CN104753081B - 一种控制微电网供电的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种控制微电网供电的方法和装置，涉及微电网领域，能够提高微电网离网供电的可靠性和供电效率。该方法包括：供电控制装置获取每个发电单元在至少一个周期内的发电功率的约束条件和预设函数关系，并根据该函数关系确定该微电网的目标函数，该供电控制装置根据该约束条件和该目标函数得到每个发电单元在该至少一个周期内的目标发电功率，并根据该每个发电单元在该至少一个周期内的目标发电功率对该每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整。本发明实施例用于控制微电网的供电。
Description
技术领域
本发明涉及微电网领域，尤其涉及一种控制微电网供电的方法和装置。
背景技术
微电网是由各种分布式电源、储能单元、负荷以及控制保护***组成的集合，通过相关控制装置间的协调配合，该微电网为负荷提供较为可靠性和高质量的电能。离网型微电网表示该微电网脱离主电网，单独对网内负载供电。此时，该离网型微电网作为一个孤网，需要解决***内部电力和电量的平衡，同时保障供电的可靠、持续。
微电网的离网模式分为两种情况，不同情况下对微电网离网供电的要求不同，如主电网发生故障时，要求微电网切换到离网模式对负荷短时供电，而如果该微电网远离主电网，则要求该微电网在离网模式下对负荷长期供电，并且，不同用户对离网型微电网的电力供应需求也不同。
现有技术中对离网型微电网的调度控制策略以储能单元的调度为中心，根据当前时段和储能单元所处的不同工作状态采用不同的能量优化策略，忽略了供电本身，未考虑负载的类型和关键事件的变化对供电的影响，导致供电可靠性差，效率低，无法满足长期供电的需求。
发明内容
本发明提供一种控制微电网供电的方法和装置，能够提高微电网离网供电的可靠性和供电效率。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种控制微电网供电的方法，包括：
供电控制装置获取每个发电单元在至少一个周期内的发电功率的约束条件和预设函数关系；其中，所述预设函数关系包括所述每个发电单元的发电功率与目标因素的关系，所述至少一个周期的终止时刻为当前时刻；
根据所述函数关系确定所述微电网的目标函数，并根据所述约束条件和所述目标函数得到每个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率；
根据所述每个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率对所述每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整。
在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述约束条件包括：
Pi,Gen,min≤Pi,Gen≤ρ1*Pi,Gen,max；
|Ph,Tran|≤ρ2*Ph,Tran,max；
△Pk,Loss≤ρ3*△Pk,Loss,max；
其中，Pi,Gen为第i个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率，n为发电单元的数量，Pj,Load为第j个负载的运行功率，z为负载的数量，△Pk,Loss为第k条电力线路的损耗，m为电力线路的数量，Pi,Gen,min为所述第i个发电单元的最小发电功率，Pi,Gen,max为所述第i个发电单元的最大发电功率，ρ1为第一边界系数，Ph,Tran为第h条关键电力线路的输电量，Ph,Tran,max为第h条关键电力线路的输电容量，ρ2为第二边界系数，△Pk,Loss为第k条电力线路的电力损耗，△Pk,Loss,max为第k条电力线路的电力损耗最大值，ρ3为第三边界系数，其中，0≤ρ1≤1，0≤ρ2≤1，0≤ρ3≤1。
结合第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述预设函数关系包括：
Ci,Gen=Ci(p)；
其中，Ci,Gen为所述第i个发电单元的发电成本，p为所述第i个发电单元的发电功率，Ci(p)为所述第i个发电单元的发电成本与所述第i个发电单元的发电功率的函数；
则所述根据所述函数关系确定所述微电网的目标函数包括：
根据所述每个发电单元的发电成本与发电功率的函数关系确定所述微电网的目标函数为：
结合第一方面至第二种可能的实现方式中的任意一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述根据所述每个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率对所述每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整包括：
确定所述每个发电单元在每个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值；
根据所述每个发电单元在所述至少一个周期内的所述差值确定所述每个发电单元的发电功率调整量，并根据所述每个发电单元的发电功率调整量对所述每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整。
结合第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述确定所述每个发电单元在每个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值包括：
确定所述每个发电单元在每个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值为：
△Pi,v=Pi,Gen,v-Pi,Gen,pre；
其中，△Pi,v为第i个发电单元在第v个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值，Pi,Gen,v为所述第i个发电单元在第v个周期的目标发电功率，Pi,Gen,pre为所述第i个发电单元在当前时刻的发电功率；
