[發明專利]一種基于雙級最優充電策略的微電網能量管理系統

在審

• 申請號: 202010563452.6
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111768311A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 顏鋼鋒;丁俐夫;黎為
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;H02J3/32
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊舟濤

1.一種基于雙級最優充電策略的微電網能量管理系統，其特征在于：系統包括硬件層、算法層和交互部分；

所述硬件層基于當前的智能微電網架構設計，用于具有插電式混合動力電動汽車充電設施的社區、停車場和公共充電站；具體包括儲能模塊、調度模塊與負荷模塊；

所述儲能模塊，包括微電網中的分布式電源與用于插電式混合動力汽車充電的蓄能設備，儲能模塊將電能傳輸至調度模塊進行調度，和直接用于插電式混合動力電動汽車充電；

所述調度模塊，為微電網中電能調度與傳輸的部分網架，包括微電網網架中的配電站、變壓器；

所述負荷模塊，包括充電樁在內的微電網中各種存在的負荷；

所述算法層使用雙級最優充電策略通過中間決策變量與算法優先級實現負載平衡和經濟調度的功能；

所述交互部分包括硬件層與外界的交互，并通過通信模塊進行節點間的信息傳輸，實現微電網能量管理系統硬件層與算法層的交互。

2.如權利要求1所述一種基于雙級最優充電策略的微電網能量管理系統，其特征在于：所述雙級最優充電策略算法構建包括以下步驟：

2.1構建聯合優化目標，將微電網負荷曲線問題描述為一個有限時域優化問題，將微電網經濟調度描述為一個優化問題；

2.2定義決策變量其物理意義為k時刻微電網提供給m個電動汽車充電節點的所有電能；

2.3將決策變量作為約束項添加至聯合優化問題，并定義兩個優化目標的優先級，將兩個問題描述為如下求解的聯合優化問題；

其中X_k為k時刻微電網提供給m個電動汽車充電節點的所有電能，Q_k為k時刻其他負載，γ是理想的平衡功率曲線，P_i(k)為k時刻微電網提供給第i個電動汽車充電節點的電能，d_i為電動汽車i在時間段[0，N-1]內需要充的電能，和P_i(k)分別為第i個電動汽車充電節點負載的上下限。

3.如權利要求2所述一種基于雙級最優充電策略的微電網能量管理系統，其特征在于：所述將微電網負荷曲線問題描述為一個有限時域優化問題的方法是：在時間窗口1到N-1內，對于m個電動汽車充電節點，為使得電動車輛充電調度計劃P與其他負載Q總和的曲線最平，將描述為如下有限時域優化問題：

其中X_k為k時刻微電網提供給m個電動汽車充電節點的所有電能，Q_k為k時刻其他負載，為第i個電動汽車充電節點負載的上限，γ是理想的平衡功率曲線。

4.如權利要求2所述一種基于雙級最優充電策略的微電網能量管理系統，其特征在于：將微電網經濟調度描述為一個優化問題的方法是：

其中P_i(k)為k時刻微電網提供給第i個電動汽車充電節點的電能，d_i為電動汽車i在時間段[0,N-1]內需要充的電能，和P_i(k)分別為第i個電動汽車充電節點負載的上下限。

5.如權利要求2所述一種基于雙級最優充電策略的微電網能量管理系統，其特征在于：所述雙級最優充電策略算法求解過程為：

5.1初始化每個電動汽車充電節點的充放電功率和優化算法的迭代速度；

5.2使用V2G技術加載每個節點負載；

5.3求解高優先級的最優負荷曲線；

5.4在僅考慮參與交互的電動汽車總數的情況下，獲取每個單元的輸出和網絡的總損耗；

5.5確定各節點的有功功率損耗之和是否繼續降低，若是，進入步驟5.6，若否進入步驟5.8；

5.6進行低優先級的經濟調度運算，確定每個節點在不同時期內參與V2G交互的電動汽車的最佳功率；

5.7更新充放電功率，并返回步驟5.2；

5.8判斷調度計劃是否滿足最優負荷曲線條件，若是，輸出結果,若否，返回步驟5.7。

6.如權利要求5所述一種基于雙級最優充電策略的微電網能量管理系統，其特征在于：所述雙級最優充電策略算法的求解循環終止條件為：有功功率損耗之和不再繼續降低，即算法收斂，且最終調度計劃滿足最優負荷曲線的要求。