[發(fā)明專利]一種考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110234210.7
• 申請(qǐng)日: 2021-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN113162083B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳在軍;路珊;李培帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/32
• 分類號(hào): H02J3/32;H02J3/48;H02J3/50;H02J3/00
• 代理公司: 北京同輝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11357
• 代理人: 張明利

1.一種考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化方法，其特征在于，兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化方法包括以下步驟：

S1：獲取計(jì)算數(shù)據(jù)，使用預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行日前優(yōu)化，實(shí)施基于價(jià)格的需求響應(yīng)策略，建立考慮蓄電池衰退成本的兩階段區(qū)間優(yōu)化模型，將變量分為第一階段變量、第二階段變量和不確定變量；

S2：將S1中的區(qū)間優(yōu)化模型分解為一個(gè)主問題和一個(gè)子問題，依次對(duì)主問題和子問題進(jìn)行求解：求解主問題，獲得一個(gè)目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)解和第一、二階段變量的最優(yōu)解；子問題的求解分為兩種情況，一種情況下獲得目標(biāo)函數(shù)最小時(shí)不確定變量的解，一種情況下獲得目標(biāo)函數(shù)最大時(shí)不確定變量的解和目標(biāo)函數(shù)最大值，交替求解直到主子問題的解滿足收斂標(biāo)準(zhǔn)；

S3：使用S2得到的第一階段變量的優(yōu)化解，在極端狀況下，對(duì)儲(chǔ)能元件的荷電狀態(tài)約束進(jìn)行優(yōu)化；

S4：讀取新能源出力和負(fù)荷數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)值，使用S3中得到的荷電狀態(tài)約束，進(jìn)行第二階段的日內(nèi)調(diào)整；

所述S1具體包括：

S11:建立的兩階段區(qū)間優(yōu)化模型為：

s.t.g(x,y,u)＝0,h(x,y,u)≤0

S12：蓄電池的衰退成本采用如下模型表示：

L(DoD)＝A·DoD^-B·e^-C·DoD

所述F(x,y,u)表示目標(biāo)函數(shù)，即綜合能源系統(tǒng)總的運(yùn)行費(fèi)用C^WT+C^PV+C^BESS+C^grid-C^rev；其中，C^WT，C^PV分別表示風(fēng)電和光伏的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，C^BESS表示蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的衰退成本，C^grid表示和主電網(wǎng)的交易成本，C^rev表示在實(shí)施PBDR后向用戶出售電力的收入；u表示不確定變量，包括新能源出力和負(fù)荷需求；其余變量劃分為兩個(gè)階段：第一階段變量x為PBDR相關(guān)變量；第二階段變量y為BESS調(diào)度相關(guān)變量，包括表示蓄電池的替換成本，η^ch/η^dis分別表示電池充放電的效率；A、B和C為系數(shù)，與不同的電池類型有關(guān)；是充放電功率的變化量，為蓄電池容量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化方法，其特征在于，所述S2具體包括：

S21:主問題表示為：

子問題表示為：

optimistic:

pessimistic:

通過求解主問題，得到目標(biāo)函數(shù)值F_M,k和第一二階段變量的最優(yōu)解在子問題中固定和在不確定變量的預(yù)測(cè)區(qū)間中尋找目標(biāo)函數(shù)的最大值和最小值，分別對(duì)應(yīng)不確定變量的最惡情況和最優(yōu)情況

S22:判斷算法是否收斂的判斷式為：

若收斂，停止迭代并獲得最終的第一階段變量值，轉(zhuǎn)到S3；若不收斂，則轉(zhuǎn)到S23；

S23:更新迭代次數(shù)k＝k+1，回到S21，將子問題中目標(biāo)函數(shù)最大時(shí)不確定變量的解帶入主問題，修正主問題中不確定變量的值，繼續(xù)迭代。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化方法，其特征在于，所述F_M,k表示主問題的解，F(xiàn)_pes,k表示子問題中目標(biāo)函數(shù)最大時(shí)的解。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化方法，其特征在于，所述S3具體包括：

S31:考慮極端情況發(fā)生在新能源出力最小而同時(shí)負(fù)荷需求最大時(shí)；固定第一階段變量的最優(yōu)解后，對(duì)第二階段變量y進(jìn)行優(yōu)化；

S32:對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)約束的優(yōu)化，采用如下模型表示：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化方法，其特征在于，所述表示第一階段變量的最優(yōu)解，表示第一階段子問題的最優(yōu)解，表示第一階段子問題的最劣解，表示第一階段子問題中目標(biāo)函數(shù)最小時(shí)不確定變量的值，表示第一階段子問題中目標(biāo)函數(shù)最大時(shí)不確定變量的值。