所述根据所述每个发电单元在所述至少一个周期内的所述差值确定所述每个发电单元的发电功率调整量，并根据所述每个发电单元的发电功率调整量对所述每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整包括：
确定所述每个发电单元的发电功率调整量为：
其中，△xi为第i个发电单元的发电功率调整量，u为周期数量，rv为所述第i个发电单元在第v个周期内的权值，其中，0≤rv≤1，
将所述每个发电单元当前时刻的发电功率增大所述每个发电单元对应的发电功率调整量。
本发明第二方面提供一种供电控制装置，包括：
获取单元，用于获取每个发电单元在至少一个周期内的发电功率的约束条件和预设函数关系；其中，所述预设函数关系包括所述每个发电单元的发电功率与目标因素的关系，所述至少一个周期的终止时刻为当前时刻；
处理单元，用于根据所述获取单元获取到的函数关系确定所述微电网的目标函数，并根据所述约束条件和所述目标函数得到每个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率；
所述处理单元还用于，根据所述每个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率对所述每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整。
在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述获取单元具体用于，获取所述每个发电单元的发电功率的约束条件：
Pi,Gen,min≤Pi,Gen≤ρ1*Pi,Gen,max；
|Ph,Tran|≤ρ2*Ph,Tran,max；
△Pk,Loss≤ρ3*△Pk,Loss,max；
其中，Pi,Gen为第i个发电单元所述至少一个周期内的目标发电功率，n为发电单元的数量，Pj,Load为第j个负载的运行功率，z为负载的数量，△Pk,Loss为第k条电力线路的损耗，m为电力线路的数量，Pi,Gen,min为所述第i个发电单元的最小发电功率，Pi,Gen,max为所述第i个发电单元的最大发电功率，ρ1为第一边界系数，Ph,Tran为第h条关键电力线路的输电量，Ph,Tran,max为第h条关键电力线路的输电容量，ρ2为第二边界系数，△Pk,Loss为第k条电力线路的电力损耗，△Pk,Loss,max为第k条电力线路的电力损耗最大值，ρ3为第三边界系数，其中，0≤ρ1≤1，0≤ρ2≤1，0≤ρ3≤1。
结合第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述获取单元具体用于，获取所述预设函数关系：
Ci,Gen=Ci(p)；
其中，Ci,Gen为所述第i个发电单元的发电成本，p为所述第i个发电单元的发电功率，Ci(p)为所述第i个发电单元的发电成本与所述第i个发电单元的发电功率的函数；
所述处理单元具体用于，根据所述每个发电单元的发电成本与发电功率的函数关系确定所述微电网的目标函数为：
结合第二方面至第二种可能的实现方式中的任意一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述处理单元具体用于，确定所述每个发电单元在每个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值；
根据所述每个发电单元在所述至少一个周期内的所述差值确定所述每个发电单元的发电功率调整量，并根据所述每个发电单元的发电功率调整量对所述每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整。
结合第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述处理单元具体用于，确定所述每个发电单元在每个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值为：
△Pi,v=Pi,Gen,v-Pi,Gen,pre；
其中，△Pi,v为第i个发电单元在第v个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值，Pi,Gen,v为所述第i个发电单元在第v个周期的目标发电功率，Pi,Gen,pre为所述第i个发电单元在当前时刻的发电功率；
确定所述每个发电单元的发电功率调整量为：
其中，△xi为第i个发电单元的发电功率调整量，u为周期数量，rv为所述第i个发电单元在第v个周期内的权值，其中，0≤rv≤1，
将所述每个发电单元当前时刻的发电功率增大所述每个发电单元对应的发电功率调整量。
采用上述方案，供电控制装置获取每个发电单元在至少一个周期内的发电功率的约束条件和预设函数关系，并根据每个发电单元的函数关系确定微电网的目标函数，则该供电控制装置根据该约束条件和该目标函数得到每个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率，并根据所述每个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率对所述每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整。由于每个发电单元的约束条件包括发电单元的发电功率与负载运行功率的关系以及发电单元的发电功率与关键事件的关系，因此该供电控制装置可以根据不同的负载类型和关键事件的变化调控整个微电网的供电，提高了微电网离网供电的可靠性和供电效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种微电网***的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种控制微电网供电的方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种供电控制装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种供电控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明以下实施例可以应用于微电网***，该微电网***如图1所示，该微电网***包括至少一个发电单元，如图1中的第一发电单元和第二发电单元，该至少一个发电单元用于生产电力；供电控制装置，用于调控各个发电单元的发电功率为负载提供电力以及维护该微电网的正常运行；负载，用于接收电力。
