[發明專利]基于二次規劃模型的電池儲能系統削峰填谷日前優化方法

有效

• 申請號: 201210050601.4
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN102622475A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 黃曉東;余建國;饒宏;李永興;李勇琦;鐘朝現;陸志剛;王科;陳柔伊;董旭柱;段衛國;袁志昌;陸超;鮑冠南
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司調峰調頻發電公司;南方電網科學研究院有限責任公司;清華大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明是一種基于二次規劃模型的電池儲能系統削峰填谷日前優化方法，屬于基于二次規劃模型的電池儲能系統削峰填谷日前優化方法的改造技術。

背景技術

大規模電池儲能系統(Battery?Energy?Storage?System，BESS)通過在負荷高峰時放電，在負荷低谷時充電，可以實現對負荷的削峰填谷功能。對電網來說，削峰填谷能夠推遲設備容量升級，提高設備利用率，節省設備更新的費用；對用戶來說，可以利用峰谷電價差獲得經濟效益。在國外已有許多大規模BESS在運行；在國內，南方電網開展了MW級電池儲能系統示范項目。

削峰填谷日前優化是在新的一天開始前，根據預測出的日負荷曲線，優化出24小時的BESS最優充放電策略，即每個時刻電池是否充放電，充放電的功率大小為多少。在實時控制時，根據日前優化給出的充放電策略，以及當前時刻的負荷值、電池狀態等數據，計算出充放電功率指令并下發給每組電力電子變流器。

目前廣泛采用的電池儲能系統削峰填谷日前優化模型中，基于分時電價理論，以獲得最大的經濟效益為目標，一個小時對應一個負荷點，一天一共24個點。這樣的模型優化出的結果過于粗糙，電池充放電起止時刻不精確，無法平抑分鐘級時間尺度上的負荷功率波動。另外，電池的非線性物理約束使得優化模型難以求解。

目前求解電池儲能系統削峰填谷日前優化模型的方法主要是智能算法和動態規劃算法。智能算法包括遺傳算法、粒子群算法、模擬退火算法等。在智能算法中，選取合適的參數非常困難且智能算法無法保證每次都能求得全局最優解。動態規劃算法中電池剩余電量被離散化，電池的出力只能在一系列離散值中選取。

發明內容

本發明的目的在于考慮上述問題而提供一種能求出電池儲能系統在一天中的最優充放電策略，以使得負荷曲線變得最為平坦的基于二次規劃模型的電池儲能系統削峰填谷日前優化方法。本發明不僅節省空間、成本低、使用安全、操作方便，使用壽命長。

本發明的技術方案是：本發明的基于二次規劃模型的電池儲能系統削峰填谷日前優化方法，包括有以下步驟：

1)系統初始化：

輸入參數及預測負荷文件，參數包括：一天中負荷數據點的個數N；相鄰負荷數據的時間間隔Δt；電池組總容量S；電池剩余電量的上限S_high和下限S_low；電池剩余電量的初值S_initial和終值S_final；最大充放電功率限制值P_max；預測負荷文件中包括N個預測負荷數據，分別為D(i)，i＝1，2，…，N；

2)建立電池儲能系統日前優化模型：

選取N個時刻BESS輸出功率b(i)，i＝1，2，…，N作為控制變量，電池充電為正，放電為負。選取N個時刻電池的剩余電量s(i)，i＝0，1，2，…，N作為狀態變量。將負荷方差選取為目標函數：