind≤P_load≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行；

如果P_load＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,bg+P_max,wind，则在下一调度周期，风力发电***正常运行，生物质发电***按最大出力运行，并增加柴油发电机组的运行台数。

5.根据权利要求1所述的基于模式转换的微电网运行调控方法，其特征在于所述的S4状态下，根据下一调度周期的负荷需求P_load给出风力发电***和柴油发电***在下一调度周期的出力指令：

如果P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg净负荷较小，则在下一调度周期，退出风力发电***，并在至少有一台柴油发电机组运行的前提下减少柴油发电机组的运行台数；

如果N_t+1,dg×P_min,dg≤P_load＜N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind，则在下一调度周期，风力发电***限功率运行；

如果N_t+1,dg×P_min,dg+P_min,wind≤P_load≤N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,wind，则风力发电***正常运行；

如果N_t+1,dg×P_min,dg+P_max,wind＜P_load≤N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind，则风力发电***正常运行，提高柴油发电***出力；

如果P_load＞N_t+1,dg×P_max,dg+P_max,wind，则风力发电***正常运行，并增加柴油发电机组的运行台数。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的基于模式转换的微电网运行调控方法，其特征在于所述的S1～S4任一实际运行状态下：

当柴油发电机组处于过载状态时，首先判断储能***是否可用，若可用则储能***放电；若储能***不可用或柴油发电机组仍过载，则判断生物质发电***的出力是否可提高，若可则提高生物质发电***的出力；若生物质发电***出力无法提高或柴油发电机组仍过载，则投入一台新的柴油发电机组；

当柴油发电机组处于轻载状态时，首先判断储能***是否可用，若可用则储能***充电；若储能***不可用或柴油发电机组仍轻载，则判断生物质发电***的出力是否可降低，若可则降低生物质发电***的出力；若生物质发电***出力不可降低或柴油发电机组仍轻载，则判断风力发电***出力是否可降低，若可则降低风力发电***出力；若风力发电***出力不可降低或柴油发电机组仍轻载，则退出一台柴油发电机组。

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