需要说明的是，图1中所有两个单元之间的连线表明所述两个单元之间存在信息交互，例如，所述信息交互包括：该供电控制装置通过发送请求消息获取发电单元的发电功率信息，通过发送发电功率调整消息调整该发电单元的发电功率，也包括该负载向该供电控制装置发送负载类型信息，以便该供电控制装置根据该负载类型信息向该负载下发响应的供电决策。
本发明实施例提供一种控制微电网供电的方法，该方法的执行主体为供电控制装置，如图2所示，该方法包括：
S201、供电控制装置获取每个发电单元在至少一个周期内的发电功率的约束条件和预设函数关系。
其中，该预设函数关系包括该每个发电单元的发电功率与目标因素的关系，该至少一个周期的终止时刻为当前时刻。
具体地，该微电网***包括多个发电单元，如风力发电单元和光伏发电单元，该供电控制装置获取每个发电单元在当前时刻的不同时间周期的发电功率的约束条件和预设函数关系。
需要说明的是，该供电控制装置可以根据该微电网的经济因素控制各发电单元的发电功率，此时，该预设函数关系即为每个发电单元的发电功率与发电成本的关系，该供电控制装置可以根据该微电网的安全因素控制各发电单元的发电功率，此时，该预设函数关系即为每个发电单元的发电功率与安全系数的关系。
可选地，该每个发电单元的发电功率的约束条件为：
Pi,Gen,min≤Pi,Gen≤ρ1*Pi,Gen,max；
|Ph,Tran|≤ρ2*Ph,Tran,max；
△Pk,Loss≤ρ3*△Pk,Loss,max；
其中，Pi,Gen为第i个发电单元在至少一个周期内的目标发电功率，n为发电单元的数量，Pj,Load为第j个负载的运行功率，z为负载的数量，△Pk,Loss为第k条电力线路的损耗，m为电力线路的数量，Pi,Gen,min为所述第i个发电单元的最小发电功率，Pi,Gen,max为所述第i个发电单元的最大发电功率，ρ1为第一边界系数，Ph,Tran为第h条关键电力线路的输电量，Ph,Tran,max为第h条关键电力线路的输电容量，ρ2为第二边界系数，△Pk,Loss为第k条电力线路的电力损耗，△Pk,Loss,max为第k条电力线路的电力损耗最大值，ρ3为第三边界系数，其中，0≤ρ1≤1，0≤ρ2≤1，0≤ρ3≤1。
示例地，该供电控制装置获取第i个发电单元在当前时刻的t1周期内的发电功率的约束条件，其中，该约束条件包括约束该第i个发电单元在t1周期内的发电功率的范围的条件：
Pi,Gen,min≤Pi,Gen≤ρ1*Pi,Gen,max；
约束关键输电线路的输电容量的条件：
|Ph,Tran|≤ρ2*Ph,Tran,max；
约束每条输电线路的线路损耗的条件：
△Pk,Loss≤ρ3*△Pk,Loss,max；
又因为微电网在所述t1周期内的所有发电单元的发电功率等于所有负载的运行功率与所有输电线路的功率损耗之和，因此又有约束条件：
按照上述过程，该供电控制装置还可以获取该第i个发电单元在当前时刻的不同周期内的发电功率的约束条件，如t2周期和t3周期等，其中，该t1周期、该t2周期和该t3周期的时间长度不同，例如该t1周期的时间长度为5个小时，该t2周期的时间长度为10个小时，该t3周期的时间长度为24个小时，即该供电控制装置可分别获取每个发电单元在当前时刻前5个小时内的约束条件、在当前时刻前10个小时内的约束条件和在当前时刻前24个小时内的约束条件。
需要说明的是，第一边界系数ρ1、第二边界系数ρ2和第三边界系数ρ3在不同的时间周期内可能有不同的取值，这样，每个发电单元在不同时间周期内的约束条件就会不同，其中，ρ1，ρ2，ρ3的取值大小决定了约束条件的强弱，例如，在t1时间周期内有下雨或下雪等恶劣的天气，则增大ρ1，ρ2，ρ3的取值，提升每个发电单元的发电功率的上边界，也就是说，在恶劣的天气里，每个发电单元可以达到更大的发电功率，又如在节假日期间，为了保障供电，也可以增大ρ1，ρ2，ρ3的取值，其中，该供电控制装置通过获取到的决策信息或者接收用户下发的指令实现对该ρ1，ρ2，ρ3取值的动态调控。
进一步地，该供电控制装置获取的预设函数关系为每个发电单元的发电功率与发电成本的关系：
Ci,Gen=Ci(p)；
其中，Ci,Gen为该第i个发电单元的发电成本，p为该第i个发电单元的发电功率，Ci(p)为该第i个发电单元的发电成本与该第i个发电单元的发电功率的函数。
需要说明的是，发电单元在不同的运行功率下的发电成本不同，Ci,Gen=Ci(p)表示第i个发电单元在发电功率为P时的发电成本，即该第i个发电单元在发电功率为P时，每一瓦的功率需要耗费的经济成本为Ci,Gen。
S202、该供电控制装置根据该函数关系确定该微电网的目标函数，并根据该约束条件和该目标函数得到每个发电单元在该至少一个周期内的目标发电功率。
具体地，该供电控制装置根据所有发电单元的发电功率与目标因素的函数关系确定微电网的目标函数，若该函数关系为发电单元的发电功率与经济因素的关系，则该微电网的目标函数表示该微电网的经济成本最低；若该函数关系为发电单元的发电功率与安全因素的关系，则该微电网的目标函数表示该微电网的安全系数最高。
示例地，该供电控制装置获取的预设函数关系为每个发电单元的发电功率与发电成本的关系：
Ci,Gen=Ci(p)；
则该供电控制装置根据该每个发电单元的发电成本与发电功率的函数关系确定该微电网的目标函数为：
该供电控制装置根据每个发电单元在至少一个周期内的约束条件对该目标函数进行计算，得到满足该目标函数的每个发电单元在至少一个周期内的目标发电功率。
示例地，该微电网包括两个发电单元、两个负载和两条输电线路，其中，该两条输电线路中有一条关键输电线路，该供电控制装置获取第一发电单元和第二发电单元在当前时刻的前5个小时内的发电功率的约束条件：
