(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211049228.0 (22)申请日 2022.08.30 (71)申请人 大连海事大学 地址 116026 辽宁省大连市高新园区凌海 路1号 (72)发明人 滕菲　王建元　宋晶　张晴　 单麒赫　 (74)专利代理 机构 大连东方专利代理有限责任 公司 21212 专利代理师 姜威威　李洪福 (51)Int.Cl. H02J 3/38(2006.01) H02J 3/28(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种带有自能源的低碳港口微电网及其分 布式能量管理方法 (57)摘要 本发明一种带有自能源的低碳港口微电网， 包括:风能自能源、 光伏自能源、 传统自能源、 储 能自能源、 船舶自能源和交流母线排； 一种带有 自能源的低碳港口微电网分布式能量管理方法， 包括港口微电网中自能源中产能设备发电成本 函数， 分析并建立单个自能源的运行成本函数； 基于轮换对称性构建自能源的运行成本函数； 在 港口微电网考虑考虑负载供需平衡约束和自能 源产能设备容量约束等约束条件， 构建带有自能 源的低碳港口微电网能量管 理模型； 基于分布式 一致性算法解决带有自能源的低碳港口微电网 能量管理问题， 获得带有自能源的低碳港口微电 网的最优运行方案， 本发明可实现港口低碳、 绿 色和可持续发展。 权利要求书2页 说明书10页 附图5页 CN 115441499 A 2022.12.06 CN 115441499 A 1.一种带有自能源的低碳港口微电网， 其特 征在于： 包括： 利用风机设备进行风力发电， 为负载系统提供电能的风能自能源、 利用光伏设备进行太阳能发电， 为负载系统提供电能的光伏自能源、 利用传统发电设备进行发电， 为负载系统提供电能的传统自能源、 利用储能设备存 储的电能， 为负载系统提供电能的储能自能源、 通过发电设备利用清洁能源， 为船舶自身提供电能的船舶自能源、 交流母线排、 主电 网； 所述风能自能源、 所述 光伏自能源、 所述传统自能源均并联到所述交流母线排的一侧； 所述储能自能源、 所述主电网和所述船舶自能源间接并联到所述交流母线排的另一 侧。 2.根据权利要求1所述的一种带有自能源的低碳港口微电网的分布式能量管理方法， 其特征在于： 包括以下几个步骤： 分析港口微电网中自能源的结构， 解析自能源产能设备的发电成本函数； 考虑自能源能量双 向交互的特征， 分析单个自能源运行成本组成， 并建立单个自能源 的运行成本函数； 进而基于轮换对称性构建自能源的运行成本函数， 并建立带有自能源的 港口微电网的运营成本函数； 考虑港口微电网的负载供需平衡约束和自能源产能设备容量等约束条件， 构建带有自 能源的低碳港口微电网能量管理模型； 基于分布式一致性算法解决带有自能源的低 碳港口微电网能量管理问题， 获得带有自 能源的低碳港口微电网的最优运行 方案。 3.根据权利要求2所述的一种带有自能源的低碳港口微电网的分布式管理方法， 其特 征在于： 所述自能源产能设备的发电成本函数： f＝Cok(Pk)                     (1) 式中， Cok(Pk)＝akPk2+bkPk+ck和Cok(Pk)＝ak(Pk+bk)2分别表示非储能自能源和储能自能 源中产能设备发电成本函数， ak、 bk和ck分别表示产能设备发电成本系数； Cok(Pk)需要经过 关系， 转化成以Prk为变量的发电成本函数Cok(Prk)， Prk是自能源k的 边际成本 。 4.根据权利要求2所述的一种带有自能源的低碳港口微电网的分布式管理方法， 其特 征在于： 所述单个自能源的运行成本和所述带有自能源的低碳港口微电网的运营成本表达 式分别如下： f(Prk)＝Cok(Prk)+Cot(Prk)+Crm(Pmk)+Cemk(Prk)         (2) 式(2)中， Cok(Prk)是自能源产能设备的发电成本； Cot(Prk)是港口微电网中 自能源k和邻 居之间的电能交互成本； Crm(Pmk)是自能源和主电网电能交互带来的成本； Pmk是自能源k从 主电网获取的电量； Cemk(Prk)是自能源k的碳 排放成本； 式(3)中， N是港口自能源的数量； eco是单位碳排放成本； m是传统自能源的数量，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115441499 A 2是传统自能源产生的碳排放量； Prg是主电网电价； PMG是主电网向港口微电网提 供的电量。 5.根据权利要求2所述的一种带有自能源的低碳港口微电网的分布式管理方法， 其特 征在于： 所述带有自能源的低碳港口微电网能量管理模型： 式中， 第一个不等式为当自能源k是非储能自能源； 第二个不等式为当自能源k是储能 自能源； 是N个自能源所发电的总电量之和； Pde是港口微电网中负载设 备耗电总和； 和 分别表示各自能源中发产能设备的输出下限和上限； 和 分别是储能自能源中储能设备充放电容 量的下限和上限； Pe是储能设备额定容 量。 6.根据权利要求2所述的一种带有自能源的低碳港口微电网的分布式管理方法； 其特 征在于： 在带有自能源的低碳港口微电网中， 每一个自能源为一个节点， 采用分布式一致性 算法解决带有自能源的低碳港口微电网的能量管 理问题， 获得带有自能源的低碳港口微电 网的最优运行 方案， 具体步骤如下： 步骤4.1： 设置初始参数， 初始化各自能源边际成本； 设置本次优化过程中总迭代次数 s， 以及迭代步长α； 步骤4.2： s＝s+1， 每 个自能源按照分布式一 致性算法， 更新 边际成本的值； 步骤4.3： 如果所得自能源的边际成本大于边际成本上限， 取边际成本上限； 如果所得 自能源的边际成本小于边际成本下限， 取边际成本下限； 否则， 取 更新的边际成本； 步骤4.4： 当各自能源发产能设备满足容量约束和港口微电网电能供需平衡约束等约 束时， 并且各自能源边际成本达到一致， 则此时获得各自能源的边际成本和发产能设备输 出的电量， 也 获得带有自能源的低碳港口微电网的最优运行方案； 反之， 更新的边际成本不 是港口微电网能量管理问题的最优解， 若迭代次数不大于s返回步骤4.2， 重新更新边际成 本； 若迭代次数 大于s， 完成s次迭代， 并重新设置迭代次数s。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115441499 A 3