[發明專利]一種微網中考慮電池衰減成本的能量優化方法

有效

• 申請號: 201910984887.5
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN111400857B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 黃言態;汪衛剛;蔣利鋒;許敏;呂輝
• 申請（專利權）人: 杭州富生電器有限公司;浙江科技學院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q50/06;G06F111/04;G06F111/10
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明公開了一種微網中考慮電池衰減成本的能量優化方法,包括以下步驟：步驟一、構建電池衰減成本模型；步驟二、構建電費開支成本模型；步驟三、建立微網系統運行優化的目標函數；步驟四、建立歸納優化目標函數的約束條件；步驟五、模型的全局優化求解和步驟六、實例運行。本發明針對微網中能量優化存在的不足，考慮電池衰減成本，根據需求建立一個完善的數學模型，在求解中將復雜模型分解成相對簡單的模型，并對簡單模型求解，最終分析得出最少經濟開支的能量優化方案，提高微網中的能源效率和安全性。

技術領域

本發明涉及能量管理技術領域，尤其涉及一種微網中考慮電池衰減成本的能量優化方法。

背景技術

能源需求和溫室氣體排放的持續增長已成為世界關注的一個重要問題，而其中一個有希望解決這些問題的辦法是將智能電網作為未來的電力系統。智能電網可以通過各種方式提高能源效率，例如價格政策和需求響應(DR)控制方法。智能電網促進的需求響應可以通過協調能源供應和能源需求之間的平衡來提高能源效率和安全性。由于電力負荷的隨機性，預測值與實際值之間的差異是不可避免的。儲能電池作為雙向調節器，與電網一起提高能源效率，通常集成到DR中以補償電力調度。

然而，在實時調度程序中頻繁的充電和放電會大大降低電池壽命。因此在能量優化中需要考慮到電池的衰減成本，另外建模后的數學模型的求解是一大難題。

例如，一種在中國專利文獻上公開的“一種自適應式微網儲能系統能量優化管理方法”，其公告號CN105098810B，所述方法包括以下步驟：A、確定微網儲能系統中電池比前一天可多用于調峰的能量；B、根據所述電池比前一天可多用于調峰的能量與電池儲能容量的下限的比值，調整微網儲能系統中電池的放電閾值，其中當所述比值大于1時，減小所述放電閾值，當所述比值小于1時，增大所述放電閾值。該方法僅考慮電力負荷的波動，但是未考慮在實時調度程序中頻繁充放電會降低電池的壽命的問題，存在能量優化的不足。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中微網中能量優化存在不足，需要考慮到電池的衰減成本的技術問題，提供一種微網中考慮電池衰減成本的能量優化方法，通過根據需求建立完善的數學模型，并將復雜模型分解成相對簡單的模型后求解，最終分析得出最少經濟開支的能量優化方案，提高微網中的能源效率和安全性。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種微網中考慮電池衰減成本的能量優化方法,包括以下步驟：

步驟一、構建電池衰減成本模型；

步驟二、構建電費開支成本模型；

步驟三、建立微網系統運行優化的目標函數：結合步驟一和步驟二，可建立微網中一天電費開支及電池衰減成本最少的優化目標函數；

步驟四、建立歸納優化目標函數的約束條件：綜合考慮電能供需平衡約束、電池衰減成本約束、電池工作約束和開關控制設備的約束，得到微網系統優化的約束條件；

步驟五、模型的全局優化求解：按步驟三所確定目標函數，結合步驟四所給約束條件，采用interior-point算法和cultural?algorithm文化算法進行求解；

步驟六、實例運行：根據步驟五得到的最優變量參數，得到電網交互電能和電池充放電量曲線，并從中得知蓄電池、開關控制設備的最優操作，并獲得最少經濟開支。

在實時調度程序中頻繁的充電和放電會大大降低電池壽命，因此在能量優化中需要考慮到電池的衰減成本，本發明針對微網中能量優化存在的不足，根據需求建立一個完善的數學模型，該優化數學模型將微網中一天電費開支及電池衰減成本最少作為優化目標函數，并建立優化數學模型的約束條件，在求解上將復雜模型分解成相對簡單的模型，并對簡單模型求解，最終實現對原問題的求解。