P1,Gen+P2,Gen=P1,Load+P2,Load+△P1,Loss+△P2,Loss；
P1,Gen,min≤P1,Gen≤ρ1*P1,Gen,max；
P2,Gen,min≤P2,Gen≤ρ1*P2,Gen,max；
|P1,Tran|≤ρ2*P1,Tran,max；
△P1,Loss≤ρ3*△P1,Loss,max；
△P2,Loss≤ρ3*△P2,Loss,max；
该供电控制装置获取该第一发电单元的发电成本与发电功率的函数关系：
C1,Gen=2P1,Gen；
该第二发电单元的发电成本与发电功率的函数关系：
C2,Gen=P2,Gen 2；
则该供电控制装置确定该微电网的目标函数为：
min（2P1,Gen*P1,Gen+P2,Gen 2*P2,Gen）。
该供电控制装置通过上述约束条件确定该第一发电单元和该第二发电单元的发电功率的功率范围，并在该功率范围内通过线性规划确定满足该目标函数的P1,Gen和P2,Gen，得到该第一发电单元在当前时刻的前5个小时内的目标发电功率和该第一发电单元在当前时刻的前5个小时内的目标发电功率。按照上述方法，该供电控制装置还可以获取该第一发电单元和该第二发电单元在当前时刻的其他时间周期内的目标发电功率。
S203、该供电控制装置根据该每个发电单元在该至少一个周期内的目标发电功率对该每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整。
具体地，该供电控制装置确定该每个发电单元在每个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值，并根据该每个发电单元在该至少一个周期内的该差值确定该每个发电单元的发电功率调整量，按照该每个发电单元的发电功率调整量对该每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整。
可选地，该供电控制装置确定该每个发电单元在每个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值为：
△Pi,v=Pi,Gen,v-Pi,Gen,pre；
并确定该每个发电单元的发电功率调整量为：
则该供电控制装置将该每个发电单元当前时刻的发电功率增大该每个发电单元对应的发电功率调整量。
其中，△Pi,v为第i个发电单元在第v个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值，Pi,Gen,v为该第i个发电单元在第v个周期的目标发电功率，Pi,Gen,pre为该第i个发电单元在当前时刻的发电功率，△xi为第i个发电单元的发电功率调整量，u为周期数量，rv为该第i个发电单元在第v个周期内的权值，其中，0≤rv≤1，
示例地，该供电控制装置通过步骤S202得到第一发电单元在当前时刻的前5个小时内的目标发电功率P1,Gen,1、当前时刻的前10个小时内的目标发电功率P1,Gen,2和当前时刻的前24个小时内的目标发电功率P1,Gen,3，则该供电控制装置分别计算该第一发电单元在不同周期内的目标发电功率该第一发电单元当前时刻的发电功率的差值：
△P1,1=P1,Gen,1-Pi,Gen,pre，△P1,2=P1,Gen,2-Pi,Gen,pre，△P1,3=P1,Gen,3-Pi,Gen,pre；
该供电控制装置根据该△P1,1、△P1,2和△P1,3和对应的权值确定该第一发电单元的发电功率调整量为：
△x1=r1*△P1,1+r2*△P1,2+r3*△P1,3；
则该供电控制装置将该第一发电单元当前时刻的发电功率增加△x1。按照上述过程，该供电控制装置将其他发电单元当前的发电功率进行调整。
需要说明的是，r1、r2和r3可以由用户设置，在该第一发电单元当前时刻的发电功率比较平稳时，可增大r3的取值，当前时刻的发电功率波动较大时，可增大r1的取值，其中，r3为该第一发电单元在长时间周期内的权值，r1为该第一发电单元在短时间周期内的权值。
另外，上述步骤S201至步骤S203是对单个供电控制装置的说明，在具体应用中，本发明对微电网***中包括的所述供电控制装置的数量不作限定。
具体地，对于规模较大的微电网***，由于该微电网***中可能存在数量较多的发电单元，单个供电控制装置无法满足控制需求，此时，该微电网***可以布置多个所述供电控制装置，建立供电控制装置集群，在该供电控制装置集群中，各个供电控制装置之间可以采用对等的方式实现群决策，也可以采用主从结构实现备份与容灾功能，以满足该微电网***对数量较多的发电单元的控制需求。
采用上述方法，供电控制装置获取每个发电单元在至少一个周期内的发电功率的约束条件和预设函数关系，并根据每个发电单元的函数关系确定微电网的目标函数，则该供电控制装置根据该约束条件和该目标函数得到每个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率，并根据所述每个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率对所述每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整。由于每个发电单元的约束条件包括发电单元的发电功率与负载运行功率的关系以及发电单元的发电功率与关键事件的关系，因此该供电控制装置可以根据不同的负载类型和关键事件的变化调控整个微电网的供电，提高了微电网离网供电的可靠性和供电效率。
本发明实施例提供一种供电控制装置30，如图3所示，该供电控制装置30包括:
获取单元31，用于获取每个发电单元在至少一个周期内的发电功率的约束条件和预设函数关系。
其中，该预设函数关系包括该每个发电单元的发电功率与目标因素的关系，该至少一个周期的终止时刻为当前时刻。
处理单元32，用于根据该获取单元31获取到的函数关系确定该微电网的目标函数，并根据该约束条件和该目标函数得到每个发电单元在该至少一个周期内的目标发电功率。
该处理单元32还用于，根据该每个发电单元在该至少一个周期内的目标发电功率对该每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整。
具体地，该微电网***包括多个发电单元，如风力发电单元和光伏发电单元，该供电控制装置获取每个发电单元在当前时刻的不同时间周期的发电功率的约束条件和预设函数关系。
需要说明的是，该供电控制装置可以根据该微电网的经济因素控制各发电单元的发电功率，此时，该预设函数关系即为每个发电单元的发电功率与发电成本的关系，该供电控制装置可以根据该微电网的安全因素控制各发电单元的发电功率，此时，该预设函数关系即为每个发电单元的发电功率与安全系数的关系。
可选地，该获取单元32具体用于，获取该每个发电单元的发电功率的约束条件：
Pi,Gen,min≤Pi,Gen≤ρ1*Pi,Gen,max；
|Ph,Tran|≤ρ2*Ph,Tran,max；
△Pk,Loss≤ρ3*△Pk,Loss,max；
其中，Pi,Gen为第i个发电单元该至少一个周期内的目标发电功率，n为发电单元的数量，Pj,Load为第j个负载的运行功率，z为负载的数量，△Pk,Loss为第k条电力线路的损耗，m为电力线路的数量，Pi,Gen,min为该第i个发电单元的最小发电功率，Pi,Gen,max为该第i个发电单元的最大发电功率，ρ1为第一边界系数，Ph,Tran为第h条关键电力线路的输电量，Ph,Tran,max为第h条关键电力线路的输电容量，ρ2为第二边界系数，△Pk,Loss为第k条电力线路的电力损耗，△Pk,Loss,max为第k条电力线路的电力损耗最大值，ρ3为第三边界系数，其中，0≤ρ1≤1，0≤ρ2≤1，0≤ρ3≤1。
示例地，该供电控制装置获取第i个发电单元在当前时刻的t1周期内的发电功率的约束条件，其中，该约束条件包括约束该第i个发电单元在t1周期内的发电功率的范围的条件：
Pi,Gen,min≤Pi,Gen≤ρ1*Pi,Gen,max；
约束关键输电线路的输电容量的条件：
|Ph,Tran|≤ρ2*Ph,Tran,max；
约束每条输电线路的线路损耗的条件：
△Pk,Loss≤ρ3*△Pk,Loss,max；
又因为微电网在所述t1周期内的所有发电单元的发电功率等于所有负载的运行功率与所有输电线路的功率损耗之和，因此又有约束条件：
按照上述过程，该供电控制装置还可以获取该第i个发电单元在当前时刻的不同周期内的发电功率的约束条件，如t2周期和t3周期等，其中，该t1周期、该t2周期和该t3周期的时间长度不同，例如该t1周期的时间长度为5个小时，该t2周期的时间长度为10个小时，该t3周期的时间长度为24个小时，即该供电控制装置可分别获取每个发电单元在当前时刻前5个小时内的约束条件、在当前时刻前10个小时内的约束条件和在当前时刻前24个小时内的约束条件。
需要说明的是，第一边界系数ρ1、第二边界系数ρ2和第三边界系数ρ3在不同的时间周期内可能有不同的取值，这样，每个发电单元在不同时间周期内的约束条件就会不同，其中，ρ1，ρ2，ρ3的取值大小决定了约束条件的强弱，例如，在t1时间周期内有下雨或下雪等恶劣的天气，则增大ρ1，ρ2，ρ3的取值，提升每个发电单元的发电功率的上边界，也就是说，在恶劣的天气里，每个发电单元可以达到更大的发电功率，又如在节假日期间，为了保障供电，也可以增大ρ1，ρ2，ρ3的取值，其中，该供电控制装置通过获取到的决策信息或者接收用户下发的指令实现对该ρ1，ρ2，ρ3取值的动态调控。
可选地，该获取单元31具体用于，获取该预设函数关系：
Ci,Gen=Ci(p)；
该处理单元32具体用于，根据该每个发电单元的发电成本与发电功率的函数关系确定该微电网的目标函数为：
其中，Ci,Gen为该第i个发电单元的发电成本，p为该第i个发电单元的发电功率，Ci(p)为该第i个发电单元的发电成本与该第i个发电单元的发电功率的函数。
需要说明的是，发电单元在不同的运行功率下的发电成本不同，Ci,Gen=Ci(p)表示第i个发电单元在发电功率为P时的发电成本，即该第i个发电单元在发电功率为P时，每一瓦的功率需要耗费的经济成本为Ci,Gen。
进一步地，该供电控制装置根据所有发电单元的发电功率与目标因素的函数关系确定微电网的目标函数，若该函数关系为发电单元的发电功率与经济因素的关系，则该微电网的目标函数表示该微电网的经济成本最低；若该函数关系为发电单元的发电功率与安全因素的关系，则该微电网的目标函数表示该微电网的安全系数最高。
示例地，该供电控制装置获取的预设函数关系为每个发电单元的发电功率与发电成本的关系：
Ci,Gen=Ci(p)；
则该供电控制装置根据该每个发电单元的发电成本与发电功率的函数关系确定该微电网的目标函数为：
则该供电控制装置根据每个发电单元在至少一个周期内的约束条件对该目标函数进行计算，得到满足该目标函数的每个发电单元在至少一个周期内的目标发电功率。
示例地，该微电网包括两个发电单元、两个负载和两条输电线路，其中，该两条输电线路中有一条关键输电线路，该供电控制装置获取第一发电单元和第二发电单元在当前时刻的前5个小时内的发电功率的约束条件：
P1,Gen+P2,Gen=P1,Load+P2,Load+△P1,Loss+△P2,Loss；
P1,Gen,min≤P1,Gen≤ρ1*P1,Gen,max；
P2,Gen,min≤P2,Gen≤ρ1*P2,Gen,max；
|P1,Tran|≤ρ2*P1,Tran,max；
△P1,Loss≤ρ3*△P1,Loss,max；
△P2,Loss≤ρ3*△P2,Loss,max；
该供电控制装置获取该第一发电单元的发电成本与发电功率的函数关系：
C1,Gen=2P1,Gen；
该第二发电单元的发电成本与发电功率的函数关系：
C2,Gen=P2,Gen 2；
则该供电控制装置确定该微电网的目标函数为：
min（2P1,Gen*P1,Gen+P2,Gen 2*P2,Gen）。
该供电控制装置通过上述约束条件确定该第一发电单元和该第二发电单元的发电功率的功率范围，并在该功率范围内通过线性规划确定满足该目标函数的P1,Gen和P2,Gen，得到该第一发电单元在当前时刻的前5个小时内的目标发电功率和该第一发电单元在当前时刻的前5个小时内的目标发电功率。按照上述方法，该供电控制装置还可以获取该第一发电单元和该第二发电单元在当前时刻的其他时间周期内的目标发电功率。
可选地，该处理单元32具体用于，确定该每个发电单元在每个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值，并根据该每个发电单元在该至少一个周期内的该差值确定该每个发电单元的发电功率调整量，根据该每个发电单元的发电功率调整量对该每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整。
可选地，该处理单元32具体用于，确定该每个发电单元在每个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值为：
△Pi,v=Pi,Gen,v-Pi,Gen,pre；
确定该每个发电单元的发电功率调整量为：
其中，△Pi,v为第i个发电单元在第v个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值，Pi,Gen,v为该第i个发电单元在第v个周期的目标发电功率，Pi,Gen,pre为该第i个发电单元在当前时刻的发电功率。△xi为第i个发电单元的发电功率调整量，u为周期数量，rv为该第i个发电单元在第v个周期内的权值，其中，0≤rv≤1，
该处理单元32还用于，将该每个发电单元当前时刻的发电功率增大该每个发电单元对应的发电功率调整量。
示例地，该供电控制装置通过步骤S202得到第一发电单元在当前时刻的前5个小时内的目标发电功率P1,Gen,1、当前时刻的前10个小时内的目标发电功率P1,Gen,2和当前时刻的前24个小时内的目标发电功率P1,Gen,3，则该供电控制装置分别计算该第一发电单元在不同周期内的目标发电功率该第一发电单元当前时刻的发电功率的差值：
△P1,1=P1,Gen,1-Pi,Gen,pre，△P1,2=P1,Gen,2-Pi,Gen,pre，△P1,3=P1,Gen,3-Pi,Gen,pre；
该供电控制装置根据该△P1,1、△P1,2和△P1,3和对应的权值确定该第一发电单元的发电功率调整量为：
△x1=r1*△P1,1+r2*△P1,2+r3*△P1,3；
则该供电控制装置将该第一发电单元当前时刻的发电功率增加△x1。按照上述过程，该供电控制装置将其他发电单元当前的发电功率进行调整。
需要说明的是，r1、r2和r3可以由用户设置，在该第一发电单元当前时刻的发电功率比较平稳时，可增大r3的取值，当前时刻的发电功率波动较大时，可增大r1的取值，其中，r3为该第一发电单元在长时间周期内的权值，r1为该第一发电单元在短时间周期内的权值。
另外，在具体应用中，本发明对微电网***中包括的所述供电控制装置的数量不作限定。
具体地，对于规模较大的微电网***，由于该微电网***中可能存在数量较多的发电单元，单个供电控制装置无法满足控制需求，此时，该微电网***可以布置多个所述供电控制装置，建立供电控制装置集群，在该供电控制装置集群中，各个供电控制装置之间可以采用对等的方式实现群决策，也可以采用主从结构实现备份与容灾功能，以满足该微电网***对数量较多的发电单元的控制需求。
采用上述供电控制装置，该供电控制装置获取每个发电单元在至少一个周期内的发电功率的约束条件和预设函数关系，并根据每个发电单元的函数关系确定微电网的目标函数，则该供电控制装置根据该约束条件和该目标函数得到每个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率，并根据所述每个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率对所述每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整。由于每个发电单元的约束条件包括发电单元的发电功率与负载运行功率的关系以及发电单元的发电功率与关键事件的关系，因此该供电控制装置可以根据不同的负载类型和关键事件的变化调控整个微电网的供电，提高了微电网离网供电的可靠性和供电效率。
所属本领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的供电控制装置的具体工作过程和描述，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明实施例提供一种供电控制装置40，如图4所示，该供电控制装置40包括：
处理器（processor）41、通信接口（Communications Interface）42、存储器（memory）43和通信总线44；其中，所述处理器41、所述通信接口42和所述存储器43通过所述通信总线44完成相互间的通信。
处理器41可能是一个多核中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC（Application Specific Integrated Circuit），或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器43用于存放程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令和网络流图。存储器43可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。
所述通信接口42，用于实现这些装置之间的连接通信。
所述处理器41用于执行所述存储器43中的程序代码，以实现以下操作：
获取每个发电单元在至少一个周期内的发电功率的约束条件和预设函数关系，并根据所述函数关系确定所述微电网的目标函数，并根据所述约束条件和所述目标函数得到每个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率，根据所述每个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率对所述每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整。
其中，所述预设函数关系包括所述每个发电单元的发电功率与目标因素的关系，所述至少一个周期的终止时刻为当前时刻。
可选地，所述操作还包括，获取每个发电单元在至少一个周期内的发电功率的约束条件：
Pi,Gen,min≤Pi,Gen≤ρ1*Pi,Gen,max；
|Ph,Tran|≤ρ2*Ph,Tran,max；
△Pk,Loss≤ρ3*△Pk,Loss,max；
其中，Pi,Gen为第i个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率，n为发电单元的数量，Pj,Load为第j个负载的运行功率，z为负载的数量，△Pk,Loss为第k条电力线路的损耗，m为电力线路的数量，Pi,Gen,min为所述第i个发电单元的最小发电功率，Pi,Gen,max为所述第i个发电单元的最大发电功率，ρ1为第一边界系数，Ph,Tran为第h条关键电力线路的输电量，Ph,Tran,max为第h条关键电力线路的输电容量，ρ2为第二边界系数，△Pk,Loss为第k条电力线路的电力损耗，△Pk,Loss,max为第k条电力线路的电力损耗最大值，ρ3为第三边界系数，其中，0≤ρ1≤1，0≤ρ2≤1，0≤ρ3≤1。
可选地，所述操作还包括，获取每个发电单元的预设函数关系：
Ci,Gen=Ci(p)；
根据所述每个发电单元的发电成本与发电功率的函数关系确定所述微电网的目标函数为：
其中，Ci,Gen为所述第i个发电单元的发电成本，p为所述第i个发电单元的发电功率，Ci(p)为所述第i个发电单元的发电成本与所述第i个发电单元的发电功率的函数。
可选地，所述操作还包括，确定所述每个发电单元在每个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值，并根据所述每个发电单元在所述至少一个周期内的所述差值确定所述每个发电单元的发电功率调整量，并根据所述每个发电单元的发电功率调整量对所述每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整。
可选地，所述操作还包括，确定所述每个发电单元在每个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值为：
△Pi,v=Pi,Gen,v-Pi,Gen,pre；
其中，△Pi,v为第i个发电单元在第v个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值，Pi,Gen,v为所述第i个发电单元在第v个周期的目标发电功率，Pi,Gen,pre为所述第i个发电单元在当前时刻的发电功率；
确定所述每个发电单元的发电功率调整量为：
将所述每个发电单元当前时刻的发电功率增大所述每个发电单元对应的发电功率调整量。
其中，△xi为第i个发电单元的发电功率调整量，u为周期数量，rv为所述第i个发电单元在第v个周期内的权值，其中，0≤rv≤1，
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种控制微电网供电的方法，其特征在于，包括：
供电控制装置获取每个发电单元在至少一个周期内的发电功率的约束条件和预设函数关系；其中，所述预设函数关系包括所述每个发电单元的发电功率与目标因素的关系，所述至少一个周期的终止时刻为当前时刻；
根据所述预设函数关系确定所述微电网的目标函数，并根据所述约束条件和所述目标函数得到每个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率；
根据所述每个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率对所述每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整；
所述约束条件包括：
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Pi,Gen,min≤Pi,Gen≤ρ1*Pi,Gen,max；
|Ph,Tran|≤ρ2*Ph,Tran,max；
其中，Pi,Gen为第i个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率，n为发电单元的数量，Pj,Load为第j个负载的运行功率，z为负载的数量，ΔPk,Loss为第k条电力线路的损耗，m为电力线路的数量，Pi,Gen,min为所述第i个发电单元的最小发电功率，Pi,Gen,max为所述第i个发电单元的最大发电功率，ρ1为第一边界系数，Ph,Tran为第h条关键电力线路的输电量，Ph,Tran,max为第h条关键电力线路的输电容量，ρ2为第二边界系数，其中，0≤ρ1≤1，0≤ρ2≤1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述约束条件还包括：
ΔPk,Loss≤ρ3*ΔPk,Loss,max；
其中，ΔPk,Loss为第k条电力线路的电力损耗，ΔPk,Loss,max为第k条电力线路的电力损耗最大值，ρ3为第三边界系数，其中，0≤ρ3≤1。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设函数关系包括：
Ci,Gen＝Ci(p)；
其中，Ci,Gen为所述第i个发电单元的发电成本，p为所述第i个发电单元的发电功率，Ci(p)为所述第i个发电单元的发电成本与所述第i个发电单元的发电功率的函数；
则所述根据所述预设函数关系确定所述微电网的目标函数包括：
根据每个发电单元的发电成本与发电功率的函数关系确定所述微电网的目标函数为：
<mrow>
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4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率对所述每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整包括：
确定所述每个发电单元在每个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值；
根据所述每个发电单元在所述至少一个周期内的所述差值确定所述每个发电单元的发电功率调整量，并根据所述每个发电单元的发电功率调整量对所述每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定所述每个发电单元在每个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值包括：
确定所述每个发电单元在每个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值为：
ΔPi,v＝Pi,Gen,v-Pi,Gen,pre；
其中，ΔPi,v为第i个发电单元在第v个周期内的目标发电功率与当前时刻的发电功率的差值，Pi,Gen,v为所述第i个发电单元在第v个周期内的目标发电功率，Pi,Gen,pre为所述第i个发电单元在当前时刻的发电功率；
所述根据所述每个发电单元在所述至少一个周期内的所述差值确定所述每个发电单元的发电功率调整量，并根据所述每个发电单元的发电功率调整量对所述每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整包括：
确定所述每个发电单元的发电功率调整量为：
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其中，Δxi为第i个发电单元的发电功率调整量，u为周期数量，rv为所述第i个发电单元在第v个周期内的权值，其中，0≤rv≤1，
将所述每个发电单元当前时刻的发电功率增大所述每个发电单元对应的发电功率调整量。
6.一种供电控制装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取每个发电单元在至少一个周期内的发电功率的约束条件和预设函数关系；其中，所述预设函数关系包括所述每个发电单元的发电功率与目标因素的关系，所述至少一个周期的终止时刻为当前时刻；
处理单元，用于根据所述获取单元获取到的预设函数关系确定微电网的目标函数，并根据所述约束条件和所述目标函数得到每个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率；
所述处理单元还用于，根据所述每个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率对所述每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整；
所述获取单元具体用于，获取所述每个发电单元的发电功率的约束条件：
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</mrow>
</msub>
</mrow>
Pi,Gen,min≤Pi,Gen≤ρ1*Pi,Gen,max；
|Ph,Tran|≤ρ2*Ph,Tran,max；
其中，Pi,Gen为第i个发电单元在所述至少一个周期内的目标发电功率，n为发电单元的数量，Pj,Load为第j个负载的运行功率，z为负载的数量，ΔPk,Loss为第k条电力线路的损耗，m为电力线路的数量，Pi,Gen,min为所述第i个发电单元的最小发电功率，Pi,Gen,max为所述第i个发电单元的最大发电功率，ρ1为第一边界系数，Ph,Tran为第h条关键电力线路的输电量，Ph,Tran,max为第h条关键电力线路的输电容量，ρ2为第二边界系数，其中，0≤ρ1≤1，0≤ρ2≤1。
7.根据权利要求6所述的供电控制装置，其特征在于，所述获取单元具体还用于，获取所述每个发电单元的发电功率的约束条件：
ΔPk,Loss≤ρ3*ΔPk,Loss,max；
其中，ΔPk,Loss为第k条电力线路的电力损耗，ΔPk,Loss,max为第k条电力线路的电力损耗最大值，ρ3为第三边界系数，其中，0≤ρ3≤1。
8.根据权利要求7所述的供电控制装置，其特征在于，所述获取单元具体用于，获取所述预设函数关系：
Ci,Gen＝Ci(p)；
其中，Ci,Gen为所述第i个发电单元的发电成本，p为所述第i个发电单元的发电功率，Ci(p)为所述第i个发电单元的发电成本与所述第i个发电单元的发电功率的函数；
所述处理单元具体用于，根据每个发电单元的发电成本与发电功率的函数关系确定所述微电网的目标函数为：
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9.根据权利要求6至8任一项所述的供电控制装置，其特征在于，所述处理单元具体用于，确定所述每个发电单元在每个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值；
根据所述每个发电单元在所述至少一个周期内的所述差值确定所述每个发电单元的发电功率调整量，并根据所述每个发电单元的发电功率调整量对所述每个发电单元当前时刻的发电功率进行调整。
10.根据权利要求9所述的供电控制装置，其特征在于，所述处理单元具体用于，确定所述每个发电单元在每个周期内的目标发电功率与当前时刻发电功率的差值为：
ΔPi,v＝Pi,Gen,v-Pi,Gen,pre；
其中，ΔPi,v为第i个发电单元在第v个周期内的目标发电功率与当前时刻的发电功率的差值，Pi,Gen,v为所述第i个发电单元在第v个周期内的目标发电功率，Pi,Gen,pre为所述第i个发电单元在当前时刻的发电功率；
确定所述每个发电单元的发电功率调整量为：
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<mo>;</mo>
</mrow>
其中，Δxi为第i个发电单元的发电功率调整量，u为周期数量，rv为所述第i个发电单元在第v个周期内的权值，其中，0≤rv≤1，
将所述每个发电单元当前时刻的发电功率增大所述每个发电单元对应的发电功率调整量。
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